发表于 2019-01-16 19:01:00   |   已被 访问: 606 次   |   分类于:   单片机   |   暂无评论

第 7 节介绍了使用 DHT11 温湿度传感器制作温度警报器的方法。相信有的朋友应该看出，警报器是基于一个温度“阈值”的，即只要温度高于 15 摄氏度，就发出警报，整个系统并不关心其他温度值。

使用低成本的热敏电阻

可以看出，按照第7节的方法使用 DHT11 制作温度警报器，其实有些浪费资源，因为 DHT11 能够测量温湿度的绝对值，而系统并没有用到这个功能，仅仅使用了 DHT11 在 15 摄氏度这个点的状态。

那么，更合适的制作温度警报器的方法是什么呢？经过上一节的介绍，我们已经能够使用单片机的 ADC 外设测量电压了，只要再使用一个热敏电阻，就能够解决第7节的需求了。很明显，热敏电阻的价格比 DHT11 的价格便宜多了。

热敏电阻，顾名思义，就是它的阻值会随着温度变化。如下图：

将热敏电阻串入电路，只要使用单片机的 ADC 外设测量热敏电阻两端电压，就可以知道环境温度的相对变化量了。记录温度为 15 摄氏度时的电压值 Vref，之后只要将 ADC 采样的电压值与 Vref 对比，就能知道是否需要报警了。

使用热敏电阻制作温度计

这里为了快速实验，简单将热敏电阻与定电阻串联了，使用 51 单片机的 P1.0 口（即 ADC 通道 0）测量热敏电阻的电压：

参照上一节介绍的 ADC 采样C语言程序：

// 获取 10 位 adc
WORD get_adc_res(BYTE ch)
{
    WORD res = 0;
    res = get_adc_h8bit(ch);
    res <<= 2;
    res |= ADC_LOW2;

    return res;
}
void main()
{
    init_uart(9600);
    adc_init();

    while(1){
        delay_about_100ms(2);
        printf("adc: %0.2f\r\n", 5.0*((float)get_adc_res(0))/1024.0);
    }
}

连接好各个组件：

现在编译程序烧写到单片机，打开电脑端的串口调试软件，可以看出单片机已经能够成功测出热敏电阻的电压值了：

用手捏住热敏电阻，会发现电压值升高了，说明这种方法能够检测环境温度变化。

利用热敏电阻制作温度警报器

在温度为 15 摄氏度时，记录热敏电阻的电压值为 3.88V。因为我使用的这款热敏电阻温度越高阻值越低，相应的 P1.0 测量的电压值也越大。

所以当温度超过 15 摄氏度时，也即单片机测量的电压值大于 3.88V 时，单片机应驱动 LED 小灯执行“闪烁”报警动作。热敏电阻两端的电压低于 3.88V 时，温度正常，单片机应驱动 LED 小灯执行“呼吸灯”动作。

结合前面几节介绍的内容，上面的设计C语言代码应如下实现，请看：

sbit P20 = P2^0;

void delay(unsigned int n)
{
    unsigned int x;
    while(n--){
        x = 50;
        while(x--);
    }
}

void twinkle_once(unsigned char darkTime)
{
    P20 = 0;
    delay(100-darkTime);
    P20 = 1;
    delay(darkTime);
}

void led_breath_1s()
{
    static int cnt = 0;
    static char dark_time = 0, dir = 1  ;
    while(1){
        twinkle_once(dark_time);
        if( 0==((cnt++)%4) ){
            if(dir)
                dark_time += 1;
            else
                dark_time -= 1;
            if(dark_time >= 100)
                dir = 0;
            if(dark_time <= 60)
                dir = 1;
        }
        if(cnt > 200){
            cnt = 0;
            break;
        }
    }
}

void led_twinkle_1s()
{
    char cnt = 5;
    while(cnt--){
        P20 = 1;
        delay(2000);
        P20 = 0;
        delay(2000);
    }
}

void main()
{
    float vol;
    adc_init();

    while(1){
        vol = 5.0*((float)get_adc_res(0))/1024.0;
        if(vol > 3.88)
            led_twinkle_1s();
        else
            led_breath_1s();
    }
}

与驱动 DHT11 相比，上面的C语言程序简单了许多。编译并烧写到单片机，发现因为温度正常，LED 小灯执行的是“呼吸灯”动作。用手捏住热敏电阻，温度升高超出 15 摄氏度阈值后，LED 小灯执行了“闪烁”的报警动作：

至此，我们就使用价格只有几毛钱的热敏电阻完成了“温度警报器”的设计，而第 7 节完成这样的设计使用的 DHT11 至少需要几块钱。