【文章內(nèi)容簡介】 可利用一個100nF 的電容，用以去耦濾波。 DATA 用于中央處理器與 DHT11之間的信息傳送和通訊,一次通訊周期4ms左右,數(shù)據(jù)由小數(shù)部分和整數(shù)部分兩部分組成,:一次完整的數(shù)據(jù)總長度為40字節(jié),高位數(shù)據(jù)先出。數(shù)據(jù)格式:8字節(jié)濕度整數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)濕度小數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)溫度整數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)溫度小數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)的校正檢驗和。正確的數(shù)據(jù)它的校驗和數(shù)據(jù)等于“8字節(jié)濕度整數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)濕度小數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)溫度整數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)+8字節(jié)溫度小數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)”的結(jié)果的最后8位。用戶單片機(jī)發(fā)出一次啟動指令后,DHT11將從低耗能狀態(tài)變換成高速狀態(tài),當(dāng)單片機(jī)的啟動指令結(jié)束后,DHT11發(fā)送出響應(yīng)信號,送出40字節(jié)的數(shù)據(jù),DHT11只有在接收到啟動信號時才會進(jìn)行一次溫濕度的采集工作,如果沒有接收到信號,。 MQ2煙霧傳感器MQ2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的SnO2。當(dāng)放置傳感器環(huán)境的空氣中含有可燃?xì)怏w時，傳感器的導(dǎo)電率將會跟隨空氣中所含有的可燃?xì)怏w濃度的變化而變化。這種氣體傳感器可以測出多種危險氣體，是一中符合不同場所應(yīng)用的成本低效果理想的傳感器。 煙霧傳感器測試電路圖該傳感器的電壓有加熱電壓（VH）和工作電壓（VC）兩部分組成。其中 VH用于對傳感器進(jìn)行加熱使其能夠正常的工作。而VC是作用于檢測與其串聯(lián)的外部電阻（RL）上的電壓（VRL）。這種傳感器具有一定的極性， VC只能使用直流電源供電。為了使傳感器能的各項性能更好，需要選擇恰當(dāng)?shù)腞L值。 ADC0832ADC0832 是一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它具有較小的體積， 兼容性強(qiáng)，成本低性能好而受到普遍的歡迎。學(xué)習(xí)并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片A/D的轉(zhuǎn)換時間僅為 32μS，通過雙輸出數(shù)據(jù)檢驗，以減少轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)誤差。它的使能輸入端是獨(dú)立的，使多個器件的連接和中央處理器的控制更加便捷。通常情況下 ADC0832 有4根數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的接口相連接。當(dāng)ADC0832 處于空閑時其 CS 輸入端應(yīng)該是高電平狀態(tài)，在這種情況下芯片被禁止使用，其它腳的電平可以任意。在將要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時，須先將 CS 使能端的電平變?yōu)榈投乙恢本S持這種低電平狀態(tài)等到轉(zhuǎn)換完全才可改變。這種狀態(tài)下芯片開始了模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，與此同時由中央處理器向轉(zhuǎn)換芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功 能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號。在第 3 個脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。 LCD1602液晶顯示1602液晶顯示，它是一種專門用來顯示簡單數(shù)據(jù)的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 1602管腳圖1602的管腳功能如下：第1腳：VSS為接地端。第2腳：VCC為+5V電源端。第3腳：V0用來調(diào)節(jié)對比度，為了更好的顯示字符可以連接一個10K的滑動變阻器來進(jìn)行對比度的調(diào)節(jié)。第4腳：RS=1是使用數(shù)據(jù)寄存器，RS=0時就選擇指令寄存器第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能端,高電平（1）時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：或空腳背景電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。4 軟件設(shè)計 主程序流程圖本系統(tǒng)的單片機(jī)使用了ATMEL公司的低功耗單片機(jī)STC89C52。主程序中僅完成了系統(tǒng)的初始化和開始的顯示部分，然后就進(jìn)入待機(jī)模式。