【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 605，此傳感器在片內(nèi)可完成信號(hào)的調(diào)整，且精度高，線性好。但價(jià)格較高。 ⑵ 在一塊電路板緊密鍍兩塊錫分別作為 濕度檢測(cè)電路的兩極 ， 如圖 9所示， 錫成條狀相互嵌套但不連通 。 若嬰兒尿床， 濕度檢測(cè)電路兩極電阻由無(wú)窮大降低為幾十歐姆，可利用此性質(zhì)，通過電阻分壓使得電平變化完成尿床檢測(cè)功能。 圖 9 濕度檢測(cè)電路 因?yàn)楸疚牡臐穸葯z測(cè)電路僅要求模塊在嬰兒尿床時(shí)能夠感應(yīng)到即可，并不要求有很高的精度，也不要求辨別濕度的具體數(shù)值，方案二完全可以滿足本設(shè)計(jì)的要求。而且，原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于 集成濕度傳感器 IH3605 成本更低。 嬰兒體溫檢測(cè)電路 嬰兒體溫的測(cè)量采用溫度傳感器 DS18B20，采集到的溫度傳給單片機(jī)并在液晶屏上顯示出來(lái)，以方便父母了解嬰兒體溫。當(dāng)傳感器采集到的溫度超出設(shè)定范圍（即嬰兒發(fā)燒）時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進(jìn)型單總線數(shù)字式溫度傳感器 ,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、無(wú)須外接電路的優(yōu)點(diǎn)。在使用過程中 ,信息經(jīng)過單線接口輸入輸出，因此從處理器到 DS18B20僅需一根 I/O數(shù)據(jù)線。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不 需要外部電源 ,并可由用戶設(shè)置溫度報(bào)警界限。它被廣泛應(yīng)用于精密儀器間、存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)等需要測(cè)量和控制溫度的地方。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖 10。它主要由 4 部分組成 : 64位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度 報(bào)警 觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 圖 10 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 的引腳介紹如下： TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 11，其引腳功能描述見表 1。 3 2 1 圖 11 DS18B20 的引腳排列 其中 ,DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； GND 為電源地； Vdd 為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時(shí)接地 )。 表 1 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 Vdd 可選擇的 VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 DS18B20 溫度傳感器 的特點(diǎn)如下： ① 獨(dú)特 的單線接口方式。 DS18B20 與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通信。 ② 在使用中不需要任何外圍元件。 ③ 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 +～ +。 ④ 測(cè)溫范圍為 55～ +125℃ 。固有測(cè)溫分辨率為 ℃ 。 ⑤ 通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。最高測(cè)溫精讀可達(dá) ℃ 。最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 200ms。 ⑥ 用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。 ⑦ 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能。多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的 3 線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 ⑧ 負(fù)壓 特性。電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 人機(jī)交互模塊 人機(jī)交互模塊的任務(wù)是：通過按鍵預(yù)置搖籃搖晃的定時(shí)時(shí)間， LCD 顯示器顯示嬰兒體溫狀態(tài)和定時(shí)時(shí)間、尿床報(bào)警等。在此本文選用 LCD1602液晶顯示屏和定時(shí)設(shè)置按鍵組成。 LCD 顯示電路 液晶顯示模塊因其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，在通訊、儀器儀表、電子設(shè)備、家用電器等低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。字符型液晶是一種用 5*7點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分 為 1行 16個(gè)字、 2行 16個(gè)字、 2行 20個(gè)字等，最常用的為 2行 16個(gè)字， LCD1602即是一款應(yīng)用廣泛的 2行 16個(gè)字的字符型液晶顯示模塊。 表 2 1602 引腳定義 引腳號(hào) 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源 （ +5V） 3 Vc 對(duì)比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD寫入指令或數(shù)據(jù) 1=從 LCD讀取信息 6 E 1,1→ 0 輸 入 使能信號(hào)， 1時(shí)讀取信息， 1→0 （下降沿）執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0（最低位） 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line1 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line2 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line3 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line4 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line5 13 DB6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line6 14 DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line7（最高 位） 15 BL0 +Vcc LCD 背光電源正極 16 BL1 接地 LCD 背光電源負(fù)極 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，上表 2為其引腳定義。 