【文章內容簡介】 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。 圖 24 通訊初始化要求圖 總線為低電平 ,說明 DHT11 發(fā)送響應信號 ,DHT11 發(fā)送響應信號后 ,大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 19 再把總線拉高 80us,準備發(fā)送數(shù)據(jù) ,每一 bit 數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時隙開始 ,高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是 0 還是 .如果讀取響應信號為高電平 ,則 DHT11 沒有響應 ,請檢查線路是否連接正常 .當最后一 bit 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)。 數(shù)字 0 信號表示方法如下圖 25 所示： 圖 25 數(shù)字 0 信號電平變化圖 數(shù)字 1 信號表示方法如下圖 26 所示 圖 26 數(shù)字 1 數(shù)據(jù)線電 平變化圖 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 20 DHT11 傳感器模塊電路設計 DHT11 傳感器連接單片機相對比較簡單。單片機的 口用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。連接傳感器的 Pin2（單總線，串行數(shù)據(jù)）。由于測量范圍電路小于 20米， 加一個 5K的上拉電阻，因此在傳感器的 Pin2口與電源之間連接一個 5K 電阻。而傳感器的電源端口 Pin1 和 Pin4 分別接單片機的 VCC 和 GND 端。傳感器的第三腳懸浮放置。 DHT11 傳感器原件的電路原理圖如下 27 所示： 圖 27 DHT11 電路原理圖 1602 液晶顯 示模塊設計 1602 液晶顯示屏簡介 1602 液晶是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。（ 16 列 2 行）。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 21 LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單。 （一）引腳說明 VSS：電源地。 VCC： 電源正極， － ，通常使用 5V 電壓。 VO： LCD 對比度調節(jié)端，電壓調節(jié)范圍為 0－ 5V。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個 10K 的電位器來調整對比度，或者直接串接一個電阻到地。 RS： MCU 寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。 MCU 要寫入指令時，使 RS 為低電平； MCU 要寫入數(shù)據(jù)時，使 RS 為高電平。 R/W： 讀寫控制端。 R/W 為高電平時，讀取數(shù)據(jù)； R/W 為低電平時，寫入數(shù)據(jù)。 E： LCD 模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。 DB0－ DB7： 8 位數(shù)據(jù)總線，三態(tài) 雙向。如果 MCU 的 I/O 口資源緊張的話，該模塊也可以只使用 4 位數(shù)據(jù)線 D4－ D7 接口傳送數(shù)據(jù)。本充電器就是采用 4 位數(shù)據(jù)傳送方式。 BLA： LED 背光正極。需要背光時， BLA 串接一個限流電阻接 VDD，BLK 接地，實測該模塊的背光電流為 50mA 左右。 BLK： LED 背光地端。 （二）顯示地址 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 22 1602 字符液晶顯示可分為上下兩部分各 16 位進行顯示，處于不同行時的字符顯示地址如下 ： 顯示字符 1 2 3 4 5 6 7 第一行地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 第二行地址 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 顯示字符 8 9 10 11 12 第一行地址 07H 08H 09H 0AH 0BH 第二行地址 47H 48H 49H 4AH 4BH （三）指令集 1602 通過 D0～ D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設置： (初始化 ) 0011 1000 [0x38] 設置 162 顯示， 57 點陣 ， 8 位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關及 光標 設置： (初始化 ) 0000 1DCB D 顯示 (1 有效 )、 C 光標顯示 (1有效 )、 B 光標閃爍 (1有效 ) 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 23 0000 01NS N=1(讀或寫一個字符后地址 指針 加 1 amp。光標加 1)， N=0(讀或寫一個字符后地址 指針 減 1 amp。光標減 1)， S=1 且 N=1 (當寫一個字符后，整屏顯示左移 ) s=0 當寫一個字符后，整屏顯示不移動 數(shù)據(jù) 指針 設置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù) 指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 通常推薦的初始化過程： 延時 15ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令 38H 寫指令 08H 關閉顯示 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 24 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 光標 移動設置 寫指令 0cH 顯示開及光標設置 完畢 Proteus 仿真 使用 Proteus 仿真 1602即 LM016L依照數(shù)據(jù)手冊說明可能遇到困 難，可以嘗試采用以下方案解決： 數(shù)據(jù)手冊中可能介紹 1602 內部 D0～ D7 已有上拉，可以使用P0 口直接驅動。在 Proteus 里 LM016L 內部可能沒有 ,應該人為 加上拉電阻。建議不要使用排阻，使用普通電阻一個一個拉應該可以解決問題； 可能碰到不能檢測忙信號的問題，嘗試使用延時把忙信號拖過去。 1602 液晶顯示模塊 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)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于 實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領域。 