【文章內(nèi)容簡介】 39P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U180 511234567891011121314151617181920J120 P I NC 10C A PC 11C A PY1C R Y S T A LP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 30P 31A L E / PP S E NP 36P 37R S TE A / V PP 34P 35P 32P 33P 17P 16P 15P 14P 13P 12P 11P 10R3R E S 2V C CP 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CP 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R E SR X DT X DP 32P 33P 34P 35P 36P 37X2X1G N DR410 0R510 KS5S W P BC 1010 uR S TV C C1234567891011121314151617181920J220 P I N 圖 最小單片機(jī)系統(tǒng)電路 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計 DHT11 電路設(shè)計 如圖 所示數(shù)據(jù)采集電路， DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有卓越的長期穩(wěn)定性與極高的可靠性。傳感器包括一個 NTC測溫元件和一個電阻式感濕元件，并與一個 8 位高性能單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比極高、品質(zhì)卓越等優(yōu)點(diǎn)。 每個 DHT11 傳感器都是在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制 串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。 產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，連接方便 ， 具有極低的功耗、超小的體積，信號傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 8 圖 數(shù)據(jù)采集電路 技術(shù)參數(shù) ： (1)供電電壓： ~ DC (2)輸 出： 單總線數(shù)字信號 (3)測量范圍： 濕度 2090%RH， 溫度 0~50℃ (4)測量精度： 濕度 +5%RH， 溫度 +2℃ (5)分 辨 率： 濕度 1%RH， 溫度 1℃ (6)互 換 性： 可完全互換 ， (7)長期穩(wěn)定性： 177。1%RH/年 。 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(kuò)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) +8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 校驗(yàn)和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗(yàn)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) +8bit 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。 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(jī)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(jī)發(fā)送開始信號 ， DHT11 不會主動進(jìn)行溫濕度采集 。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 通訊過程如圖 所示。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 9 圖 dht11 通訊過程信號 DS18B20 電路設(shè)計 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器技術(shù)參數(shù)： (1)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電； (2)獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊； (3) DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫； (4)DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)； (5)溫范圍－ 55℃～ +125℃，在 10～ +85℃時精度為177。 ℃； (6)可編程 的分辨率為 9～ 12 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、℃和 ℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫； (7)在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快； (8)測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力； (9)負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 如圖 所示為 DS18B20 的硬件電路圖。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : H : \畢業(yè)設(shè)計 \ 電路圖 \ M y D e s i g n 1 .d db D ra w n B y :V C C 1I / O 2G N D 3C9D S 1 8 B 2 0D S 1 8 B 2 0傳感器電路V C CP 1 5 圖 DS18B20 電路圖 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 10 DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出 全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 DS18B20 時序圖如圖 (a)(b)(c)所示。 (a) (b) (c) 圖 （ a）復(fù)位時序（ b）寫時序（ c）讀時序 液晶顯示電路設(shè)計 本系統(tǒng)地液晶顯示采用帶 中文字 庫 的 LCD12864。 LCD12864 概述 如圖 所示，本系統(tǒng)地液晶顯示采用帶 中文字 庫 的 LCD12864， 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，在有電的時候就顯示，這樣即可以 顯示出圖形，也可以顯示出漢字。液晶顯示屏具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示等特點(diǎn)。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域當(dāng)中。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 11 帶中文的 12864 液晶屏是一種具有 4 位 /8 位并行， 2 線或三線串行的漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊?？梢燥@示漢字和圖形， 其顯示分辨率為 12864 ， 內(nèi)置 8192個 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 ， 可構(gòu)成全中文 的 人機(jī)交互圖形界面 。它的低電壓 低功耗是其又一顯著特點(diǎn) 。 由 它 構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示 模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序 12864 都要簡潔得多， 并 且該模塊的價格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 圖 液晶顯示電路 字符顯示的 RAM 的地址與 32 個字符顯示區(qū)域有著一一對應(yīng)的關(guān)系，其對應(yīng)關(guān)系如表 所示。 表 字符顯示位置 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH LCD12864 基本特性 (1) 低電源電壓（ VDD:++） ； (2) 顯示分辨率 :12864 點(diǎn) ； (3) 與 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行； (4) 2MHZ 時鐘頻率 ； (5) 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ； (6) 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ； (7) 內(nèi)置 128 個 168 點(diǎn)陣字符 ； (8) 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡繁體可選 ) ； (9) 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 ； (10) 視角方向： 6 點(diǎn) ； (11) 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 ； 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 12 (12) 顯示方式： STN、半透、正顯 ； (13) 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲溫度 : 20℃ +60℃。 模塊引腳說明 表 128X64HZ 引腳說明 引腳號 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD驅(qū)動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀 寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 7 15 PSB H/L 并 /串行接口選擇： H并行； L串行 16 NC 空腳 17 /RET H/L 復(fù)位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背 光源正極（ LED+5V） 20 LED_K 背光源負(fù)極（ LEDOV） 按鍵電路設(shè)計 按鍵是用來設(shè)置模式選擇功能的。這里采用普通按鍵，按鍵原理： 上下兩張薄膜，涂有導(dǎo)電橡膠電路，中間有個薄膜，帶孔，用于隔離兩張帶有導(dǎo)電橡膠的薄膜。按鍵在孔的位置，按下按鍵的時候，兩張帶導(dǎo)電橡膠的薄膜透過中間的圓孔，接通電路，通過芯片編碼，輸出。 設(shè)計選用原則，設(shè)置四個按鍵：主界面 (mode)鍵、 up 鍵、 dn 鍵和 ent 鍵，其連接的端口是單片機(jī)的 P P21 、 P2 P32，如圖 所示。 重慶科 技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 13 圖 按鍵接口電路 報警電路設(shè)計 如圖 所示，選用最常見，亦最常用的聲音提示方式 —— 蜂鳴器，連接的端口是 P14，當(dāng) P14 發(fā)出低電壓信號，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響。 壓電式蜂鳴器主要 是 由壓電蜂鳴片、 多諧振蕩器 、共鳴箱及 阻抗匹配器 、外殼等組成。有的 壓電式蜂鳴器外殼上還裝有 發(fā)光二極管 。多諧振蕩器由集成電路或 晶體管 構(gòu)成。當(dāng)接通 電源 后（ ~15V 直流工作電壓） ， 多 諧振蕩器起振 ， 輸出 ~ 的 音頻信號 ，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片 是 由鈮鎂酸鉛或鋯鈦酸鉛等 壓電 陶瓷 材料制成。在陶瓷片的兩面 都 鍍上銀 電極 ，經(jīng)老化和極化 等 處理后，再與不銹鋼片或黃銅片粘在一起 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e