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基于51单片机温湿度检测系统无线蓝牙APP上传设计

news 2025/8/11 16:04:04

1. 系统功能介绍

本设计基于STC89C52单片机构建温湿度检测系统，利用DHT11温湿度传感器采集环境温湿度数据，通过蓝牙模块无线传输到手机APP，实现实时监测。系统核心功能包括：

实时采集温度和湿度数据；
利用蓝牙模块将数据发送至手机APP；
手机APP实时显示当前温湿度信息，便于用户远程查看环境状况；
具备良好的稳定性和响应速度，适合家庭、办公室、仓储等多种环境监测需求。

系统通过单片机集中控制，兼顾传感器采集和蓝牙通信两大任务，实现便捷、高效的环境数据监控。

2. 系统电路设计

本系统主要由STC89C52单片机核心电路、DHT11温湿度传感器模块、蓝牙通信模块及电源模块组成。下面对各模块进行详细介绍。

2.1 STC89C52单片机核心电路

STC89C52作为本系统的主控芯片，负责采集传感器数据、处理数据和控制蓝牙模块通信。其核心电路设计包括：

电源电路：采用5V稳压电源供电，确保单片机稳定工作。
时钟电路：使用12MHz晶振，为单片机提供稳定时钟源。
复位电路：配置上拉电阻和手动复位按钮，方便系统复位操作。
输入输出口：单片机I/O口连接传感器和蓝牙模块，完成数据采集与传输。

该核心电路结构简单，便于调试和维护，确保单片机系统稳定运行。

2.2 DHT11温湿度传感器模块

DHT11是一款常用的数字式温湿度传感器，采用单总线通讯方式，体积小，功耗低，便于嵌入式系统集成。其电路设计要点：

供电：5V供电，确保传感器正常运行。
数据线：与单片机的GPIO口连接，通过单总线协议完成数据传输。
接口简单：仅需一根数据线和两根电源线，简化硬件连接。

传感器能够实时检测环境温度和湿度，并以数字信号形式发送给单片机。

2.3 蓝牙模块电路

本设计采用常见的HC-05蓝牙模块，实现单片机与手机的无线数据通信。其电路设计主要包含：

电源接口：使用3.3V或5V供电（视模块版本而定），确保模块正常工作。
串口通信接口：通过单片机的UART接口连接，实现数据双向传输。
状态指示：模块自带LED指示灯，显示蓝牙工作状态，方便调试。

蓝牙模块作为无线桥梁，负责将单片机采集的温湿度数据发送至手机APP。

2.4 电源电路设计

整个系统采用稳压5V电源供电，确保单片机及各模块的稳定工作。电源设计注意：

采用5V稳压芯片，过滤输入电压波动；
配备滤波电容，减少电源纹波和干扰；
各模块共用地线，防止干扰和地环路。

稳定电源是保障系统长期可靠运行的基础。

3. 程序设计

程序设计部分包括单片机的初始化、DHT11传感器数据采集、蓝牙数据发送及通信协议实现。以下分模块详细介绍程序设计。

3.1 单片机初始化程序设计

单片机启动时需完成系统初始化，包括时钟配置、串口初始化、GPIO配置等，确保各硬件模块正常运行。

void System_Init(void)
{// 配置时钟// 初始化串口通信（9600波特率）UART_Init(9600);// 配置DHT11数据线为输入输出模式切换DHT11_GPIO_Init();// 其他外设初始化
}

初始化程序为后续数据采集与通信做好准备。

3.2 DHT11温湿度采集程序设计

DHT11的通讯基于单总线协议，程序流程主要包括：

发送起始信号；
等待DHT11响应；
接收40位数据（包括湿度整数+湿度小数+温度整数+温度小数+校验位）；
校验数据有效性；
提取温度和湿度整数部分用于显示和传输。

uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temperature, uint8_t *humidity)
{// 启动信号发送// 等待DHT11响应信号// 读取40位数据// 数据校验// 赋值温度与湿度
}

该函数需定时调用，保持数据更新。

3.3 串口通信初始化与蓝牙数据发送程序设计

串口初始化函数设置单片机的UART口波特率和参数，确保与蓝牙模块通信顺畅。

void UART_Init(unsigned int baudrate)
{// 配置波特率寄存器// 配置数据位、停止位和校验位// 使能串口接收和发送
}

数据发送函数负责将格式化后的温湿度数据通过蓝牙模块发送到手机。

void UART_SendString(char *str)
{while(*str){UART_SendByte(*str++);}
}

格式化数据示例：

void Send_Temp_Humi(uint8_t temperature, uint8_t humidity)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "T:%d'C H:%d%%\r\n", temperature, humidity);UART_SendString(buffer);
}

3.4 主循环程序设计

主程序循环中，周期性读取传感器数据，判断数据有效性后，通过串口发送到蓝牙模块。

void main(void)
{uint8_t temperature = 0, humidity = 0;System_Init();while(1){if(DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity) == 0){Send_Temp_Humi(temperature, humidity);}Delay_ms(2000); // 2秒采样一次}
}