基于51单片机DHT22温湿度LabView上位机监控系统设计

作者

一、系统方案

本设计采用AT89C52单片机作为主控制器，液晶1602显示温湿度，LabView上位机通信，上位机显示温度，同时上位机可以设置温度上下限，当测量温度低于或高于上限，温度报警，上位机可以控制下位机加热设备启动与关闭，实现上位机和下位机的交换数据。

二、硬件设计

原理图如下：

三、单片机软件设计

1、单片机代码主要是串口初始化、串口中断服务程序。首先是串口初始化：
void uart_init()
{
    TMOD |= 0x20;//定时器1，工作模式2 8位自动重装
    TH1 = 0xfd;
    TL1 = 0xfd;//设置比特率9600
    SM0 = 0;
    SM1 = 1;//串口工作方式1,8位UART波特率可变
    TR1 = 1;//启动定时器1
    REN = 1;
    EA = 1;        //打开总中断
    ES = 1; //打开串口中断  
}

2、贴上51单片机负责串口发送的两个函数：
void SendByte(unsigned char dat) //发送一个字节的数据，形参dat即为待发送数据。
{
SBUF = dat; //将数据写入到串口缓冲
while(!TI); //等待发送完毕
TI = 0;
}
void SendArray(unsigned char *Array, unsigned char Size)//通过串口发送一个数组，构建for循环，改变索引依次发送
{
unsigned char i;

for(i = 0; i < Size; i )
{
SendByte(Array[i ]);
}
}
在串口中断中处理接收到的数据：

void SendByte(unsigned char dat) //发送一个字节的数据，形参dat即为待发送数据。
{
    SBUF = dat; //将数据写入到串口缓冲
    while(!TI); //等待发送完毕
    TI = 0;
}
void SendArray(unsigned char *Array, unsigned char Size)//通过串口发送一个数组，构建for循环，改变索引依次发送
{
    unsigned char i;

    for(i = 0; i < Size; i++)
    {
        SendByte(Array[i ]);
    }
}
在串口中断中处理接收到的数据：
void uart(void) interrupt 4                 //串口中断
{
    unsigned char Res;
    static unsigned char Rec_state = 0;

    if(RI)    //收到数据
    {
        RI = 0;   //清中断请求
        Res = SBUF;
        if(Res == 0xFF) //接收到帧头
        {
            Rec_state = 1;
        }      
        else if(Rec_state == 1 && Res == 0xEE)//接收到帧尾
        {
            Rec_state = 0;
        }
        else if(Rec_state == 1)
        {
            switch(Res)//接收到数据，继电器控制
            {
                case 0x02: RY2 = 0; break;
                case 0x03: RY2 = 1; break;
                default : RY2 =1; break;
            }               
        }
    }
    else        //发送完一字节数据
    {
        //TI = 0;
    }
}

 

3、贴上DHT22读温湿度函数

unsigned char Read_Sensor(void)
{
    unsigned char i;
    //主机拉低(Min=800US Max=20Ms)
    DHT_PIN = 0;
    Delay_N1ms(18);  //延时18Ms

    //释放总线 延时(Min=30us Max=50us)
    DHT_PIN = 1;         
    Delay_N10us(2);//延时30us
    //主机设为输入 判断传感器响应信号
    DHT_PIN = 1;

    Sensor_AnswerFlag = 0;  // 传感器响应标志         

    //判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行         
    if(DHT_PIN ==0)
    {
        Sensor_AnswerFlag = 1;//收到起始信号
        Sys_CNT = 0;
    //判断从机是否发出 80us 的低电平响应信号是否结束         
    while((!DHT_PIN))
    {
        if(++Sys_CNT>300) //防止进入死循环
        {
            Sensor_ErrorFlag = 1;
            return 0;
        }
    }
    Sys_CNT = 0;
    //判断从机是否发出 80us 的高电平，如发出则进入数据接收状态
    while((DHT_PIN))
    {
        if(++Sys_CNT>300) //防止进入死循环
        {
            Sensor_ErrorFlag = 1;
            return 0;
        }
    }                  
        // 数据接收        传感器共发送40位数据
        // 即5个字节 高位先送  5个字节分别为湿度高位 湿度低位 温度高位 温度低位 校验和
        // 校验和为：湿度高位+湿度低位+温度高位+温度低位
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            Sensor_Data[ i] = Read_SensorData();
        }
    }
    else
    {
        Sensor_AnswerFlag = 0;          // 未收到传感器响应        
    }
    return 1;
}

 

四、上位机软件设计

上位机是借助LabView来开发的，界面比较简单，首先前面板设计UI界面，之后后面板通过图形化编程完成软件开发，放上一个上位机前面板的截图：
后面板截图如下：
 

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