DHT90溫濕度實(shí)時(shí)顯示單片機(jī)小系統(tǒng)詳解

ID:161768 · 發(fā)表于 2017-4-23 16:59

數(shù)據(jù)類型	長(zhǎng)　度	值　域
unsigned char	單字節(jié)	0～255
signed char	單字節(jié)	-128～+127
unsigned int	雙字節(jié)	0～65535
signed int	雙字節(jié)	-32768～+32767
unsigned long	四字節(jié)	0～4294967295
signed long	四字節(jié)	-2147483648～+2147483647
float	四字節(jié)	±1.175494E-38～±3.402823E+38
*	1～3字節(jié)	對(duì)象的地址
bit	位	0或1
sfr	單字節(jié)	0～255
sfr16	雙字節(jié)	0～65535
sbit	位	0或1

一、       目的與要求
制作一個(gè)溫濕度實(shí)時(shí)顯示小系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間控制在1s左右，探頭部分能夠放進(jìn)大約10cm直徑的容器中。
二、       工作原理
采用AT89S52單片機(jī)作為本系統(tǒng)的控制單元，傳感器采用DHT90（即把SHT10封裝為4個(gè)2.54標(biāo)準(zhǔn)插針的獨(dú)立結(jié)構(gòu)，大連北方測(cè)控代理的價(jià)格為50元/片），顯示模塊為L(zhǎng)CD1602。單片機(jī)收到來自DHT90的溫濕度數(shù)據(jù)，再經(jīng)過軟件線性擬合，最后送到1602上顯示并沒隔1s刷新一次數(shù)據(jù)。
三、       原理圖

圖1 溫濕度顯示系統(tǒng)原理圖

四、硬件設(shè)計(jì)
電源部分采用+5V開關(guān)電源集成模塊（實(shí)測(cè)輸出電壓5.19V），這符合DHT90和AT89S52單片機(jī)的供電要求。本系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，難點(diǎn)至于軟件編寫與調(diào)試。
五、軟件設(shè)計(jì)
5.1 流程圖

軟件流程圖

5.2 軟件調(diào)試過程及經(jīng)驗(yàn)
對(duì)于本系統(tǒng)，我首先調(diào)試1602的顯示程序，重點(diǎn)理解時(shí)序圖。對(duì)硬件理解清楚后，參照相關(guān)程序，編寫自己規(guī)范的程序。然后，調(diào)試DHT90數(shù)據(jù)通信顯示，在SHT11(DHT90/SHT10也屬于同系列)例程中，顯示功能是利用51單片機(jī)串口向上位機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)，在上位機(jī)上顯示溫濕度。所以，這部分在我的程序中就去掉了。同樣，DHT90程序部分的關(guān)鍵也是時(shí)序圖，讀明白時(shí)序圖，就可以很快得進(jìn)入編程調(diào)試階段。
六、系統(tǒng)實(shí)物圖

圖2 單片機(jī)控制及顯示部分

圖3 LCD1602顯示特寫

圖4 傳感器部分特寫（準(zhǔn)備封裝為一個(gè)小的探頭）

七、菜鳥的小結(jié)
在兩個(gè)多月的時(shí)間里，我從零開始做這個(gè)溫濕度測(cè)量小系統(tǒng)，現(xiàn)在終于有了初步的成果。在這期間，我學(xué)到了很多東西，比如說焊接技術(shù)（當(dāng)然還是比較菜），下載線制作等等。我覺得最重要的一點(diǎn)是鍛煉了自己的實(shí)踐能力。嗯，很多東西難與不難就看你做沒做過。呵呵，套用毛主席他老人家的一句話就是：沒有實(shí)踐就沒有發(fā)言權(quán)。一開始，做下載線，我感覺很難很難，但現(xiàn)在回頭一看，那就是小case而已。
通過這個(gè)小系統(tǒng)的制作，我從一個(gè)“理想的電子愛好者”轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)“實(shí)踐的電子愛好者”。從享受電子成品的快樂到享受電子DIY過程的快樂，這是一直升華，DIY很美妙。最后一句與所有DIY愛好者共勉。
最后，歡迎大家交流學(xué)習(xí)，給我批評(píng)指正！

