【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后 ， DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào) ， 送出 40bit的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號(hào)采集 ， 用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) 。 從模式下 ， DHT11接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集 ， 如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào) ， DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集 ， 采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 （ 1） .通訊過(guò)程如圖 28所示 圖 28 通訊過(guò)程 13 操作時(shí)序如圖 29， 總線空閑狀態(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)。DHT11接收到主機(jī)的開(kāi)始信號(hào)后 ， 等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào) 結(jié)束 ， 然后發(fā)送 80us低電平響應(yīng)信號(hào) 。 主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后 ， 延時(shí)等待 2040us后 ， 讀取 DHT11的響應(yīng)信號(hào) ， 主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(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 29 操作時(shí)序 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 ， 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 1。 格式見(jiàn)下面圖示 ， 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)表示方法如圖 210所示 圖 210 數(shù)字 0信號(hào)表示方法 14 數(shù)字 1信號(hào)表示方法如圖 211所示 圖 211 數(shù)字 1信號(hào)表示方法 測(cè)量分辨率 測(cè)量分辨率分別為 8bit（溫度）、 8bit（濕度）。 電氣特性 如表 23 表 23 電氣特性 參數(shù) 條件 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測(cè)量 mA 平均 1 mA 待機(jī) 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 注 :采樣周期間隔不得低于 1秒鐘。 應(yīng)用信息 超出建議的工作范圍可能導(dǎo)致高達(dá) 3%RH的臨時(shí)性漂移信號(hào)。返回正常工作條后，傳感器會(huì)緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)。要加速恢復(fù)進(jìn)程 /可參閱 節(jié)的 “ 恢復(fù)處理 ” 。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。 電阻式濕度傳感器的感應(yīng)層會(huì)受到化學(xué)蒸汽的干擾，化學(xué)物質(zhì)在感應(yīng)層中的擴(kuò)散可能導(dǎo)致測(cè)量值漂移和靈敏度下降。在一個(gè)純凈的環(huán)境中，污染物 15 質(zhì)會(huì)緩慢地釋放出去。下文所述的恢復(fù)處理將加速實(shí)現(xiàn)這一 過(guò)程。高濃度的化學(xué)污染會(huì)導(dǎo)致傳感器感應(yīng)層的徹底損壞。 置于極限工作條件下或化學(xué)蒸汽中的傳感器，通過(guò)如下處理程序，可使其恢復(fù)到校準(zhǔn)時(shí)的狀態(tài)。在 5060℃ 和 10%RH的濕度條件下保持 2小時(shí)（烘干）；隨后在 2030℃ 和 70%RH的濕度條件下保持 5小時(shí)以上。 氣體的相對(duì)濕度，在很大程度上依賴于溫度。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。如果與釋放熱量的電子元件共用一個(gè)印刷線路板，在安裝時(shí)應(yīng)盡可能將 DHT11遠(yuǎn)離電子元件，并安裝在熱源下方，同時(shí)保持外殼的良 好通風(fēng)。為降低熱傳導(dǎo)， DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。 長(zhǎng)時(shí)間暴露在太陽(yáng)光下或強(qiáng)烈的紫外線輻射中，會(huì)使性能降低。 DATA信號(hào)線材質(zhì)量會(huì)影響通訊距離和通訊質(zhì)量 ,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。 封裝信息 如圖 212， 圖 212 DHT11封裝圖 DHT11引腳說(shuō)明 見(jiàn)表 24。 16 表 24 引腳說(shuō)明 Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 3－ 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 3 NC 空腳，請(qǐng)懸空 4 GND 接地，電源負(fù)極 本設(shè)計(jì)采用的為 DHT11模塊，原理圖為 圖 213： 圖 213 DHT11模塊接線圖 167。 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 氣體傳感器出來(lái)的信號(hào)是模擬信號(hào)，而微處理器 STC90C51 只能處理數(shù)字信號(hào)，故需要對(duì)模擬信號(hào)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為處理器能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，由于測(cè)試電路出來(lái)的模擬電壓變化范圍在 0~5V，故選擇性價(jià)比比較合適的 ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其管腳定義如圖 214 所示。 