一、項目背景

本項目基于STC89C52單片機和DHT20溫濕度傳感器，實現了一款環境溫濕度檢測儀。通過傳感器采集環境的溫度和濕度數據，利用IIC接口的OLED顯示屏顯示出來，便于用戶實時監測環境溫濕度狀態。

在現代社會，人們對環境溫濕度的要求越來越高。無論是工作場所還是居住環境，都需要維持一個舒適的溫濕度狀態，以保證身體的健康和工作效率的提高。隨著科技的不斷進步和物聯網技術的廣泛應用，環境溫濕度檢測儀被廣泛運用于各種領域，如制造業、醫療、農業等等，成為了一種重要的環境檢測設備。

而本項目所涉及的STC89C52單片機和DHT20溫濕度傳感器作為傳統的嵌入式開發技術，在實現物聯網設備方面有著廣泛的應用前景。通過本項目的學習和實踐，可以深入了解傳感器技術的原理和應用，并掌握基于單片機的嵌入式開發技術，為實現更多物聯網設備的開發和應用打下基礎。

二、設計思路

本項目的設計思路主要包括硬件和軟件兩個方面。

【1】硬件設計思路

本項目的硬件設計主要涉及到STC89C52單片機、DHT20溫濕度傳感器和OLED顯示屏三個模塊。其中，STC89C52單片機負責控制整個系統的運行，DHT20溫濕度傳感器用于采集環境的溫濕度數據，OLED顯示屏則負責將溫濕度數據實時展示出來。

具體的硬件設計流程如下：

（1）選擇合適的STC89C52單片機開發板，并根據需要添加外部電源、復位電路、晶振等元件。

（2）選擇合適的DHT20溫濕度傳感器，并根據其引腳定義將其連接到單片機的I/O口。

（3）選擇合適的OLED顯示屏，并根據其接口定義將其連接到單片機的IIC總線上。

（4）在單片機開發環境中編寫程序，實現對DHT20傳感器的溫濕度數據讀取和對OLED顯示屏的控制。

【2】軟件設計思路

本項目的軟件設計主要涉及到單片機程序的編寫和調試。根據硬件設計的思路，將實現對DHT20傳感器的溫濕度數據讀取和對OLED顯示屏的控制。

具體的軟件設計流程如下：

（1）在單片機開發環境中編寫程序，實現DHT20傳感器的初始化、溫濕度數據的讀取和對OLED顯示屏的控制。

（2）通過串口調試助手，將DHT20傳感器采集到的溫濕度數據打印出來，檢查程序是否正常運行。

（3）連接OLED顯示屏，并調試程序，實現溫濕度數據的實時顯示。

三、設計代碼

【1】DHT20溫濕度讀取

DHT20是一款數字式溫濕度傳感器，其采用了廣受歡迎的I2C總線進行數據通信，可以方便地與各種微控制器和單片機進行連接和使用。該傳感器具有高精度、低功耗、穩定性好等特點，被廣泛應用于氣象站、冷庫、溫室、恒溫箱、智能家居等領域。

DHT20的工作電壓范圍為2.1V至5.5V，并且其在測量過程中的功耗非常低，最大電流為1.3mA，平時僅需要幾微安的待機電流，從而節省了能源并延長了電池壽命。該傳感器采用了獨特的校準技術，能夠實現高精度的測量，溫度測量精度為±0.2℃，濕度測量精度為±2%RH。

DHT20是一款數字式溫濕度傳感器，其通過內部的ADC將模擬信號轉換成數字信號，并使用CRC校驗保證數據傳輸的可靠性。此外，該傳感器還具有單次測量和連續測量兩種模式，可以滿足不同場景下的需求。

