【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)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(shuō)明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào) ,DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后 ,大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 再把總線拉高 80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù) ,每一 bit 數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時(shí)隙開(kāi)始 ,高電平的長(zhǎng)短定了數(shù)據(jù)位是 0 還是 .如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平 ,則 DHT11 沒(méi)有響應(yīng) ,請(qǐng)檢查線路是否連接正常 .當(dāng)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(jìn)入空閑狀態(tài)。 數(shù)字 0 信號(hào)表示方法如下圖 25 所示： 圖 25 數(shù)字 0 信號(hào)電平變化圖 數(shù)字 1 信號(hào)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(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 DHT11 傳感器模塊電路設(shè)計(jì) DHT11 傳感器連接單片機(jī)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。單片機(jī)的 口用來(lái)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(cè)量范圍電路小于 20米， 加一個(gè) 5K的上拉電阻，因此在傳感器的 Pin2口與電源之間連接一個(gè) 5K 電阻。而傳感器的電源端口 Pin1 和 Pin4 分別接單片機(jī)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(shè)計(jì) 1602 液晶顯示屏簡(jiǎn)介 1602 液晶是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。（ 16 列 2 行）。在日常生活中，我們對(duì)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(guò)器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)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(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)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(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jiǎn)單。 （一）引腳說(shuō)明 VSS：電源地。 VCC： 電源正極， － ，通常使用 5V 電壓。 VO： LCD 對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為 0－ 5V。接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，但對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個(gè) 10K 的電位器來(lái)調(diào)整對(duì)比度，或者直接串接一個(gè)電阻到地。 RS： MCU 寫(xiě)入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。 MCU 要寫(xiě)入指令時(shí)，使 RS 為低電平； MCU 要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，使 RS 為高電平。 R/W： 讀寫(xiě)控制端。 R/W 為高電平時(shí)，讀取數(shù)據(jù)； R/W 為低電平時(shí)，寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 E： LCD 模塊使能信號(hào)控制端。寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)， BLA 串接一個(gè)限流電阻接 VDD，BLK 接地，實(shí)測(cè)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(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 1602 字符液晶顯示可分為上下兩部分各 16 位進(jìn)行顯示，處于不同行時(shí)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(guò) D0～ D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設(shè)置： (初始化 ) 0011 1000 [0x38] 設(shè)置 162 顯示， 57 點(diǎn)陣 ， 8 位數(shù)據(jù)接口； 顯示開(kāi)關(guān)及 光標(biāo) 設(shè)置： (初始化 ) 0000 1DCB D 顯示 (1 有效 )、 C 光標(biāo)顯示 (1有效 )、 B 光標(biāo)閃爍 (1有效 ) 大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址 指針 加 1 amp。光標(biāo)加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址 指針 減 1 amp。光標(biāo)減 1)， S=1 且 N=1 (當(dāng)寫(xiě)一個(gè)字符后，整屏顯示左移 ) s=0 當(dāng)寫(xiě)一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) 數(shù)據(jù) 指針 設(shè)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(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù) 指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車(chē)，數(shù)據(jù)指針 =0)。 通常推薦的初始化過(guò)程： 延時(shí) 15ms 寫(xiě)指令 38H 延時(shí) 5ms 寫(xiě)指令 38H 延時(shí) 5ms 寫(xiě)指令 38H 延時(shí) 5ms （以上都不檢測(cè)忙信號(hào)） （以下都要檢測(cè)忙信號(hào)） 寫(xiě)指令 38H 寫(xiě)指令 08H 關(guān)閉顯示 大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 寫(xiě)指令 01H 顯示清屏 寫(xiě)指令 06H 光標(biāo) 移動(dòng)設(shè)置 寫(xiě)指令 0cH 顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 完畢 Proteus 仿真 使用 Proteus 仿真 1602即 LM016L依照數(shù)據(jù)手冊(cè)說(shuō)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(cè)中可能介紹 1602 內(nèi)部 D0～ D7 已有上拉，可以使用P0 口直接驅(qū)動(dòng)。在 Proteus 里 LM016L 內(nèi)部可能沒(méi)有 ,應(yīng)該人為 加上拉電阻。