DHT11温湿度采集UART传输系统的设计Verilog代码Quartus Spirit

名称：DHT11温湿度采集UART传输系统的设计Verilog代码Quartus Spirit_V4开发板（文末获取）

软件：Quartus II

语言：Verilog HDL

代码功能

本项目实现了一个完整的温湿度监测系统，通过DHT11传感器采集环境温度和湿度数据，并将数据通过UART串口传输。系统具备以下核心功能：

·DHT11传感器数据采集：精确采集温度和湿度数据，每2秒更新一次

·数码管显示：实时显示温湿度数值，支持四位数字显示

·UART串口通信：将采集的数据通过115200波特率串口发送

·模式切换：通过开关选择显示温度或湿度数据

代码实现思路

系统架构设计

整个系统采用模块化设计，主要包含四个核心模块：

1.DHT11驱动模块：负责与DHT11传感器通信，采用状态机控制数据采集流程

2.数码管显示模块：实现动态扫描显示，将温湿度数据转换为数码管显示格式

3.UART发送模块：实现串口数据发送功能，包含波特率生成器

4.顶层控制模块：协调各模块工作，实现数据路由和模式切换

关键技术实现

·DHT11通信协议：严格按照DHT11时序要求实现主机-从机通信

·状态机设计：使用四状态状态机控制DHT11数据采集流程

·动态扫描显示：通过时分复用技术实现四位数码管显示

·波特率生成：基于50MHz时钟精确分频生成115200波特率

代码结构

模块层次结构

DH11_uart_top (顶层模块)

├── dht11 (温湿度采集模块)

├── display_num (数码管显示模块)

└── uart (串口传输模块)

├── baud_rate_gen (波特率生成器)

└── transmitter (数据发送器)

模块功能描述

1.DH11_uart_top.v：顶层模块，负责模块间连接和数据路由

2.dht11.v：DHT11传感器驱动，实现完整的数据采集协议

3.display_num.v：数码管显示控制，支持温湿度数据动态显示

4.uart.v：UART通信控制器，包含波特率生成和数据发送

5.baud_rate_gen.v：波特率时钟生成，支持115200波特率

6.transmitter.v：串口数据发送器，实现UART发送状态机

数据流设计

系统数据流清晰：DHT11采集数据 → 数码管显示 → UART发送。通过开关控制选择显示温度或湿度数据，所有模块协同工作实现实时监测功能。

本代码已在Spirit_V4开发板验证，Spirit_V4开发板如下，其他开发板可以修改管脚适配：

1、工程文件

2、程序文件

3、程序编译

4、RTL图

5、Testbench

6、仿真图

整体仿真图

显示模块

UART发送模块

部分代码展示:

`timescale 1ns / 1ps//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////module DH11_uart_top( input clk_50M,//50M时钟 input reset,//复位,按下低电平--key1 input switch,//switch,//切换（switch==1温度）和（switch==0湿度)--key2 output uart_tx,//串口发送 output uart_led,//串口发送指示灯 inout dh11_io,//温湿度传感器接口 output [3:0] bit_select,//数码管位选 output [7:0] lednum_select //数码管段选 );wire [7:0] temp_data;//温度wire [7:0] humi_data;//湿度//dht11温湿度采集模块 dht11 i_dht11(.i_clk(clk_50M),.i_rst_n(reset),.io_data(dh11_io),.o_temp(temp_data),.o_humi(humi_data));//数码管显示模块display_num i_display_num(. clk(clk_100M),. temp_data(temp_data),. humi_data(humi_data),. bit_select(bit_select),//数码管位选. lednum_select(lednum_select)//数码管段选 );