【文章內(nèi)容簡介】 等待主機開始信號結束后 ， DHT11發(fā)送響應信號 ， 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數(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發(fā)送開始信號 ， DHT11不會主動進行溫濕度采集 ， 采集數(shù)據(jù)后轉換到低速模式。 （ 1） .通訊過程如圖 28所示 圖 28 通訊過程 13 操作時序如圖 29， 總線空閑狀態(tài)為高電平 ， 主機把總線拉低等待 DHT11響應 ,主機把總線拉低必須大于 18毫秒 ， 保證 DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后 ， 等待主機開始信號 結束 ， 然后發(fā)送 80us低電平響應信號 。 主機發(fā)送開始信號結束后 ， 延時等待 2040us后 ， 讀取 DHT11的響應信號 ， 主機發(fā)送開始信號后 ， 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 29 操作時序 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 ， 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 1。 格式見下面圖示 ， 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信號表示方法如圖 210所示 圖 210 數(shù)字 0信號表示方法 14 數(shù)字 1信號表示方法如圖 211所示 圖 211 數(shù)字 1信號表示方法 測量分辨率 測量分辨率分別為 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 測量 mA 平均 1 mA 待機 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 注 :采樣周期間隔不得低于 1秒鐘。 應用信息 超出建議的工作范圍可能導致高達 3%RH的臨時性漂移信號。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準狀態(tài)恢復。要加速恢復進程 /可參閱 節(jié)的 “ 恢復處理 ” 。在非正常工作條件下長時間使用會加速產(chǎn)品的老化過程。 電阻式濕度傳感器的感應層會受到化學蒸汽的干擾，化學物質在感應層中的擴散可能導致測量值漂移和靈敏度下降。在一個純凈的環(huán)境中，污染物 15 質會緩慢地釋放出去。下文所述的恢復處理將加速實現(xiàn)這一 過程。高濃度的化學污染會導致傳感器感應層的徹底損壞。 置于極限工作條件下或化學蒸汽中的傳感器，通過如下處理程序，可使其恢復到校準時的狀態(tài)。在 5060℃ 和 10%RH的濕度條件下保持 2小時（烘干）；隨后在 2030℃ 和 70%RH的濕度條件下保持 5小時以上。 氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時，應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印刷線路板，在安裝時應盡可能將 DHT11遠離電子元件，并安裝在熱源下方，同時保持外殼的良 好通風。為降低熱傳導， DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。 長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中，會使性能降低。 DATA信號線材質量會影響通訊距離和通訊質量 ,推薦使用高質量屏蔽線。 封裝信息 如圖 212， 圖 212 DHT11封裝圖 DHT11引腳說明 見表 24。 16 表 24 引腳說明 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，請懸空 4 GND 接地，電源負極 本設計采用的為 DHT11模塊，原理圖為 圖 213： 圖 213 DHT11模塊接線圖 167。 模數(shù)轉換電路設計 氣體傳感器出來的信號是模擬信號，而微處理器 STC90C51 只能處理數(shù)字信號，故需要對模擬信號信號進行轉換，將其轉換為處理器能識別的數(shù)字信號，由于測試電路出來的模擬電壓變化范圍在 0~5V，故選擇性價比比較合適的 ADC0809 進行模數(shù)轉換。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（ ） 參考電壓負端 START A/D 轉換啟動信號輸入端 ALE 地址鎖存允許信號輸入端 EOC 轉換結束信號輸出引腳，開始轉換時為低電平，當轉換結束時為高電平 OE 輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 CLK 時鐘信號輸入端（一般為 500KHz）。 A、 B、 C 地址輸入線 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 ADC0809 的時序接口為 51系列單片機的標準總線接口，操作方便，如同對存儲器或 I/O 操作一樣， A/D轉換精度為 8 比特，滿足本課題要求。輸入的模擬電壓為 0~5V，一次 A/D轉換時間為 100μS。 ADC0809 與單片機 及 VOC 傳感器 的接線方式如圖 215： 圖 215 ADC0809接線原理圖 18 167。 聲光報警電路設計 為了使本系統(tǒng)對室內(nèi)空氣品質的監(jiān)測更為直觀，采用了如圖 216 由 2 個發(fā)光二極管和一個蜂鳴器構成的聲光報警電路。其中 VOC 氣體含量超標時雙燈閃爍蜂鳴器報警，溫度超標時 D1 燈亮蜂鳴器報警，濕度超標時 D2 燈亮蜂鳴器報警。 圖 216 聲光報警電路 167。 液晶顯示電路設計 本課題所要顯示的數(shù)據(jù)一共有 6 個，分別是有毒氣體的濃度和室內(nèi)的溫度、濕度的范圍和測量值，故選用 2 行 16 個字符的 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，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計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、符號等點陣式LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的 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物如圖 217： 19 圖 217 1602字符型液晶顯示器實物圖 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，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 218 所示： 圖 218 1602LCD尺寸圖 1602LCD 主要技術參數(shù)： 顯示容量： 16x2 個字符芯片 工作電壓： — 工作電流： （ 5V） 模塊兒最佳工作電壓： 字符尺寸： (WH)mm 引腳功能說明： 1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（有背光）接口，各引腳說明如表 26 所示： 20 表 26 1602 引腳說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 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 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 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比 度。 第 4 腳： PS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平R/W 為高電 平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，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：背光源負極。 167。 的指令說明及時序 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 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 /關控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 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 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(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、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明： 1 為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標復位到地址 00H 位置。 指令 2：光標復位，光標返回到地址 00H。 指令 3：光標和顯示 模式設置 I/D：光標移動方向，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，低電平則無效。 指令 4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 22 指令 6：功能設置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低 電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設置。 指令 8： DDRAM 地址設置。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時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 相兼容的芯片時序 如表 28： 表 28 基本操作時序表 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 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 讀寫操作時序如圖 219 和 220 所示： 圖 219 讀操作時序 23 圖 220 寫操作時序 167。 的 RAM 地址映射及標準字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時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 第二行第一個字符的地址是 40H，寫入顯示地址時要求最高位 D7 恒定為高電平 1 所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是 ： 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。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)生存儲器（ CGROM）已 經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形 ，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的 大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一