【正文】 圖36 鍵盤和顯示電路設計電路圖4 軟件設計本設計的軟件流程圖如圖41所示。keyflag=7時keyflag變?yōu)?。先判斷讀取記錄數(shù)tt是否大于存儲記錄數(shù)ss，如果大于，則表明溢出，此時不讀數(shù)據(jù)并在LCD上顯示“OVER”字符串；如果不大于，則通過read_iic_data()函數(shù)從存儲器中讀取8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，首地址為8*tt（初始化時tt為0），讀出的數(shù)據(jù)存放在數(shù)組test_read1[]中。經(jīng)實際測量比較，設計的傳感器可滿足實際應用需求。對于此問題，可以通過鍵盤來實現(xiàn)智能化讀取，具體的講，通過鍵盤輸入查詢的信息，通過輸入信息與儲存信息單元逐個比較來獲取滿足條件的信息并顯示。在一個for循環(huán)里，通過write_GLCD()函數(shù)將顯示信息逐個寫到LCD指定位置，每個字符占2個字節(jié)，每寫完一個字符地址自動加2。 是否H ?當前時間存到數(shù)組Cclock前六個單元，溫濕度值存到存到數(shù)組Cclock后兩個單元控制地址變量ss加一YN“存儲成功”把數(shù)組Cclock內(nèi)容寫到地址為8*ss的寄存器圖46 存儲數(shù)據(jù)流程圖開始返回顯示記錄數(shù)ssss=0(2) 數(shù)據(jù)讀取軟件設計讀取數(shù)據(jù)流程圖如圖47所示。 發(fā)送溫度測量命令讀取傳感器的測量數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和校正溫度值存到變量numLED顯示溫度值、預警值YN是否發(fā)送完畢？開 始返 回發(fā)送濕度測量命令讀取傳感器的測量數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和校正濕度值存到變量num1LED顯示濕度值、預警值YN是否發(fā)送完畢？開 始返 回 圖42 SHT11溫度測量流程圖 圖43 SHT11濕度測量流程圖 單片機外圍電路的軟件設計 時鐘電路的軟件設計時鐘芯片流程圖如圖44所示。 AT89C52與鍵盤及顯示電路如圖36所示。如果到達結(jié)束標志EOM,電路將停止放音并自動進入掉電模式。在XX2之間接12MHZ晶振。也就是說，LOAD的上升沿是串行數(shù)據(jù)幀的幀完成標志，此時無論移位寄存器中的12位數(shù)據(jù)是否有效，CH451都會將其當作操作命令。在鍵盤掃描期間，DIG7～DIG0引腳按照DIG0至DIG7的順序依次輸出高電平，其余7個引腳輸出低電平；SEG7～SEG0引腳的輸出被禁止，當沒有鍵被按下時，SEG7～SEG0都被下拉為低電平；當有鍵被按下時，例如連接DIG3與SEG4的鍵被按下，則當DIG3輸出高電平時SEG4檢測到高電平；為了防止因為按鍵抖動或者外界干擾而產(chǎn)生誤碼，CH451實行兩次掃描，只有當兩次鍵盤掃描的結(jié)果相同時，按鍵才會被確認有效。CH451支持掃描極限控制，并且只為有效數(shù)碼管分配掃描時間。l 數(shù)碼管的字數(shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)。(3) A0 A1 A2：器件地址輸入端這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設置器件地址，當這些腳懸空時默認值為0 當使用24WC02 時最大可級聯(lián)8個器件如果只有一個24WC02被總線尋址這三個地址輸入腳 A0 A1 A2 可懸空或連接到Vss。因此，操作模式和尋址模式不能兼容，也就是說不能同時使用。前置放大器的電壓增益由AGC管腳上的電平?jīng)Q定。當 REC變高或內(nèi)部存儲器已錄滿信息錄音操作結(jié)束。表24 附加31字節(jié)靜態(tài)RAM的地址讀地址寫地址數(shù)據(jù)范圍C1hC0h00ffC3hC2h00ff………FDhFCh00ff (3) DS1302的工作模式寄存器 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。 DS1302外部引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS1302的外部引腳分配如圖29所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖210所示。當D6=1時。之后發(fā)送命令，命令由三位地址位（只支持000）和5位命令組成。其外部引腳如圖21所示。利用SHT11溫濕度傳感器對環(huán)境溫度和濕度進行采集和處理，從而實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的實時檢測和控制，并且可以語音播報和對數(shù)據(jù)的存儲和讀取。