【正文】 T11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中會使性能降低。DATA信號線材質(zhì)量會影響通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。手動焊接，在最高260℃的溫度條件下接觸時間須少于10秒。圖25 DHT11應(yīng)用電路 此電路即為本設(shè)計中DHT11的應(yīng)用電路。當(dāng)傳輸距離小于20米時使用5K的上拉電阻，當(dāng)傳輸距離大于20米時上拉電阻做相應(yīng)的改變。DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴展，現(xiàn)讀出為零。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。1. 其通訊過程如下如所示：圖26 通訊過程 總線空閑狀態(tài)為高電平，主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機把總線拉低必須大于18毫秒，保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號。主機發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號，主機發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。從模式下，DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。圖27 開始傳送數(shù)據(jù)總線為低電平，說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始，高電平的長短定數(shù)據(jù)位是0還是1。格式見下面圖示，如果讀取響應(yīng)信號為高電平，則DHT11沒有響應(yīng)，請檢查線路是否連接正常。當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高，進入空閑狀態(tài)。圖28 數(shù)字0信號表示方法圖29 數(shù)字1信號表示方法測量分辨率分別為 8bit（溫度）、8bit（濕度）。上面各圖說明了DHT11在工作時的時序圖，也有助于之后編程時調(diào)用延時的時間。 PT2262/2272無線收發(fā)模塊 由于本設(shè)計成本和本人的能力有限，在本設(shè)計的實際硬件中沒有用到此模塊，但這一模塊在原始設(shè)計的理念中是不可或缺的一部分，因為這一部分可以有效避免不必要的布線問題,同時也便于傳輸出現(xiàn)故障時進行有效快捷的維修。因此，在此論文中對這一模塊進行詳細(xì)地說明是十分必要的，同時也可提高我的知識面。 PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工 藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。 編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作。當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。圖210 PT2262 無線發(fā)射模塊2262無線發(fā)射模塊電路圖，該電路由A0……A5可以配置該芯片地址，當(dāng)2272的設(shè)置的地址與其相標(biāo)配時，才能接收到信號?？刂艱0……D7的高低電平配置可以發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如我們可以經(jīng)D0口經(jīng)過模擬電路與單片機相連，此時若P1^0口為高電平此時2262工作，并將D0高電平的信號發(fā)射出，經(jīng)2272解碼后將信息翻譯處理來。發(fā)射電路有DOUT口經(jīng)驅(qū)動電路經(jīng)紅外發(fā)射頭發(fā)出。圖211 PT2272無線接收模塊U12為一體化紅外接收頭，接收到信號后，經(jīng)2272解碼，將信息經(jīng)D0……D3口輸出，我們通過電路設(shè)置使不同的傳感器電路，觸發(fā)2262不同的數(shù)據(jù)I/O口，這樣單片機通過采集2272的數(shù)據(jù)接口就可以知道報警傳感器的位置，從而坐車相應(yīng)的處理。圖212 PT2272 無線接收模塊設(shè)置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。PT2262/2272芯片的地址碼的設(shè)定：在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，例如將發(fā)射機的PT2262的第2腳接地第3腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的PT2272只要第2腳接地第3腳接正電源，其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機對應(yīng)的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。用戶可將這些信號加一級三極管放大，便可驅(qū)動繼電器等負(fù)載進行遙控操縱。 AT89S52單片機模塊 AT89S52單片機概述單片機是把組成微型計算機的各個功能部件，如中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行通信接口電路等集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機。通用計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。而嵌入式計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。比較普通計算機和嵌入式計算機的差異，說明這是由于它們應(yīng)用場合和應(yīng)用環(huán)境的不同而造成的，而單片機則屬于低端嵌入式計算機。 單片機的硬件簡單，字長一般為8位，也有16位的，存儲空間最小。集成的片內(nèi)外設(shè)比較豐富。由于硬件的局限性，導(dǎo)致軟件上就不能太大，采集速度低。難以完成復(fù)雜的實時運算。單循環(huán)式，一般沒有操作系統(tǒng)。單片機具有小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種智能式控制設(shè)備以及各種智能儀表。面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，從而獲得最佳性價比?？垢蓴_能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作，這是其它機型所無法比擬的?？梢院芊奖愕貙崿F(xiàn)多機和分布式控制，使整個系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。單片機的應(yīng)用場合也非常廣泛，小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種智能式控制設(shè)備以及各種智能儀表。面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，從而獲得最佳性價比?？垢蓴_能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作，這是其它機型所無法比擬的?？梢院芊奖愕貙崿F(xiàn)多機和分布式控制，使整個系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。機電一體化產(chǎn)品是集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機電產(chǎn)品。單片機在機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機器人、數(shù)控機床、自動包裝機、點鈔機、醫(yī)療設(shè)備、打印機、傳真機、復(fù)印機等。家用電器是單片機的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應(yīng)用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子還有分式系統(tǒng)的前端模塊等等。ATMEL公司生產(chǎn)的具有Flash ROM的增強型51系列單片機目前在市場上仍然十分流行，其中AT89S系列十分活躍。AVR單片機是ATMEL在90年代推出的精簡指令集RISC的單片機，跟PIC類似。使用哈佛結(jié)構(gòu)。是增強型RISC內(nèi)載Flash的單片機。AVR的單片機廣泛應(yīng)用于計算機外部設(shè)備，工業(yè)實時控制，儀器儀表，通訊設(shè)備，家用電器，宇航設(shè)備等各個領(lǐng)域。近年來單片機的發(fā)展非?？欤v觀單片機的現(xiàn)狀及歷史，其發(fā)展趨勢正朝著大容量、高性能化、小容量低價格化、外圍電路內(nèi)裝化、多品種化及增強I/O接口功能、降低功耗等方面發(fā)展。為滿足不同的用戶要求，各公司競相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。在CPU的功能上更加完善和強大，比如采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力，增加數(shù)據(jù)總線的寬度，使處理數(shù)據(jù)的能力明顯優(yōu)于一般的8位單片機，同時采用流水線結(jié)構(gòu)和RISC體系結(jié)構(gòu)。在存儲器方面加大存儲容量，實行程序保密化?，F(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機將LCD(液晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，可實現(xiàn)的功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。MCS51系列的8031推出時的功耗達(dá)630MW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100MW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。本設(shè)計中使用的是AT89S52單片機。AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89S52主要功能列舉如下：擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）、內(nèi)部程序存儲器（ROM）為8KB、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為256字節(jié)、32個可編程I/O口線、8個中斷向量源、三個16位定時器/計數(shù)器、三級加密程序存儲器、全雙工UART串行通道。AT89S52單片機的特性是與MCS51 兼容、擁有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，它的壽命一般為1000寫/擦循環(huán)、數(shù)據(jù)保留時間為10年、全靜態(tài)工作時工作頻率是0Hz24Hz、擁有三級程序存儲器鎖定和128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個16位定時器/計數(shù)器、5個中斷源 、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。圖213 AT89S52單片機 AT89S52單片機管腳說明P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。表23 P3口特殊功能口管腳I/O口備選功能10RXD(串行輸入口)11TXD（串行輸出口）12INT0（外部中斷0）13INT1（外部中斷1）14T0（記時器0外部輸入）15T1（記時器1外部輸入）16WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）17RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作