DHT20傳感器采用單線數字信號傳輸，讀取數據過程中需要按照協議進行時序控制。

下面是基于STC89C52單片機的DHT20溫濕度數據讀取代碼示例，通過串口調試助手將讀取到的數據打印出來：

#include 
 #include 
 ?
 sbit DHT20 = P1^0;  //定義DHT20連接的IO口
 ?
 void delay_us(unsigned int us) //us級延時函數
 {
     while(us--)
     {
         _nop_();
     }
 }
 ?
 void DHT20_start(void) //開始信號
 {
     DHT20 = 1; //先將數據線置高
     delay_us(30); //延時30us
     DHT20 = 0; //拉低數據線
     delay_us(25); //持續拉低25us
     DHT20 = 1; //釋放數據線
     delay_us(5); //延時5us
 }
 ?
 unsigned char DHT20_read(void) //讀取一個字節的數據
 {
     unsigned char i, dat = 0;
     for(i=0; i<8; i++)
     {
         while(!DHT20); //等待數據線變高
         delay_us(4); //延時4us
         dat <<= 1; //左移一位
         if(DHT20) //如果數據線為高
         {
             dat |= 1; //在最低位寫入1
             while(DHT20); //等待數據線變低
         }
     }
     return dat;
 }
 ?
 void main()
 {
     unsigned char humi_H, humi_L, temp_H, temp_L, check_sum;
     while(1)
     {
         DHT20_start(); //發送開始信號
         if(!DHT20) //等待DHT20響應
         {
             delay_us(80);
             if(DHT20)
             {
                 delay_us(80);
                 humi_H = DHT20_read(); //讀取濕度高8位
                 humi_L = DHT20_read(); //讀取濕度低8位
                 temp_H = DHT20_read(); //讀取溫度高8位
                 temp_L = DHT20_read(); //讀取溫度低8位
                 check_sum = DHT20_read(); //讀取校驗和
                 if((humi_H + humi_L + temp_H + temp_L) == check_sum) //校驗和正確
                 {
                     printf("濕度：%d.%d %%\\r\\n", humi_H, humi_L);
                     printf("溫度：%d.%d ℃\\r\\n", temp_H, temp_L);
                 }
             }
         }
         delay_ms(5000); //延時5s再讀取
     }
 }

【2】IIC接口的OLED顯示屏的驅動代碼

0.96寸OLED（SSD1306驅動芯片）顯示屏是一款常見的小型顯示器件，具有高對比度、低功耗、快速響應等特點。其主要由OLED芯片和玻璃基板組成，可通過IIC或SPI接口控制，實現圖形、文字、數字等內容的顯示。

SSD1306驅動芯片是最常用的OLED顯示器驅動芯片之一，具有低功耗、高對比度、高分辨率等優點。它支持點陣圖像顯示、字符顯示、圖形顯示等多種顯示模式，可通過IIC/SPI接口進行通信控制，支持控制字體大小、顯示位置、亮度等參數，且內置顯存，方便多屏幕拼接顯示。

0.96寸OLED（SSD1306驅動芯片）顯示屏通常采用128x64或者128x32的分辨率，顯示效果清晰，可顯示4行16列的字體信息。其內置控制器，占用極少的CPU資源和存儲空間，適合于嵌入式系統、智能家居、手持設備等場景中使用。