附源程序（調(diào)試成功版）：

/***********************************************************************************
;功能說明:DHT90與LCD1602的溫濕度顯示
;文件名稱:DHT90.c
;微處理器:AT89S52
;編譯環(huán)境:Keil uVision V2.38a
;作者:
;版權(quán):(c)
;修改說明:添加了一個(gè)LCD_disp_str()函數(shù)
;***********************************************************************************/
/*************定義接口********************
P0------DB0～DB7 (LCD1602)
P2.0------RS (LCD1602)
P2.1------RW (LCD1602)
P2.2------E (LCD1602)
P2.6------SCK (DHT90)
P2.7------DATA (DHT90)
*****************************************/
#include
#include
#include //Keil library
#include //Keil library
//*********************第一部分LCD1602設(shè)置 START****************************************
#define LCD_DB P0
sbit LCD_RS=P2^0; //P2^0是p2.0的意思；LCD_RS與P2.0等效起來，對(duì)LCD_RS 讀寫，就是對(duì)P2.0讀寫好處在于LCD_RS含義直接明了，寫程序多了就會(huì)知道有必要de
sbit LCD_RW=P2^1; //P2^1是p2.1的意思
sbit LCD_E=P2^2; //P2^2是p2.2的意思
/******定義函數(shù)****************/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void LCD_init(void); //初始化函數(shù)
void LCD_write_command(uchar command); //寫指令函數(shù)
void LCD_write_data(uchar dat); //寫數(shù)據(jù)函數(shù)
void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);//在某個(gè)屏幕位置上顯示一個(gè)字符,X（0-15),y(1-2)
void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str); //LCD1602顯示字符串函數(shù)
void delay_n10us(uint n); //延時(shí)函數(shù)
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_init();
;功能:初始化LCD1602
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void LCD_init(void)
{
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x38);//設(shè)置8位格式，2行，5x7
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x0c);//整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x06);//設(shè)定輸入方式，增量不移位
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示
delay_n10us(100); //延時(shí)清屏，延時(shí)函數(shù)，延時(shí)約n個(gè)10us
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_write_command();
;功能:LCD1602寫指令函數(shù)
;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
;參數(shù)說明:dat為寫命令參數(shù)
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void LCD_write_command(uchar dat)
{
delay_n10us(10);
LCD_RS=0; //指令
LCD_RW=0; //寫入
LCD_E=1; //允許
LCD_DB=dat;
delay_n10us(10); //實(shí)踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。
LCD_E=0;
delay_n10us(10); //實(shí)踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_write_data();
;功能:LCD1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)
;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
;參數(shù)說明:dat為寫數(shù)據(jù)參數(shù)
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void LCD_write_data(uchar dat)
{
delay_n10us(10);
LCD_RS=1; //數(shù)據(jù)
LCD_RW=0; //寫入
LCD_E=1; //允許
LCD_DB=dat;
delay_n10us(10);
LCD_E=0;
delay_n10us(10);
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_disp_char();
;功能:LCD1602顯示一個(gè)字符函數(shù)，在某個(gè)屏幕位置上顯示一個(gè)字符,X（0-15),y(1-2)。
;占用資源:--
;參數(shù)說明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，dat為所要顯示字符對(duì)應(yīng)的地址參數(shù)。
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat)
{
uchar address;
if(y==1)
address=0x80+x;
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command(address);
LCD_write_data(dat);
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_disp_str();
;功能:LCD1602顯示字符串函數(shù)，在某個(gè)屏幕起始位置{X（0-15),y(1-2)}上顯示一個(gè)字符串。
;占用資源:--
;參數(shù)說明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，str為所要顯示字符串對(duì)應(yīng)的指針參數(shù)。
;創(chuàng)建日期:2008.08.16
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str)
{
uchar address;
if(y==1)
address=0x80+x;
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command(address);
while(*str!='')
{
LCD_write_data(*str);
str++;
}
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:delay_n10us();
;功能:延時(shí)函數(shù)，延時(shí)約n個(gè)10us
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.1(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:2008.08.16
;修改說明:修改為較精確的延時(shí)函數(shù)
