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【摘 要】本文利用DHT11采集温湿度，采用现在市场上主流的80c52单片机为控制器，组成一个室内温湿度模拟采集和控制系统。电路主要分为以下几大部分：基于80C52最小系统组成、LCD显示电路、按键控制、PT2262/2272无线遥控、以及PWM调制加温电路和降温电路组成。本设计电路简单，具有创新性和实际的市场价值。
【关键词】DHT11；80c52单片机；PWM调制；PT2262/2272
文章编号：ISSN1006—656X（2014）01-0107-02
一、引言
据研究，室内温度过高时，会影响人的体温调节功能，由于散热不良而引起体温升高、血管舒张、心率加速等问题。冬季，如果室内温度经常保持在25℃以上，人就会感到神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差等各种不适。同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，易患伤风感冒。但如果室内温度过低，则也会使人体代谢功能下降，皮下血管收缩，呼吸道粘膜的抵抗力减弱，容易诱发呼吸道等等问题。
在注意室内温度调节的同时，还应注意室内的湿度。室内湿度过大时，夏天会抑制人体散热，使人感到十分闷热、烦躁；冬天则会加速热传导，使人觉得阴冷、抑郁。室内湿度过低时，因上呼吸道粘膜的水分大量散失，人会感到口干、舌燥，甚至鼻出血等。
然而，人的体感并不单纯受气温或气湿两种因素的影响，而是两者综合作用的结果。通过实验测定，在装有空调的室内，最宜人的室内温湿度：室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷，工作效率高。
据此，现在室内大都有空调，也会有空气加湿器，但是怎样利用好空调和空气加湿器，让大家都能在舒适的环境中工作呢？本文设计的这款温度测试仪。可以让大家知道什么时候打开空调或空气加湿器才合适，而不至于在空调房里感觉不适，不能好好工作。
二、温湿度测试仪的硬件设计
（一）系统总体方案介绍
我们设计的这款温度测试仪是一个基于80c51系列单片机的温湿度控制系统。该系统利用DHT11采集温湿度值，并将采集到的温湿度信号送至单片机，由单片机控制LCD显示。并通过按键或者遥控部分设置室内合适的温湿度，采用风扇转速模拟加热环境，蜂鸣器响声模拟降温环境，利用PWM送给后级的加热或降温系统，从而达到一个恒温或者恒湿的适合人们工作生活的环境。该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。系统组成框图如图2.1所示，实物电路图如附录2所示。
电路基本部分功能为：
1）电路的基本功能是采集温湿并显示当前值。
2）通过按键可以增加或减少温室显示设定值。
3）通过无线遥控可增加或减少温室。
4）通过PWM调试，加热或者降温室内温度。
（二）LCD显示电路设计与原理
采用标准型1602液晶显示字符模块（背光/蓝屏/+5V），更直观的显示出数值，而且还可以减少利用多位数码管而造成I/O的不够用的情况。
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A” 。
（三） PT2262/PT2272设计与工作原理
PT2262/PT2272是台湾普城公司生產的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路。它最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚，任意组合可提供531441个地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一串完整的码字。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。与此同时相应的数据脚也输出高电平，若发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没按键按下时，PT2262也就不接通电源，其17脚为低电平，315MHz的高频发射电路不工作。当有按键按下时，PT2262接通电源开始工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号。所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制），相当于调制度为100%的调幅。
考虑到采用手工复试板会有很多环境影响频率，PT2262/PT2272在市场上的电路已经很成熟，本电路采用现成的模块。如图2-3 所示。
（四）DHT11传感器
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。该产品具有响应快、抗干扰能力强、性价比极高，体积小、功耗低，信号传输距离可达20米以上等优点。使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。该产品为 4 针单排引脚封装，如图2-4所示。
（五）PWM调制
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
通过软件设置，固定周期不变的情况，分别改变高电平时间，从而达到PWM调制，输出电压为 。利用这个原理，我们可以在温差较大的情况，快速的加热或者降温，在接近设置值时，缓慢进行，从而有利于资源的节约。
三、温湿度测试仪的软件设计
软件设计部分，先初始化DHT11传感器，利用52单片机进行连续的数据的读取并转化为八位数据，通过LCD显示电路。可通过按键或PT2262/PT2272无线发送接收电路设定室温值。由单片机进行数据比较处理，通过I/O，PWM输出，并放大控制后级的加热或降温部分。主程序流程图如图3-1所示。部分程序如（附录1）所示。
四、小结
如果有了室内温湿度测试仪的问世，当空气湿度低于40%时，我们就利用空气加湿器对干燥的空气进行加湿；当空气湿超过60%时就我们就打开空调的除湿功能。当然如果太热了就利用空调进行降温，如果太冷了就打开空调的加温功能。让人们在合适的温湿度范围内精神饱满地工作生活。
本产品电路简单，具有创新性和实际的市场价值等优点。当然，由于设计时间仓促，该产品在结构和功能上还有需要完善的地方。例如可以在该产品上增加报警功能，提醒使用者什么时候该打开哪种相应的电器；还有可以把该产品与空调或空气加湿器结合在一起，就可以自动对空气进行加湿、除湿、加温或降温了，而不需要人去看看温湿度测试仪的数值，然后在打开相应的电器等。