1602 與單片機(jī)的連接如圖 12所示： 圖 12 1602 與單片機(jī)連接電路 1602 液晶模塊內(nèi)帶標(biāo)準(zhǔn)字符庫(kù)，內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了192 個(gè) 5*7 點(diǎn)陣字符， 32 個(gè) 5*10 點(diǎn)陣字符。另外還有字符生成 RAM（ CGRAM） 512 字節(jié)，供用戶自定義字符。如圖 13 所示，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)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H） ，顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“ A” 。 下面是 1602 液晶模塊的一些主要技術(shù)參數(shù)： ⑴ 邏輯工作電壓 （ VDD）： +～ +； ⑵ LCD 驅(qū)動(dòng)電壓 （ VDDVL）： +～ +； ⑶ 工作溫度 （ Ta）： 0～ 60℃ （常溫） /20～ 75℃ （寬溫） ； ⑷ 工作電流： ； ⑸ 屏幕視域尺寸： *。 搖 籃 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 以 后 ， LCD 的 第 一 行 顯 示 的 是 默 認(rèn) 定 時(shí) 擺 動(dòng) 時(shí) 間“ 10:00”，第二行顯示的是當(dāng)前嬰兒的體溫，例如嬰兒當(dāng)前的體溫是176。 C,那么 LCD的第二行就會(huì)顯示“ 176。 C”。在定時(shí)設(shè)置工作狀態(tài)下，第一行顯示的是所設(shè)定的擺動(dòng)時(shí)間；當(dāng)嬰兒尿床時(shí)，在報(bào)警的同時(shí)，液晶屏第二行溫度顯示后面會(huì)顯示“ WET”字樣，以表明嬰兒尿床的狀態(tài)。 圖 13 CGROM 中字符碼與字符字模關(guān)系對(duì)照表 定時(shí)設(shè)置電路 鍵盤輸入控制電路主要是用于設(shè)置定時(shí)時(shí)間 ,即定時(shí)設(shè)置電路，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該系統(tǒng)的鍵盤設(shè)計(jì)是采用掃描方式實(shí)現(xiàn)的矩陣鍵盤。鍵盤的列線通過上拉電阻將管腳拉高 ,這樣在沒有按鍵 按下的情況下 ,管腳電平為高電平 ,如果有按鍵按下 ,則相應(yīng)的列線管腳為低電平 ,從而觸發(fā)中斷進(jìn)入中斷服務(wù)程序 ,進(jìn)而獲得輸入的數(shù)據(jù)。 鍵盤共有四個(gè)按鍵 ,按鍵 S1 用來(lái)確定定時(shí)操作，用于確定定時(shí)操作的開始和結(jié)束；按鍵 S2 和 S3 分別 用來(lái)對(duì)定時(shí)時(shí)間進(jìn)行加 1 和減 1 操作；按鍵 S4用來(lái)取消定時(shí)，此時(shí)搖籃啟動(dòng)后將一直擺動(dòng)。定時(shí)設(shè)置電路如圖 14 所示： 圖 14 定時(shí)設(shè)置電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖 15所示，由于 AT89S52單片機(jī)管腳最大直流輸出電流為 15mA，不足以驅(qū)動(dòng)電機(jī)，為了獲得較大的驅(qū)動(dòng)電流，在單片機(jī)引腳和 電機(jī)驅(qū)動(dòng)引腳之間接入一個(gè)三極管，串聯(lián)一個(gè)電阻，三極管基極接單片機(jī)，集電極接地，發(fā)射極驅(qū)動(dòng)電機(jī)，構(gòu)成共集電極放大電路，來(lái)放大單片機(jī)輸出的電流。本文采用的三極管 8550 是一種低電壓 ， 大電流 ， 小信號(hào)的 PNP 型硅三極管 ，放大系數(shù)約為 150，放大后的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)到 2A 左右。在電機(jī)的正負(fù)引腳間反串一個(gè)二極管，用來(lái)保護(hù)三極管。 圖 15 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 報(bào)警電路 報(bào)警電路由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器組成，與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路類似，如圖 16 所示，同樣采用三極管 8550構(gòu)成電流放大電路，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)單片機(jī)的 P2^7引腳輸出電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫發(fā)出報(bào)警信號(hào)。另外，蜂鳴器不僅用于報(bào)警，還用來(lái)在搖籃擺動(dòng)時(shí)播放催眠曲。這個(gè)功能通過軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，在音樂播放標(biāo)志位 musicflag=1時(shí)，調(diào)用樂曲程序，就可以利用蜂鳴器播放音樂，達(dá)到輔助催眠的作用。 圖 16 報(bào)警電路 主控單片機(jī) 系統(tǒng)的主控部分采用單片機(jī) AT89S52。 89S52 單片機(jī)內(nèi)部資源豐富，足可以完成所需功能。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器，典型的結(jié)構(gòu)如圖 17 所示。使 用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù) 位為止。 圖 17 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙 工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40個(gè)引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口，看 門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。圖 18 為 AT89S52 單片機(jī)的引腳圖。 圖 18 AT89S52 引腳圖 按照功能， AT89S52 的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能 I/O 口、控制和復(fù)位等。 AT89S52 共有四個(gè) 8 位的并行 I/O 口： P0、 P P P3 端口，共 32 根I/O 線。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。 與 可以配置成定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入端（ ）與定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入端（ ），如表 2 所示。 表 3 P1 口管腳 復(fù)用功能 端口引腳 復(fù)用功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)算器 2 的外部輸入端） T2EX（定時(shí)器 /計(jì)算器 2 的外部觸發(fā)端和雙向控制）