【正文】 [10] DS18BDHT1DS1302官方英文文檔。[2]陳寶江. 張幽彤. 杜慶柏,MCS單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)用指南，北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2003:312340。其次我要感謝所有教導(dǎo)過(guò)我的老師們，讓我的學(xué)識(shí)，視野大為開闊。硬件電路的設(shè)計(jì)讓我們懂得了硬件電路設(shè)計(jì)的基本思想和應(yīng)該注意的問(wèn)題。 溫濕度傳感器DHT11檢測(cè)調(diào)試DHT11的硬件電路設(shè)計(jì)和DS18B20設(shè)計(jì)都十分簡(jiǎn)單，其主要是編程問(wèn)題，通過(guò)對(duì)DHT11手冊(cè)的了解，對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試調(diào)試，其測(cè)試結(jié)果能夠正常顯示實(shí)時(shí)溫濕度。硬件檢測(cè)調(diào)試的目的主要是排除明顯的硬件故障，硬件檢測(cè)主要由二步：首先要目測(cè)，仔細(xì)觀察電路板的各個(gè)引腳是否有明顯焊點(diǎn)脫落。l 布板強(qiáng)電不能靠近單片機(jī)。二、 STC89C52與液晶12864的連接設(shè)計(jì)液晶12864與單片機(jī)的連接如圖212所示。 圖211串行連接時(shí)序圖串行數(shù)據(jù)傳送共分三個(gè)字節(jié)完成：第一字節(jié)：串口控制—格式 11111ABC A為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H表示數(shù)據(jù)從LCD到MCU，L表示數(shù)據(jù)從MCU到LCD B為數(shù)據(jù)類型選擇：H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，L表示數(shù)據(jù)是控制指令 C固定為0第二字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位—格式 DDDD0000第三字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位—格式 0000DDDD串行接口時(shí)序參數(shù)：(測(cè)試條件：T=25℃ VDD=)3. 用戶指令集當(dāng)模塊在接受指令前，微處理順必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個(gè)指令前并不檢查BF標(biāo)志，那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即是等待前一個(gè)指令確實(shí)執(zhí)行完成，指令執(zhí)行的時(shí)間請(qǐng)參考指令表中的個(gè)別指令說(shuō)明。 本設(shè)計(jì)由于為了充分利用I/O口資源采用獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)，、 、 、 、連接電路圖如圖29所示。當(dāng)小于時(shí)，DS1302由備用電源供電。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。如果在傳送過(guò)程中置RST為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31８的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM 寄存器。其連接圖如圖26所示。7. DHT11引腳說(shuō)明如表23表23 DHT11引腳說(shuō)明Pin名稱注釋1VDD2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請(qǐng)懸空4GND接地，電源負(fù)極三、硬件連接1. 溫度傳感器DS18B20與89C52單片機(jī)的連接本系統(tǒng)采用半導(dǎo)體溫度傳感器作為敏感元件。下文所述的恢復(fù)處理將加速實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。圖24 通訊過(guò)程4. 測(cè)量分辨率測(cè)量分辨率分別為8bit（溫度）、8bit（濕度）。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè)100nF 的電容，用以去耦濾波。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。圖22中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。21 DS18B20實(shí)物圖DS18B20引腳定義： (1)DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端。（5）測(cè)溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。省略了存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為177。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號(hào)較強(qiáng)，模擬溫度信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度。報(bào)警輸出執(zhí)行模塊：主要由發(fā)光二極管和繼電器控制來(lái)完成。而DHT11超小的體積、極低的功耗有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。時(shí)間的年、月、日、周、時(shí)、分及秒。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面帶來(lái)了令人滿意的效果?？芍苯优c單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路簡(jiǎn)單。％。方案二：采用繼電器控制。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)。FPGA功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)采用數(shù)字傳感器DS18BDHT11對(duì)溫濕度進(jìn)行檢測(cè)，把檢測(cè)到的溫濕度送到單片機(jī)，采用單列七按鍵對(duì)溫濕度進(jìn)行設(shè)定分別為溫度上下限，濕度上下限設(shè)定及加減1，通過(guò)實(shí)時(shí)溫濕度與設(shè)定的溫濕度進(jìn)行比較，如果不符合要求，通過(guò)發(fā)光二極管報(bào)警。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。