;-------------------------------------*/
void delay_n10us(uint n)
{
uint i;
for(i=n;i>0;i--)
{
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //延時(shí)10us@12M晶振
}
}
//*********************第一部分LCD1602設(shè)置 END****************************************
//*********************第二部分DHT90設(shè)置 START****************************************
sbit SCK = P2^6; //定義通訊時(shí)鐘端口
sbit DATA = P2^7; //定義通訊數(shù)據(jù)端口
typedef union
{ unsigned int i; //定義了兩個(gè)共用體
float f;
} value;
enum {TEMP,HUMI}; //TEMP=0,HUMI=1
#define noACK 0 //用于判斷是否結(jié)束通訊
#define ACK 1 //結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸
//adr command r/w
#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0
#define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1
#define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1
#define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1
#define RESET 0x1e //000 1111 0
/****************定義函數(shù)****************/
void s_transstart(void); //啟動(dòng)傳輸函數(shù)
void s_connectionreset(void); //連接復(fù)位函數(shù)
char s_write_byte(unsigned char value);//DHT90寫函數(shù)
char s_read_byte(unsigned char ack); //DHT90讀函數(shù)
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);//測(cè)量溫濕度函數(shù)
void calc_dht90(float *p_humidity ,float *p_temperature);//溫濕度補(bǔ)償
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_transstart();
;功能:啟動(dòng)傳輸函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void s_transstart(void)
// generates a transmission start
// _____ ________
// DATA: |_______|
// ___ ___
// SCK : ___| |___| |______
{
DATA=1; SCK=0; //Initial state
_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=0;
_nop_();
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=1;
_nop_();
SCK=0;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_connectionreset();
;功能:連接復(fù)位函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void s_connectionreset(void)
// communication reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart
// _____________________________________________________ ________
// DATA: |_______|
// _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___
// SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______| |___| |______
{
unsigned char i;
DATA=1; SCK=0; //Initial state
for(i=0;i<9;i++) //9 SCK cycles
{
SCK=1;
SCK=0;
}
s_transstart(); //transmission start
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_write_byte();
;功能:DHT90寫函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
char s_write_byte(unsigned char value)
//----------------------------------------------------------------------------------
// writes a byte on the Sensibus and checks the acknowledge
{
unsigned char i,error=0;
for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking
{
if (i & value) DATA=1; //masking value with i , write to SENSI-BUS
else DATA=0;
SCK=1; //clk for SENSI-BUS
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 us
SCK=0;
}
DATA=1; //release DATA-line
SCK=1; //clk #9 for ack
error=DATA; //check ack (DATA will be pulled down by DHT90),DATA在第9個(gè)上升沿將被DHT90自動(dòng)下拉為低電平。
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=0;
DATA=1; //release DATA-line
return error; //error=1 in case of no acknowledge //返回：0成功，1失敗
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_read_byte();
;功能:DHT90讀函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
char s_read_byte(unsigned char ack)
// reads a byte form the Sensibus and gives an acknowledge in case of "ack=1"
{
unsigned char i,val=0;
DATA=1; //release DATA-line
for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking
{ SCK=1; //clk for SENSI-BUS
if (DATA) val=(val | i); //read bit
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 us
SCK=0;
}
if(ack==1)DATA=0; //in case of "ack==1" pull down DATA-Line
else DATA=1; //如果是校驗(yàn)(ack==0)，讀取完后結(jié)束通訊
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 us
SCK=1; //clk #9 for ack