下面是基于STC89C52單片機控制IIC接口的0.96寸OLED（SSD1306驅動芯片）顯示屏顯示一個數字的詳細代碼：

#include 
 #include 
 ?
 #define uchar unsigned char
 #define uint unsigned int
 ?
 /* 定義IIC總線的SDA和SCL引腳 */
 sbit SDA = P1^0;
 sbit SCL = P1^1;
 ?
 /* 定義OLED顯示屏的地址，一般為0x78 */
 #define OLED_ADDRESS 0x78
 ?
 /* OLED顯示屏的初始化命令 */
 uchar init_cmd[] = {
     0xAE, /* 關閉OLED顯示 */
     0x00, /* 設置列地址低位 */
     0x10, /* 設置列地址高位 */
     0x40, /* 設置起始行 */
     0xB0, /* 設置頁地址 */
     0x81, /* 設置對比度 */
     0xFF, /* 對比度值 */
     0xA1, /* 水平翻轉 */
     0xA6, /* 正常顯示 */
     0xA8, /* 設置多路復用率 */
     0x3F, /* 值越大，顯示點越多，亮度越高 */
     0xC8, /* 垂直翻轉 */
     0xD3, /* 設置顯示偏移 */
     0x00, /* 偏移量為0 */
     0xD5, /* 設置時鐘分頻 */
     0x80, /* 分頻值為80 */
     0xD9, /* 設置預充電周期 */
     0xF1, /* 默認值 */
     0xDA, /* 設置COM硬件配置 */
     0x12, /* 默認值 */
     0xDB, /* 設置VCOMH電壓 */
     0x40, /* 默認值 */
     0x20, /* 設置內存地址模式 */
     0x00, /* 水平地址模式 */
     0xAF  /* 打開OLED顯示 */
 };
 ?
 /* IIC總線的延時函數 */
 void Delay5ms()
 {
     uint i, j;
 ?
     for (i = 0; i < 5; i++) {
         for (j = 0; j < 110; j++);
     }
 }
 ?
 /* IIC總線的啟動信號，SDA從高到低，SCL為高電平 */
 void I2C_Start()
 {
     SDA = 1;
     SCL = 1;
     Delay5ms();
     SDA = 0;
     Delay5ms();
     SCL = 0;
 }
 ?
 /* IIC總線的停止信號，SDA從低到高，SCL為高電平 */
 void I2C_Stop()
 {
     SDA = 0;
     SCL = 1;
     Delay5ms();
     SDA = 1;
     Delay5ms();
 }
 ?
 /* IIC總線的寫數據函數 */
 void I2C_Write(uchar dat)
 {
     uchar i;
 ?
     for (i = 0; i < 8; i++) {
         SDA = dat & 0x80;
         SCL = 1;
         Delay5ms();
         SCL = 0;
         dat <<= 1;
     }
 }
 ?
 /* OLED顯示屏的初始化函數 */
 void OLED_Init()
 {
     uchar i;
 ?
     I2C_Start();
     I2C_Write(OLED_ADDRESS);
     for (i = 0; i < sizeof(init_cmd); i++) {
         I2C_Write(init_cmd[i]);
     }
     I2C_Stop();
 }
 ?
 /* OLED顯示屏的寫數據函數 */
 void OLED_Write_Data(uchar dat)
 {
     I2C_Start();
     I2C_Write(OLED_ADDRESS);
     I2C_Write(0x40); /* 寫數據標志 */
     I2C_Write(dat);
     I2C_Stop();
 }
 ?
 /* OLED顯示屏顯示數字的函數 */
 void OLED_Show_Number(uchar num)
 {
     uchar i;
     uint j;
 ?
     /* 在第1頁、第5列顯示數字 */
     OLED_Write_Data(0xB0);
     OLED_Write_Data(0x00);
     OLED_Write_Data(0x10);
     for (i = 0; i < 8; i++) {
         OLED_Write_Data(0x00);
     }
     for (i = 0; i < 3; i++) {
         OLED_Write_Data(0xFF);
     }
     for (i = 0; i < 5; i++) {
         OLED_Write_Data(0x00);
     }
     for (i = 0; i < 3; i++) {
         OLED_Write_Data(0xFF);
     }
     for (j = 0; j < 5000; j++); /* 延時一段時間，讓數字停留在屏幕上 */
 }
 ?
 /* 主函數 */
 void main()
 {
     /* 初始化OLED顯示屏 */
     OLED_Init();
 ?
     /* 顯示數字 */
     OLED_Show_Number(5);
 }

代碼首先定義了IIC總線的SDA和SCL引腳，以及OLED顯示屏的地址。然后定義了OLED顯示屏的初始化命令和顯示數字的函數。在主函數中調用初始化函數，并在OLED顯示屏上顯示數字5。

審核編輯：湯梓紅