目前，有关温湿度计的单片机方案有很多，但带七段式LED显示器自适应亮度的温湿度计却没有多少。为此，英锐恩单片机开发工程师们分享了一个基于PIC单片机的数字温度计和湿度计。在该方案中，通过在4个七段式LED显示器上显示温度和相对湿度，这些LED显示器可根据周围的照明情况调节其亮度水平。
整个单片机方案由一个闭环系统组成，该闭环系统使用光敏电阻（LDR）连续评估环境光条件，并使用该信息来调整显示器的亮度。此外，DHT11传感器用于测量温度和相对湿度，使用的PIC单片机是PIC16F688，它以其内部源产生的4 MHz时钟运行。单独的显示驱动器芯片（MAX7219）用于控制和刷新七个分段LED上的显示数据。
为什么需要七段式LED显示器亮度控制？
自动调节七段式LED显示器的亮度不仅可以节省功率，而且可以提高在所有环境照明条件下的可读性。现在，许多智能手机，HDTV，PDA，平板电脑和计算机屏幕都具有此功能。它基本上可以在黑暗的环境中使显示器变暗，并且仍然可读且舒缓。同样，当环境光水平升高时，它会使显示屏变亮以增强可读性。该方案在1英寸大的七段式LED上显示室内温度和相对湿度，这些LED会自动调节亮度，使其与房间的光照条件保持平衡。因此，如果将此表放在卧室中，则不必担心在夜间将其关闭。它会自动调低到足够低的水平，以免干扰您的睡眠，同时保持可读性。
七段式LED显示器亮度温湿度计电路原理图
为了便于说明，我将整个电路图分为三个部分：电源单元，单片机和传感器单元以及显示驱动器单元。
该电源单元包括一个LM7805稳压器IC，可从9-15V直流壁式适配器获取+5V稳压电源。完整的电源单元电路图如下所示。LED1是开机指示灯LED。
下图为DHT11传感器和光敏电阻（也称为光敏电阻或LDR）与PIC16F688单片机的连接。DHT11是一款低成本数字传感器，可测量0-50°C的温度，精度为±2°C，相对湿度范围为20-95％，精度为±5％。该传感器提供经过完全校准的数字输出，并具有自己的专有1线协议进行通讯。PIC16F688使用RC4 I/O引脚读取DHT11输出数据。请注意，R7用作DHT11传感器的数据引脚所需的上拉电阻。电路图中的S2开关用于在华氏度（°F）和摄氏度（°C）单位之间进行选择，以进行温度显示。开关断开时，默认情况下RC3引脚被拉低，并且温度以“°F”单位显示。为了选择“°C”单位显示，应将RC3引脚拉高，这在S2闭合时发生。
接下来，光敏电阻（R5）和R4构成一个分压器网络，如电路所示。R4两端的模拟电压与落在光敏电阻上的光量成比例地增加。典型的光敏电阻的电阻小于1KΩ。在明亮的照明条件下。它的抵抗力可能高达数百K？在极端黑暗的条件下。因此，对于给定的设置，R4电阻两端的电压可以从小于0.1V（在黑暗条件下）到超过4.0V（在非常明亮的照明条件下）变化。PIC16F688单片机通过其AN2（RA2）ADC通道读取该模拟电压，以确定周围的亮度水平。
如下图所示，该显示单元由MAX7219芯片组成，可通过3线串行接口直接驱动多达8个7段LED显示器（共阴极型）。芯片上包括一个BCD解码器，多路复用扫描电路，段和数字驱动器，以及一个用于存储数字值的8×8静态RAM。所有LED的段电流仅通过ISET引脚和电源之间连接的一个外部电阻设置。该器件还使用其内部脉宽调制器通过软件提供16级亮度控制。要了解有关MAX7219器件的更多信息，请阅读我以前的文章 串行4位七段LED显示屏。在该方案中，PIC16F688的RC0、RC1和RC2 I/O引脚用于驱动MAX7219的DIN、LOAD和CLK信号线。
七段式LED显示器亮度温湿度计单片机方案源代码
以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的基于PIC单片机的七段式LED显示器亮度温湿度计。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运算放大器和模拟开关。
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