實際中的應用的溫濕度傳感器要具備以下特點：(1) 敏感材料的特性歲溫濕度的變化有較大的變化，而且該變化易于測量；(2) 材料對溫濕度的變化有較好一一對應關系，即對除溫濕度外其它物理量的變化不敏感；(3) 性能誤差及老化小，重復性好，尺寸?。?4) 有較強的耐機械、化學及熱作用等特點；(5) 與被檢測的溫濕度范圍和精度相適應。而且不需要經(jīng)過復雜的校準、標定過程，測量精度得到保證，且在線性度、重復性、互換性、一致性等方面都不錯。 溫濕度傳感器的選擇SHT11是瑞士Sensirion公司推出的基于CMOSens技術的新型溫濕度傳感器。單片機處理數(shù)據(jù)后進行數(shù)字顯示，并作相應的控制。在CRC數(shù)據(jù)的回答位傳輸結(jié)束后，SHT11自動返回等睡眠，等待下次開始。 2) 數(shù)據(jù)處理 (1) 濕度變換 SHT11的輸出特性呈一定的非線性，為了補償濕度傳感器的非線性以獲取準確數(shù)據(jù)，可按如下公式修正濕度值： RHlinear=c1＋c2*SORH＋c3*SORH2 式中SORH為傳感器相對濕度測量值，系數(shù)取值如下： 12位SORH：c1= 4 c2= c3= *106 8位SORH： c1= 4 c2= c3= *104 (2) 溫度補償上述濕度計算公式是按環(huán)境溫度為25℃進行計算的，而實際的測量溫度則在一定范圍內(nèi)變化，所以應考慮濕度傳感器的溫度系數(shù)，按如下公式對環(huán)境溫度進行補償。在24小時模式時，位5是第二個10小時位。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。外部的麥克必須是AC 耦合通過一個電容連接到該腳電容的數(shù)值 和該管腳器件內(nèi)部的電阻10K，決定ISD1420輸入的低頻截止頻率關于低頻截止頻率的計算見應用信息。根據(jù) A7 、A6的電平不同電路可以進入兩種不同的工作模式地址模式和操作模式如果A7 、A6至少有一位為低電平則電路認為A0A7全部為地址位A0A7的數(shù)值將作為本次錄音或放音操作的起始地址A0A7 ,全部為純輸入引腳不會象操作模式中A0A7還可能輸出內(nèi)部地址信息輸入的A0A7 的信息在PALYE PLAYL或REC的下降沿被電路鎖存到內(nèi)部使用。A4 – 連續(xù)尋址在通常的操作中當放音操作遇到結(jié)尾標志EOM 時地址指針將復原到0，A4操作模式將禁止地址指針的復位允許信息能連續(xù)錄制和播放當電路處于靜止狀態(tài)不是處于錄音或放音狀態(tài)即可的設置該腳為低電平將復位地址指針。(4) 應答信號I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后接收器都必須產(chǎn)生一個應答信號，應答的器件在第9個時鐘周期時，將SDA線拉低表示其已收到一個8位數(shù)據(jù)。(3) 外部接口l 高速的4線串行接口，支持多片級聯(lián)，時鐘速度從0到10MHz。通過設定，CH451還可以工作于BCD譯碼方式，該方式主要應用于數(shù)碼管驅(qū)動，單片機只要給出二進制數(shù)BCD碼，由CH451將其譯碼后直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示對應的字符。其中，DIN、DCLK、LOAD是帶上拉的輸入信號線，默認是高電平；DOUT在未啟用鍵盤掃描功能時作為串行數(shù)據(jù)輸出線，在啟用鍵盤掃描功能后作為鍵盤中斷和數(shù)據(jù)輸出線，默認是高電平[21]。功能鍵A、B的作用是完成時間、日期的修訂；功能鍵C作用是跳出時間、日期的修改，顯示修改后的時間、日期；功能鍵E、G的作用是完成對溫度預警值的設定；功能鍵D、F作用是完成對濕度預警值的設定；功能鍵H的作用是完成對當前溫濕度、時間、日期的存儲；功能鍵I、J作用是完成從存儲器中讀取數(shù)據(jù)分別在LCD、LED上顯示。邊緣啟動放音時：將PLAYE變低，從存儲器開始或選定的位置開始放音。通過鍵盤控制實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取。由此實現(xiàn)溫濕度的實時測量與顯示。播報結(jié)束后再判斷是否滿足語音報警條件，不滿足則返回主程序。 是否I ？從存儲器讀取信息 地址為8*tt控制地址變量tt減一前六字節(jié)送給Rclock后兩字節(jié)送給num、num1數(shù)據(jù)顯示圖47 讀取數(shù)據(jù)流程圖YN開 始tt 1 ?返 回YNtt=0顯示OVER 是否J ？從存儲器讀取信息 地址為8*tt控制地址變量tt加一前六字節(jié)送給Rclock后兩字節(jié)送給num、num1數(shù)據(jù)顯示YN開 始tt ss ?返 回YNtt=0顯示OVER 顯示電路軟件設計本系統(tǒng)顯示電路包括兩部分：LED顯示電路、LCD顯示電路。所以，當給某個參數(shù)給一較大的數(shù)時，修改起來比較不方便。