圖 214 ADC0809管腳示意圖 17 ADC0809 各腳功能如 表 25： 表 25 ADC0809 各腳功 能 引腳 功能介紹 D7D0 IN0IN7 8 位數(shù)字量輸出引腳 8 位模擬量輸入引腳 VCC +5V 工作電壓 REF（ +） 參考電壓正端 REF（ ） 參考電壓負(fù)端 START A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端 ALE 地址鎖存允許信號(hào)輸入端 EOC 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平 OE 輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 CLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為 500KHz）。 A、 B、 C 地址輸入線 ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 ADC0809 的時(shí)序接口為 51系列單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)總線接口，操作方便，如同對(duì)存儲(chǔ)器或 I/O 操作一樣， A/D轉(zhuǎn)換精度為 8 比特，滿足本課題要求。輸入的模擬電壓為 0~5V，一次 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μS。 ADC0809 與單片機(jī) 及 VOC 傳感器 的接線方式如圖 215： 圖 215 ADC0809接線原理圖 18 167。 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì) 為了使本系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的監(jiān)測(cè)更為直觀，采用了如圖 216 由 2 個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)蜂鳴器構(gòu)成的聲光報(bào)警電路。其中 VOC 氣體含量超標(biāo)時(shí)雙燈閃爍蜂鳴器報(bào)警，溫度超標(biāo)時(shí) D1 燈亮蜂鳴器報(bào)警，濕度超標(biāo)時(shí) D2 燈亮蜂鳴器報(bào)警。 圖 216 聲光報(bào)警電路 167。 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 本課題所要顯示的數(shù)據(jù)一共有 6 個(gè)，分別是有毒氣體的濃度和室內(nèi)的溫度、濕度的范圍和測(cè)量值，故選用 2 行 16 個(gè)字符的 LCD1602 作為顯示模塊，滿足顯示要求。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。 字符型液晶顯示模塊 是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 217： 19 圖 217 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖 167。 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖 218 所示： 圖 218 1602LCD尺寸圖 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量： 16x2 個(gè)字符芯片 工作電壓： — 工作電流： （ 5V） 模塊兒最佳工作電壓： 字符尺寸： (WH)mm 引腳功能說(shuō)明： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無(wú)背光）或 16 腳（有背光）接口，各引腳說(shuō)明如表 26 所示： 20 表 26 1602 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 +5V 正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比 度。 第 4 腳： PS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平R/W 為高電 平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，夜景模塊執(zhí)行命令。 第 7~14 腳： D0~D7 為八位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 167。 的指令說(shuō)明及時(shí)序 1602 液晶模塊內(nèi) 部的控制器共有 11 條控制指令，如表 27 所示： 21 表 27 控制命令表 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開(kāi) /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明： 1 為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 指令 3：光標(biāo)和顯示 模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 22 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低 電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 與 HD44780 相兼容的芯片時(shí)序 如表 28： 表 28 基本操作時(shí)序表 讀狀態(tài) 輸入 RS=L,R/W=H,E=H 輸出 D0—D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L,R/W=L,D0—D7=指令碼 ,E=高脈沖 輸出 無(wú) 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H,R/W=H,E=H 輸出 D0—D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H,R/W=L,D0—D7=數(shù)據(jù) ,E=高脈沖 輸出 無(wú) 讀寫操作時(shí)序如圖 219 和 220 所示： 圖 219 讀操作時(shí)序 23 圖 220 寫操作時(shí)序 167。 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 221 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 圖 221 1602LCD內(nèi)部顯示地址 第二行第一個(gè)字符的地址是 40H，寫入顯示地址時(shí)要求最高位 D7 恒定為高電平 1 所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 ： 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 24 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM）已 經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形 ，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的 大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符