建議不要使用排阻，使用普通電阻一個(gè)一個(gè)拉應(yīng)該可以解決問(wèn)題； 可能碰到不能檢測(cè)忙信號(hào)的問(wèn)題，嘗試使用延時(shí)把忙信號(hào)拖過(guò)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(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)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(qū)動(dòng)、易于 實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(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(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。 其中 Vo 腳，即第三引腳加了一個(gè) 10K 的滑動(dòng)變阻器，該變阻器的目的是調(diào)節(jié)液晶的顯示對(duì)比度，通過(guò)調(diào)節(jié)滑阻改變 Vo 的電壓值，從而使液大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shè)置模塊 圖 2— 10 閾值設(shè)置模塊原理圖 從上圖可以看到。從上到下依次設(shè)為 K K2 和 K3 三個(gè)按鍵，其連大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 接單片機(jī)引腳分別是 ~ 三個(gè)引腳。 根據(jù)該模塊使得閾值設(shè)置分為三個(gè)模塊，分別是濕度設(shè)置模式、溫度設(shè)置模式和關(guān)閾值顯示模式。 K1 為模式選擇鍵，按一次為濕度設(shè)置模式，按兩次是溫度設(shè)置模式，按三次是關(guān)閾值顯示模式。 K2 和 K3 只有在濕度和溫度設(shè)置模式下才有效，分別為閾值增加和閾值減小。 閾值設(shè)置模塊是后來(lái)加進(jìn)來(lái)的部分，設(shè)置非常人性化，一般人都可以操 作，而不用每次設(shè)置閾值都到程序里邊去設(shè)置 報(bào)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(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)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(hào) 蜂鳴器在電路中用字母 “H” 或 “HA”（舊標(biāo)準(zhǔn) 用 “FM” 、 “LB” 、 “JD” 等）表示。 （二） 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)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(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(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(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)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(dòng)膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 （三） 有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器 現(xiàn)在市場(chǎng)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(jià)格低、結(jié)構(gòu)牢靠，而廣泛地應(yīng)用在各種需要發(fā)聲的電器設(shè)備、電子制作和單片機(jī)等電路中 ；分為 有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器 。 從外觀上看，兩種蜂鳴器好像一樣，但仔細(xì)看，兩者的高度略有區(qū)別，有源蜂鳴器，高度為 9mm，而無(wú)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(shí)，可以看出有綠色電路板的一種是無(wú)源蜂鳴器，沒(méi)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(wú)源蜂鳴器，還可以用萬(wàn)用表電阻檔 Rxl檔測(cè)試 :用黑表筆接蜂鳴器 +引腳，紅表筆在另一引腳上來(lái)回碰觸，大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有 8Ω( 或 16Ω) 的是無(wú)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(biāo)簽上都有注明 )就可連續(xù)發(fā)聲 。而無(wú)源蜂鳴器則和電磁揚(yáng)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(shè)計(jì)時(shí)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(jī)引腳的驅(qū)動(dòng)電流比較小，不足以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，因此采用了一個(gè) NPN 的三極管 C9013 來(lái)驅(qū)動(dòng)。 大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在對(duì)我們所要設(shè)計(jì)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(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)劃分模塊，逐個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其功能，最終把各個(gè)子模塊合理的連接起來(lái)，構(gòu)成總的程序。 大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 開(kāi) 始初 始 化延 時(shí)溫 濕 度 檢 測(cè) 并傳 送 數(shù) 據(jù) 回 單 片機(jī)1 6 0 2 顯 示 數(shù) 據(jù)報(bào) 警 裝 置 啟 動(dòng)（ 即 蜂 鳴 器 發(fā)聲 ）復(fù) 位Y定 時(shí) 5 s 檢 測(cè) 一 次（ 定 時(shí) 期 間 單 片機(jī) 讀 預(yù) 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(shè)計(jì) 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，在執(zhí)行每條指令之前要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，則此指令失效，要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，告訴模塊在哪里現(xiàn)實(shí)了字符。 1602 液晶顯示模塊可與單片機(jī)接口直接連接，無(wú)需再加驅(qū)動(dòng)。 軟件流程圖及調(diào)試結(jié)果如圖 32 所示。 大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 開(kāi) 始液 晶 1 6 0 2 初 始 化延 時(shí)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(diào)試結(jié)果顯示 傳感器模塊程序設(shè)計(jì) 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(chē)、空調(diào)、除濕器、烘干機(jī)等種類繁多的電器都已進(jìn)入人們的日常生活，而這些電器設(shè)備很多都離不開(kāi)對(duì)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(lái)越廣泛。新一代的數(shù)字傳感大連交通大學(xué) 2021 屆測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 器不再需要外置的 A D 轉(zhuǎn)換模塊，并具有標(biāo)準(zhǔn)接口，使用方便，得到了越來(lái)越多的應(yīng)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(diǎn)，它使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，控制方便，易于實(shí)現(xiàn)。 DHT11 傳感器模塊的軟件流程圖及實(shí)物調(diào)試結(jié)果如圖 33 和圖 3