第二、 從存儲器讀取數(shù)據(jù)方式過于單一本設計讀取數(shù)據(jù)方式是采用遞增式和遞減式。其流程圖如圖48所示。功能鍵H代表鍵值為“0x42”的按鍵。在SHT11時鐘端口sclk為高電平時數(shù)據(jù)端由高到低的跳變作為起始信號，然后發(fā)送8位控制命令（00000011為測量溫度命令，0000010為測量濕度命令），發(fā)送完畢后，程序給一個響應。為了提高系統(tǒng)的可靠性，SCL及SDA兩總線可以接上拉電阻；、。如果存儲器內(nèi)部全部錄滿信息，可以播放內(nèi)部全部信息。另外，在CH451上電復位后，單片機必須在DCLK輸出串行時鐘之前，先在DIN上輸出一個低電平脈沖（由高電平變?yōu)榈碗娖皆倩謴蜑楦唠娖剑ㄖ狢H451使能4線串行接口。下表為數(shù)據(jù)寄存器中字數(shù)據(jù)的位4～位0進行BCD譯碼后，所對應的段G～段A以及數(shù)碼管顯示的字符。l 完全內(nèi)置時鐘振蕩電路，通常不需要外接晶體或者阻容振蕩。 數(shù)碼管驅(qū)動及鍵盤控制芯片的選擇CH451是一個整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制以及μP監(jiān)控的多功能外圍芯片。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器。2) 特性 (1) 使用簡單的單片錄放音電路 (2) 高保真語音/音頻處理 (3) 開關接口放音可以是脈沖觸發(fā)或電平觸發(fā) (4) 錄放周期為20秒 (5) 自動功率節(jié)約模式 (6) 零功率存儲 (7) 處理復雜信息可使用地址操作 (8) 100年信息保存 (9) 片上時鐘 (10) 不需要編程器和開發(fā)系統(tǒng) (11) +5V 供電 (12) 提供裸片 DIP SOIC 封裝 (13) 提供工業(yè)級別溫度型號40176。 (9) 自動增益控制AGC AGC動態(tài)調(diào)整前置放大器的增益，能在一個很寬的范圍內(nèi)適應麥克的輸入電平。CE圖211 單字節(jié)讀 I/OSCKD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7R/W A0 A1 A2 A3 A4 R/C 1 CESCKR/W A0 A1 A2 A3 A4 R/C 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 I/O圖212 單字節(jié)寫 語音芯片的選擇信息儲存器件ISD1402語音芯片是單片高質(zhì)量短周期的錄放音電路采用CMOS工藝內(nèi)部包含片上時鐘麥克前置放大器自動增益控制帶通濾波器平滑濾波器和功率放大器由ISD1400 組成的最小應用系統(tǒng)僅包含一個麥克喇叭幾個阻容元件兩個開關和電源。當該位置為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當該位置為0時，時鐘開始運行。 時鐘芯片的選擇DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。1000000dataSck 圖24 發(fā)送濕度測量命令dataack0001110011 0000LSBsckMSB圖25 讀取相對濕度數(shù)據(jù)CRC校檢和DATASCKMSBLSBack返回休眠模式圖26 讀取CRC校檢和(3) 復位時序如果傳感器傳輸失敗，下一SCK信號將復位串行接口，當使DATA處于高電平時，觸發(fā)SCK9次以上并隨后發(fā)出一個前述的“傳輸開始”序列，此時時序只復位接口，狀態(tài)寄存器保持它的內(nèi)容。SHT11的命令集如表21所示。在現(xiàn)代工業(yè)中,利用微控制器進行數(shù)據(jù)通訊的工業(yè)控制越來越廣泛。 本設計的內(nèi)容和實現(xiàn)方法在生產(chǎn)生活中，溫濕度傳感器得到越來越廣泛的應用。由于計算機技術突飛猛進的發(fā)展和微型計算機的興起，國民經(jīng)濟中任何一個部門中重要提取的各種信息都有可能通過計算機進行正確及時地處理，如在倉儲管理、工業(yè)生產(chǎn)制造、智能化建筑、科學研究及日常生活中需要對溫度和濕度進行較為準確的測量和控制，溫度和濕度傳感器在這里就起著至關重要的作用。SHT11就是這樣一種數(shù)字溫濕度智能傳感器。本文基于溫濕度內(nèi)漏檢測系統(tǒng)而編寫的傳感器SHT11和微控制器之間的串行通訊系統(tǒng),介紹了一種軟件差錯校驗方案—循環(huán)冗余校驗法,克服了傳統(tǒng)差錯檢驗法對數(shù)據(jù)行或列的偶數(shù)個錯誤不敏感、漏判概率高等缺點,使校驗過程既簡單實用又成本低廉。在第9個SCK時鐘結(jié)束后DATA線變高，開始響應[5]。表22 SHT11狀態(tài)寄存器類型及說明位類型說明缺省7保留06讀工檢限（低電壓檢查）5保留04保留03