该芯片的测湿度部分是一个电容式聚合体湿度敏感器件，测温部分是一个能隙式温感器件。它们将湿度和温度信息都转换成了微弱的电信号，经过运算放大器放大后，放大了的电信号直接进入 A/D 转换器，最后通过两线制串行接口总线输出数字信号。
每个 SHT11 在出厂之前都会经过严格的测试，在具有非常精确的温湿度值的环境中进行校准，并将得到的校准系数存储在 OTP 内存中；当进行温湿度测量时，芯片会自动用校准系数来校准，提高测量精度。除此之外，为了考证两个传感器的综合性能，在 SHT11 内部还有一个加热器件，对其上电后可使芯片的温度提升摄氏度，这样就可以对比加热前后的温湿度值。当湿度值大于 95%RH 时，传感器容易结露，增加了系统的响应时间，为了避免，可以开启加热单元，同时功耗自然而然变高了，与加热前相比，测量值会略有不同
SHT11 是通过两线制串行接口与处理器进行数据的传输。一个数据接口和一个串行时钟。但是又不同于普通的IC总线，要通过单片机的普通 IO 进行模拟通信。对 SHT11 的控制要用5个二进制码来实现。
表3-4 SHT11的命令代码
命令代码 00011 00101 00111 00110 11110 其他 含义 测量温度 测量湿度 读取内部状态寄存器 写内部状态寄存器 复位命令 保留 温度传感器 湿度传感器 运算 大放 器 图3-4 SHT11内部原理图
校准寄存器 转换器
-8-
3.4 显示模块
液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法比拟的优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。单片机可以通过数据总线与控制信号直接采用存储器访问形式、I/O设备访问形式控制该液晶显示模块。本设计采用1602液晶屏，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，通电后就可以显示出图形、文字。 3.4.1 1602液晶简介
1602字符型液晶是工业字符型液晶，能够同时显示16 ×2即32个字符（16列2行）。
(1)单5V电源电压，功耗低、寿命长、可靠性高； (2)内置192种字符（160个5×7点阵字符和32个5×10字符）； (3)具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义八个5×8点阵字符； (4)显示方式：STN、半透、正显； (5)驱动方式：1/16DUTY,1/5BIAS； (6)视角方向：6点；
(7)背光方式：底部LED；
(8)通讯方式：4位或8位并口可选；
(9)标准的接口特性，适配MC51和M6800系列MPU的操作时序。 3.4.2 1602液晶与AT89C51接口电路
LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWEP1.74P1.6561237891011121314D0D1D2D3D4D5D6D7 图3-5 1602液晶显示电路
-9-
3.5键盘电路设 计
键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。在本设计中由于按键较多，因此选用矩阵式键盘。
3.5.1键盘控制电路
本系统中键盘的作用是实现人机交互功能，通过键盘设置温度／湿度的上、下限值。键盘控制电路如下图所示： S4S8S12S16S3S7S11S15S10S14S2S6S1P1.6P1.7S5S9S13
图3-6 键盘控制电路
3.5.2 各功能键作用分配
（1）开/关机键：主要控制硬件系统的开/关机。
（2）数字设置键：S0和S1分别为温度1+和温度1-，用来设置温度的下限值； S2和S3分别为湿度1+和湿度1-，用来设置湿度的下限值；
S4和S5分别为温度2+和温度2-，用来设置温度的上限值； S6和S7分别为湿度2+和湿度2-，用来设置湿度的上限值。
当传感器采集到的温度、湿度值中有一样超出所设定的区间，即温度／湿度过高或过低，则该系统会发出蜂鸣报警。
（3）复位键：在测温湿度过程中，若需要中断正在运行的测试状态，则按下复位键，系统重新初始化。另外，在设定仓库允许的温湿度上、下限值时，若一不小心输入错误，想重新输入，则亦可按复位键进行修改。
（4）开报警键：SE为开报警键，当温/湿度值超过设定值而报警时，则可以按该键取消报警。
（5）关报警键：SF为关报警键，用来关闭蜂鸣报警。
-10-
3.6蜂鸣器电路的设计 3.6.1 报警模块的选择
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、定时器等电子产品中作发声器件。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成，有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。因此该产品电路设计简单，操作更加方便，而且具有很高的性价比。
本系统采用蜂鸣器作为报警装置，蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、电子玩具、报警器等电子产品中作发生器件。在单片机应用的设计上，很多方案都会用到蜂鸣器，大部分都是使用蜂鸣器来做提示或报警，比如按键按下、开始工作、工作结束或是故障等等。 LS1SPEAKERP2.7R21kQ1PNP 图3-7三极管驱动的蜂鸣音报警电路
3.6.2 本设计蜂鸣器工作原理
本设计采用峰鸣音报警电路，其工作过程就是把传感器采集的数据通过单片机处理后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值进行显示。
在本系统中峰鸣音报警接口电路的设计采用压电式蜂鸣器，通过AT89C51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，可以用一个晶体三极管驱动，如上图3-5所示。在图中，P2.7接晶体管基极输入端。当P2.7输出高电平―1‖时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫；当P2.7输出低电平―0‖时，三极管截止，蜂鸣器停止发声
-11-
