目前，有關(guān)溫濕度計(jì)的單片機(jī)方案有很多，但帶七段式LED顯示器自適應(yīng)亮度的溫濕度計(jì)卻沒有多少。為此，英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師們分享了一個(gè)基于PIC單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)和濕度計(jì)。在該方案中，通過在4個(gè)七段式LED顯示器上顯示溫度和相對(duì)濕度，這些LED顯示器可根據(jù)周圍的照明情況調(diào)節(jié)其亮度水平。

整個(gè)單片機(jī)方案由一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)組成，該閉環(huán)系統(tǒng)使用光敏電阻（LDR）連續(xù)評(píng)估環(huán)境光條件，并使用該信息來調(diào)整顯示器的亮度。此外，DHT11傳感器用于測(cè)量溫度和相對(duì)濕度，使用的PIC單片機(jī)是PIC16F688，它以其內(nèi)部源產(chǎn)生的4 MHz時(shí)鐘運(yùn)行。單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)器芯片（MAX7219）用于控制和刷新七個(gè)分段LED上的顯示數(shù)據(jù)。

為什么需要七段式LED顯示器亮度控制？

自動(dòng)調(diào)節(jié)七段式LED顯示器的亮度不僅可以節(jié)省功率，而且可以提高在所有環(huán)境照明條件下的可讀性。現(xiàn)在，許多智能手機(jī)，HDTV，PDA，平板電腦和計(jì)算機(jī)屏幕都具有此功能。它基本上可以在黑暗的環(huán)境中使顯示器變暗，并且仍然可讀且舒緩。同樣，當(dāng)環(huán)境光水平升高時(shí)，它會(huì)使顯示屏變亮以增強(qiáng)可讀性。該方案在1英寸大的七段式LED上顯示室內(nèi)溫度和相對(duì)濕度，這些LED會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，使其與房間的光照條件保持平衡。因此，如果將此表放在臥室中，則不必?fù)?dān)心在夜間將其關(guān)閉。它會(huì)自動(dòng)調(diào)低到足夠低的水平，以免干擾您的睡眠，同時(shí)保持可讀性。

七段式LED顯示器亮度溫濕度計(jì)電路原理圖

為了便于說明，我將整個(gè)電路圖分為三個(gè)部分：電源單元，單片機(jī)和傳感器單元以及顯示驅(qū)動(dòng)器單元。

該電源單元包括一個(gè)LM7805穩(wěn)壓器IC，可從9-15V直流壁式適配器獲取+5V穩(wěn)壓電源。完整的電源單元電路圖如下所示。LED1是開機(jī)指示燈LED。

下圖為DHT11傳感器和光敏電阻（也稱為光敏電阻或LDR）與PIC16F688單片機(jī)的連接。DHT11是一款低成本數(shù)字傳感器，可測(cè)量0-50°C的溫度，精度為±2°C，相對(duì)濕度范圍為20-95％，精度為±5％。該傳感器提供經(jīng)過完全校準(zhǔn)的數(shù)字輸出，并具有自己的專有1線協(xié)議進(jìn)行通訊。PIC16F688使用RC4 I/O引腳讀取DHT11輸出數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意，R7用作DHT11傳感器的數(shù)據(jù)引腳所需的上拉電阻。電路圖中的S2開關(guān)用于在華氏度（°F）和攝氏度（°C）單位之間進(jìn)行選擇，以進(jìn)行溫度顯示。開關(guān)斷開時(shí)，默認(rèn)情況下RC3引腳被拉低，并且溫度以“°F”單位顯示。為了選擇“°C”單位顯示，應(yīng)將RC3引腳拉高，這在S2閉合時(shí)發(fā)生。

接下來，光敏電阻（R5）和R4構(gòu)成一個(gè)分壓器網(wǎng)絡(luò)，如電路所示。R4兩端的模擬電壓與落在光敏電阻上的光量成比例地增加。典型的光敏電阻的電阻小于1KΩ。在明亮的照明條件下。它的抵抗力可能高達(dá)數(shù)百K？在極端黑暗的條件下。因此，對(duì)于給定的設(shè)置，R4電阻兩端的電壓可以從小于0.1V（在黑暗條件下）到超過4.0V（在非常明亮的照明條件下）變化。PIC16F688單片機(jī)通過其AN2（RA2）ADC通道讀取該模擬電壓，以確定周圍的亮度水平。

如下圖所示，該顯示單元由MAX7219芯片組成，可通過3線串行接口直接驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè)7段LED顯示器（共陰極型）。芯片上包括一個(gè)BCD解碼器，多路復(fù)用掃描電路，段和數(shù)字驅(qū)動(dòng)器，以及一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)字值的8×8靜態(tài)RAM。所有LED的段電流僅通過ISET引腳和電源之間連接的一個(gè)外部電阻設(shè)置。該器件還使用其內(nèi)部脈寬調(diào)制器通過軟件提供16級(jí)亮度控制。要了解有關(guān)MAX7219器件的更多信息，請(qǐng)閱讀我以前的文章  串行4位七段LED顯示屏。在該方案中，PIC16F688的RC0、RC1和RC2 I/O引腳用于驅(qū)動(dòng)MAX7219的DIN、LOAD和CLK信號(hào)線。

七段式LED顯示器亮度溫濕度計(jì)單片機(jī)方案源代碼

七段式LED顯示器亮度溫濕度計(jì)源代碼.zip

以上就是英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享的基于PIC單片機(jī)的七段式LED顯示器亮度溫濕度計(jì)。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)、運(yùn)算放大器和模擬開關(guān)。