其中 Vo 腳，即第三引腳加了一個 10K 的滑動變阻器，該變阻器的目的是調節(jié)液晶的顯示對比度，通過調節(jié)滑阻改變 Vo 的電壓值，從而使液大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 25 晶顯示在最清晰的狀態(tài)。 圖 29 1602 顯示模 塊原理圖 閾值設置模塊 圖 2— 10 閾值設置模塊原理圖 從上圖可以看到。從上到下依次設為 K K2 和 K3 三個按鍵，其連大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 26 接單片機引腳分別是 ~ 三個引腳。 根據(jù)該模塊使得閾值設置分為三個模塊，分別是濕度設置模式、溫度設置模式和關閾值顯示模式。 K1 為模式選擇鍵，按一次為濕度設置模式，按兩次是溫度設置模式，按三次是關閾值顯示模式。 K2 和 K3 只有在濕度和溫度設置模式下才有效，分別為閾值增加和閾值減小。 閾值設置模塊是后來加進來的部分，設置非常人性化，一般人都可以操 作，而不用每次設置閾值都到程序里邊去設置 報警模塊 （一） 蜂鳴器的介紹 1. 蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 2. 蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 3. 蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母 “H” 或 “HA”（舊標準 用 “FM” 、 “LB” 、 “JD” 等）表示。 （二） 蜂鳴器的結構原理 1．壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、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。 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 27 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（ ～ 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。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2．電磁式蜂鳴器 電磁 式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 （三） 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器 現(xiàn)在市場上出售的一種小型蜂鳴器因其體積小 (直徑只有 llmm)、重量輕、價格低、結構牢靠，而廣泛地應用在各種需要發(fā)聲的電器設備、電子制作和單片機等電路中 ；分為 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器 。 從外觀上看，兩種蜂鳴器好像一樣，但仔細看，兩者的高度略有區(qū)別，有源蜂鳴器，高度為 9mm，而無源蜂鳴器的高度為 8mm。如將兩種蜂鳴器的引腳郡朝上放置時，可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器，沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。 迸一步判斷有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，還可以用萬用表電阻檔 Rxl檔測試 :用黑表筆接蜂鳴器 +引腳，紅表筆在另一引腳上來回碰觸，大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 28 如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有 8Ω( 或 16Ω) 的是無源蜂鳴器 。如果能發(fā)出持續(xù)聲音的，且電阻在幾百歐以上的，是有源蜂鳴器。 有源蜂鳴器直接接上額定電源 (新的蜂鳴器在標簽上都有注明 )就可連續(xù)發(fā)聲 。而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。 圖 211 蜂鳴器原理圖 系統(tǒng)在設計時候采用的是有源蜂鳴器，只要給蜂鳴器一定的電流值，蜂鳴器就可以按照一定的頻率發(fā)聲，但是單片機引腳的驅動電流比較小，不足以驅動蜂鳴器工作，因此采用了一個 NPN 的三極管 C9013 來驅動。 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 29 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 在對我們所要設計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構成總的程序。 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 30 開 始初 始 化延 時溫 濕 度 檢 測 并傳 送 數(shù) 據(jù) 回 單 片機1 6 0 2 顯 示 數(shù) 據(jù)報 警 裝 置 啟 動（ 即 蜂 鳴 器 發(fā)聲 ）復 位Y定 時 5 s 檢 測 一 次（ 定 時 期 間 單 片機 讀 預 制 按 鍵 ）判 斷 溫 度 和 濕 度是 否 超 出 閾 值N 圖 31 主程序流程圖 1602 液晶顯示模塊程序設計 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，在執(zhí)行每條指令之前要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，則此指令失效，要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，告訴模塊在哪里現(xiàn)實了字符。 1602 液晶顯示模塊可與單片機接口直接連接，無需再加驅動。 軟件流程圖及調試結果如圖 32 所示。 大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 31 開 始液 晶 1 6 0 2 初 始 化延 時依 次 發(fā) 送指 令 和 數(shù) 據(jù)控 制 液 晶顯 示 字 符 圖 32 1602 液晶顯示模塊程序流程圖及液晶調試結果顯示 傳感器模塊程序設計 溫濕度模塊 DH11 數(shù)字溫濕傳感器加濕器溫濕度傳感器隨著科技的不斷發(fā)展，汽車、空調、除濕器、烘干機等種類繁多的電器都已進入人們的日常生活，而這些電器設備很多都離不開對溫度、濕度等環(huán)境因素的要求。因此，溫度、濕度傳感器用途越來越廣泛。新一代的數(shù)字傳感大連交通大學 2021 屆測控技術與儀器畢業(yè)設計（論文） 32 器不再需要外置的 A D 轉換模塊，并具有標準接口，使用方便，得到了越來越多的應用。 DHT11 作為一種新型的單總線溫濕度數(shù)字傳感器，具有更多的優(yōu)點，它使系統(tǒng)設計更加簡單，控制方便，易于實現(xiàn)。 DHT11 傳感器模塊的軟件流程圖及實物調試結果如圖 33 和圖 3