【关键词】DHT11；80c52单片机；PWM调制；PT2262/2272
文章编号：ISSN1006—656X（2014）01-0107-02
一、引言
据研究，室内温度过高时，会影响人的体温调节功能，由于散热不良而引起体温升高、血管舒张、心率加速等问题。冬季，如果室内温度经常保持在25℃以上，人就会感到神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差等各种不适。同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，易患伤风感冒。但如果室内温度过低，则也会使人体代谢功能下降，皮下血管收缩，呼吸道粘膜的抵抗力减弱，容易诱发呼吸道等等问题。
在注意室内温度调节的同时，还应注意室内的湿度。室内湿度过大时，夏天会抑制人体散热，使人感到十分闷热、烦躁；冬天则会加速热传导，使人觉得阴冷、抑郁。室内湿度过低时，因上呼吸道粘膜的水分大量散失，人会感到口干、舌燥，甚至鼻出血等。
然而，人的体感并不单纯受气温或气湿两种因素的影响，而是两者综合作用的结果。通过实验测定，在装有空调的室内，最宜人的室内温湿度：室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷，工作效率高。
据此，现在室内大都有空调，也会有空气加湿器，但是怎样利用好空调和空气加湿器，让大家都能在舒适的环境中工作呢？本文设计的这款温度测试仪。可以让大家知道什么时候打开空调或空气加湿器才合适，而不至于在空调房里感觉不适，不能好好工作。
二、温湿度测试仪的硬件设计
（一）系统总体方案介绍
我们设计的这款温度测试仪是一个基于80c51系列单片机的温湿度控制系统。该系统利用DHT11采集温湿度值，并将采集到的温湿度信号送至单片机，由单片机控制LCD显示。并通过按键或者遥控部分设置室内合适的温湿度，采用风扇转速模拟加热环境，蜂鸣器响声模拟降温环境，利用PWM送给后级的加热或降温系统，从而达到一个恒温或者恒湿的适合人们工作生活的环境。该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。系统组成框图如图2.1所示，实物电路图如附录2所示。
电路基本部分功能为：
1）电路的基本功能是采集温湿并显示当前值。
2）通过按键可以增加或减少温室显示设定值。
3）通过无线遥控可增加或减少温室。
4）通过PWM调试，加热或者降温室内温度。
（二）LCD显示电路设计与原理
采用标准型1602液晶显示字符模块（背光/蓝屏/+5V），更直观的显示出数值，而且还可以减少利用多位数码管而造成I/O的不够用的情况。
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A” 。
（三） PT2262/PT2272设计与工作原理
PT2262/PT2272是台湾普城公司生產的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路。它最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚，任意组合可提供531441个地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一串完整的码字。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。与此同时相应的数据脚也输出高电平，若发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没按键按下时，PT2262也就不接通电源，其17脚为低电平，315MHz的高频发射电路不工作。当有按键按下时，PT2262接通电源开始工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号。所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制），相当于调制度为100%的调幅。
考虑到采用手工复试板会有很多环境影响频率，PT2262/PT2272在市场上的电路已经很成熟，本电路采用现成的模块。如图2-3 所示。
（四）DHT11传感器
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。该产品具有响应快、抗干扰能力强、性价比极高，体积小、功耗低，信号传输距离可达20米以上等优点。使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。该产品为 4 针单排引脚封装，如图2-4所示。
（五）PWM调制
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压。采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
通过软件设置，固定周期不变的情况，分别改变高电平时间，从而达到PWM调制，输出电压为 。利用这个原理，我们可以在温差较大的情况，快速的加热或者降温，在接近设置值时，缓慢进行，从而有利于资源的节约。
三、温湿度测试仪的软件设计
软件设计部分，先初始化DHT11传感器，利用52单片机进行连续的数据的读取并转化为八位数据，通过LCD显示电路。可通过按键或PT2262/PT2272无线发送接收电路设定室温值。由单片机进行数据比较处理，通过I/O，PWM输出，并放大控制后级的加热或降温部分。主程序流程图如图3-1所示。部分程序如（附录1）所示。
四、小结
如果有了室内温湿度测试仪的问世，当空气湿度低于40%时，我们就利用空气加湿器对干燥的空气进行加湿；当空气湿超过60%时就我们就打开空调的除湿功能。当然如果太热了就利用空调进行降温，如果太冷了就打开空调的加温功能。让人们在合适的温湿度范围内精神饱满地工作生活。
本产品电路简单，具有创新性和实际的市场价值等优点。当然，由于设计时间仓促，该产品在结构和功能上还有需要完善的地方。例如可以在该产品上增加报警功能，提醒使用者什么时候该打开哪种相应的电器；还有可以把该产品与空调或空气加湿器结合在一起，就可以自动对空气进行加湿、除湿、加温或降温了，而不需要人去看看温湿度测试仪的数值，然后在打开相应的电器等。