本系統(tǒng)采用成熟的DHT11作為測(cè)量濕度的傳感器，采用精度高的DS18B20作為溫度傳感器，控制芯片采用技術(shù)成熟，功能強(qiáng)大，價(jià)位低廉大眾化的宏晶STC89C52單片機(jī)。由本設(shè)計(jì)課題做成的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、量程寬，具有較高的可靠性、安全性及實(shí)用性。為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了論證。對(duì)于溫濕度控制是足夠的。對(duì)調(diào)節(jié)裝置控制模塊是通過(guò)一個(gè)開關(guān)來(lái)達(dá)到控制空調(diào)，排氣扇達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境的目的。該溫度采集模塊有以下五種方案：方案一：利用熱電阻傳感器作為感溫元件，熱電阻隨溫度變化而變化，用儀表測(cè)量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值相應(yīng)的溫度值。送入8為A/D轉(zhuǎn)換器，可以獲得相當(dāng)高的精度，基本滿足題目要求。方案五：綜合方案三和方案四相結(jié)合基于以上分析和現(xiàn)有器件所限，溫濕度采集模塊選用方案五。其主要顯示模塊有下面兩種方案： 方案一：采用液晶顯示屏和通用矩陣鍵盤。根據(jù)以上分析，結(jié)合器件和設(shè)備等因素，確定如下方案： 1）采用STC89C52單片機(jī)作為控制器，分別對(duì)溫濕度采集、LCD12864顯示、溫濕度設(shè)定、報(bào)警調(diào)節(jié)裝置控制。時(shí)鐘模塊： 采用時(shí)鐘芯片DS1302來(lái)完成時(shí)鐘部分?，F(xiàn)在，新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍?！妗＃?）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（9）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。表21 傳感器濕度部分性能說(shuō)明參數(shù)條件MinMax單位分辨率11RH%精度0~50℃177?？偩€空閑狀態(tài)為高電平,主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng),主機(jī)把總線拉低必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。在非正常工作條件下長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)加速產(chǎn)品的老化過(guò)程。因此在測(cè)量濕度時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。2. 濕度傳感器DHT11與89C52單片機(jī)的連接DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找有重要意義。3. 復(fù)位通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。5. DS1302 的寄存器DS1302 共有12 個(gè)寄存器，其中有7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD 碼形式。 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式下 連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。 鍵盤輸入模塊的硬件設(shè)計(jì)鍵盤是由若干按鈕組成的開關(guān)矩陣，它是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，用戶能通過(guò)鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)。電源VDD +5V(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)，顯示內(nèi)容為128列 64行，與MCU接口采用8位或4位并行3位串行。繪圖RAM（GDRAM）繪圖顯示RAM提供1288個(gè)字節(jié)的記憶空間，在更改繪圖RAM時(shí)，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再寫入兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到繪圖RAM，而地址計(jì)數(shù)器（AC）會(huì)自動(dòng)加一；在寫入繪圖RAM的期間，繪圖顯示必須關(guān)閉，整個(gè)寫入繪圖RAM的步驟如下：1) 關(guān)閉繪圖顯示功能。并/，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、溫度及濕度的顯示。圖213 繼電器及發(fā)光二極管連接，、,LED2來(lái)對(duì)溫度上、下限報(bào)警，、LED4來(lái)對(duì)濕度的上、下限報(bào)警。 液晶LCD12864顯示器檢測(cè)調(diào)試首先檢查單片機(jī)與LCD12864顯示器的連接，然后對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程調(diào)試，通過(guò)ISP下載線接口，顯示器能夠正常顯示。在經(jīng)歷這些調(diào)試過(guò)程后，大部分軟硬件故障基本排除。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了我的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)，鍛煉了自己獨(dú)立分析、思考問(wèn)題的能力；使我在各方面都有了很大的提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)論什么時(shí)候遇到問(wèn)題，我都要同他們進(jìn)行探討和研究，使我深深的感受到團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的重要性，懂得了大家相互配合是快速解決問(wèn)題最佳途徑。[7]李華,MCS—51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù),北京航空航天大學(xué)出版社，1993:133203。附錄1:系統(tǒng)硬件原理圖附錄2:元件清單元件名稱對(duì)應(yīng)號(hào)　數(shù)量　30pC5, C6220pC8, C92繼電器D1, D2, D3, D44　端子J1, J22　按鍵K1, K2, k3, K4, K5, K6, K7, K88發(fā)光二極管LED1, LED2, LED3, LED449013Q1, Q2, Q3, Q4410R1 R