全数字温湿度仪的设计与实现

的状态，如果没有收到DS18B20返回的存在脉冲，蜂鸣器报警且液晶有相关信息提示。软件流程如图2所示。

根据官方数据手册，相关温度操作包括启动温度转换（Conver T），跳过ROM（SkipRom），写暂存器（Write Scratchpad），设置高低温报警寄存器TH和TL,拷贝暂存器（Copy Scratchpad），Recall E2和读暂存器（Read Scratchpad）等。接下来进行按键判断，本仪表共有3个输入按键，按键1是功能切换键，每当按下一次则软件状态计数器加1,进入相应测试界面，且在温度测量、湿度测量及其他几个功能间循环。键2分长按和短按，在温度模式下有摄氏/华氏温度切换、最大值保持、关闭报警等功能。键3有切换液晶屏手动/自动背光，关闭报警等功能。如果所有按键都没有被按下，则先判断当前状态，然后判断是否存在相应传感器，如果有只更新当前温度或湿度值，或进入其他功能。最后返回，整个是一个大循环结构。另外，此处仅是软件流程图示意图，提供设计思路，某些具体实现可能会根据实际情况放到中断里处理，更为方便。

3.2 温度传感器典型程序段

D S 1 8 B 2 0对时序要求非常严格，编程时应确保延时程序要符合datasheet中的要求，这里首先编制了一个较精确的10us延时，之后的程序中多次调用。另外，摄氏、华氏温度的转换，以及低于0摄氏度时，需要显示的负号等情况都可在液晶显示温度的程序段中考虑。典型程序如下：

3.3 湿度传感器典型程序段

相比同样是单总线设计的DS18B20,国产DHT11在编程思路上有一定相似性，但时序、移位等操作都不同，协议较前者简单。

用户主机（M C U）发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信采集。而操作DS18B20时，MCU初始化收到应答信号后，就可随时发个指令写或读，主机有更多主动权。按照官方产品手册提供的时序，编制程序如下：

主程序、1602显示驱动、其他功能等程序略去。

4.结论

本数字温湿度仪经试制、长时间运行，表现稳定，效果良好。在调试阶段，遇到并解决了一些问题，一个比较棘手的问题是，显示温度时偶尔会出现异常数字。经仔细分析发现，这是由于本仪表的多按键、多功能而采用的多个定时器，定时器产生的中断导致了DS18B20与MCU通信时序遭到破坏，造成传输的数据出错。本问题后来通过增加CRC8校验，对偶然出现的错误数据进行舍弃得到解决。

现阶段该温湿度仪只作为单独使用，在以后的升级型号中，可以加入数据存储功能（如24C02芯片记录峰值），以及多传感器总线方式，通过上位机监控各点温湿度等功能。