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 us
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 us
DATA=1; //release DATA-line
return val;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_measure();
;功能:測(cè)量溫濕度函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
// makes a measurement (humidity/temperature) with checksum
{
unsigned error=0;
unsigned int i;
s_transstart(); //transmission start
switch(mode){ //send command to sensor
case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break;
case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break;
default : break;
}
for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //wait until sensor has finished the measurement
if(DATA) error+=1; // or timeout (~2 sec.) is reached
*(p_value) =s_read_byte(ACK); //read the first byte (MSB)
*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //read the second byte (LSB)
*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read checksum
return error;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:calc_dht90();
;功能:溫濕度補(bǔ)償函數(shù)
;占用資源:--
;參數(shù)說明:--
;創(chuàng)建日期:2008.08.15
;版本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
;修改日期:--
;修改說明:--
;-------------------------------------*/
void calc_dht90(float *p_humidity ,float *p_temperature)
// calculates temperature [C] and humidity [%RH]
// input : humi [Ticks] (12 bit)
// temp [Ticks] (14 bit)
// output: humi [%RH]
// temp [C]
{ const float C1=-4.0; // for 12 Bit
const float C2=+0.0405; // for 12 Bit
const float C3=-0.0000028; // for 12 Bit
const float T1=+0.01; // for 14 Bit @ 5V
const float T2=+0.00008; // for 14 Bit @ 5V
float rh=*p_humidity; // rh: Humidity [Ticks] 12 Bit
float t=*p_temperature; // t: Temperature [Ticks] 14 Bit
float rh_lin; // rh_lin: Humidity linear
float rh_true; // rh_true: Temperature compensated humidity
float t_C; // t_C : Temperature [C]
t_C=t*0.01 - 40; //calc. temperature from ticks to [C]
rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //calc. humidity from ticks to [%RH]
rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //calc. temperature compensated humidity [%RH]
if(rh_true>100)rh_true=100; //cut if the value is outside of
if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //the physical possible range
*p_temperature=t_C; //return temperature [C]
*p_humidity=rh_true; //return humidity[%RH]
}
//*********************第二部分DHT90設(shè)置 END****************************************
//*********主函數(shù)*****************
void main(void)
{
value humi_val,temp_val;
unsigned char error,checksum;
unsigned int wendu,shidu;
LCD_init();
s_connectionreset();
LCD_disp_str(0,1,"TE");
LCD_disp_str(0,2,"RH");
//*********初始化溫度顯示區(qū)*********
LCD_disp_str(2,1,"TTT.TC");
//*********初始化濕度顯示區(qū)*********
LCD_disp_str(2,2,"RRR.R%");
delay_n10us(20000); //延時(shí)0.2s
while(1)
{ error=0;
error+=s_measure((unsigned char*) &humi_val.i,&checksum,HUMI); //measure humidity
error+=s_measure((unsigned char*) &temp_val.i,&checksum,TEMP); //measure temperature
if(error!=0) s_connectionreset(); //in case of an error: connection reset
else
{ humi_val.f=(float)humi_val.i; //converts integer to float //加入溫濕度比較程序
temp_val.f=(float)temp_val.i; //converts integer to float //比較輸出控制信號(hào)
calc_dht90(&humi_val.f,&temp_val.f); //calculate humidity, temperature
wendu=10*temp_val.f;
LCD_disp_char(2,1,wendu/1000+'0'); //顯示溫度百位
LCD_disp_char(3,1,(wendu%1000)/100+'0'); //顯示溫度十位
LCD_disp_char(4,1,(wendu%100)/10+'0'); //顯示溫度個(gè)位
LCD_disp_char(6,1,(wendu%10)+'0'); //顯示溫度小數(shù)點(diǎn)后第一位
shidu=10*humi_val.f;
LCD_disp_char(2,2,shidu/1000+'0'); //顯示濕度百位
…………限于本文篇幅余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………

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http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-82305-1.html

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DHT90溫濕度實(shí)時(shí)顯示單片機(jī)小系統(tǒng)詳解

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