當(dāng)產(chǎn)生中斷時，單片機(jī)被喚醒并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，從中斷子程序返回后，系統(tǒng)又進(jìn)入到待機(jī)模式。整個程序的設(shè)計使系統(tǒng)在絕大多數(shù)時間都處于最低功耗狀態(tài)。整個系統(tǒng)軟件需要對溫度傳感器DHT1MQ2煙霧傳感器、窗戶控制系統(tǒng)進(jìn)行管理。溫度傳感器DHT11為數(shù)字式溫度傳感器，直接與單片機(jī)的串口連接來讀取溫度，MQ2煙霧傳感器需要通過ADC0832轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)連接。以上所有模塊均在主程序中完成初始化過程。大于設(shè)定值開始結(jié)束NY系統(tǒng)初始化中斷初始化傳感器數(shù)據(jù)讀取處理 主程序流程圖 各部分子程序 濕度檢測DHT11子程序是結(jié)合它的用戶使用資料編寫，主要完成的是初始化DHT11，從DHT11中讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，向DHT11中寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，配置DHT11包括警報濕度上限和下限、濕度轉(zhuǎn)換的精度，讀出Scrachpad存儲器中的九個字節(jié)的數(shù)據(jù)，讀出Rom中的64位Code值，對讀出的Scrachpad數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，然后根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)得到測量出的十進(jìn)制溫度值。ROM指令讀取溫濕度Y儲存溫度NCRC校驗開始結(jié)束DHT11數(shù)據(jù)的CRC校驗。為了解決單總線串行傳輸數(shù)據(jù)可能引起的錯誤，DHT11內(nèi)部具有產(chǎn)生CRC校驗碼電路，這樣編程時可以通過對讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗碼，并用這個校驗碼和獲得的數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)比較，若兩者相同則證明數(shù)據(jù)傳送沒有錯誤，從而驗證通信過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，使采集溫度信號的可靠性得到保證。 CRC檢驗的求法。M為一個k位長的信息幀。P為n+1位預(yù)先確定的用來生成校驗碼的二進(jìn)制序列其最高位和最低位必須為1，DS18B20中使用的序列為：P ＝ 1 0011 0001。F為ｎ位FCS，即校驗碼序列。T為k＋ｎ位被傳輸?shù)膸?。因為F是接在M信息幀之后的，因此T=M 2 n (2 n 為2的n次方)中，M 2 ｎ 相當(dāng)于M左移ｎ位，后面添ｎ個零。設(shè)M 2 ｎ 除以P的商和余數(shù)分別是Q和R，則有M 2 ｎ =P Q+R即M 2 ｎ /P=Q+R/P若設(shè)T=M 2 ｎ +R，則T定能被整除。因為按模2的加減運(yùn)算相當(dāng)于異或運(yùn)算，故有T/P=(M 2 ｎ +R)/P=(M 2 ｎ )/P+R/P =Q+R/P+R/P=Q這樣一來，校驗碼序列F就是M 2 ｎ 除以P的余數(shù)R。通過計算可以得到 256個用于CRC檢驗的數(shù)據(jù)[4]。 LCD1602顯示LCD顯示程序最主要的部分就在發(fā)送命令和發(fā)送數(shù)據(jù)這兩個基礎(chǔ)程序。通過LCD的數(shù)據(jù)手冊。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=狀態(tài)字，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=狀數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無 LCD12864基本操作狀態(tài)表1. 讀操作時序根據(jù)LCD12864控制器的數(shù)據(jù)手冊，可以通過流程圖來得知LCD讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)的時序及流程。 LCD12864讀操作時序2. 寫操作時序如圖 LCD12864寫操作時序LCD寫操作包括寫數(shù)據(jù)和寫命令兩個部分構(gòu)成，當(dāng)RS=0時，為寫命令，當(dāng)RS=1時為寫數(shù)據(jù)。5系統(tǒng)組裝及調(diào)試將之前各個模塊的原理圖組合最終形成整體的原理圖，根據(jù)整體原理圖進(jìn)行實際電路的連接與調(diào)試。1. 形成整體的原理圖，并對其進(jìn)行完善。2. 對萬能板進(jìn)行檢查，是否存在問題。3. 清點所需要的器件及工具，是否完全。4. 將各器件進(jìn)行焊接，形成實際電路板。5. 對電路板進(jìn)行調(diào)試，解決存在的問題。 整體原理圖見附錄1 元器件清單器件名稱數(shù)量萬能板1單片機(jī)1LCD16021ULN20031步進(jìn)電機(jī)1ADC08321MQ2煙霧傳感器1發(fā)光二極管1電源112M晶振11K電阻210K變阻器2電容3按鍵5導(dǎo)線若干，是否有良好的接地。，若存在氧化層可用小刀刮去焊接部位表面的氧化層，使其露出金屬光澤。電路板可用細(xì)紗紙將銅箔打光后，涂上一層松香酒精溶液。，進(jìn)行以上處理后對器件和引線鍍錫?？蓪⒁€蘸一下松香后，將帶錫的電烙鐵頭壓在引線上，并轉(zhuǎn)動引線，即可使引線均勻地鍍上一層很薄的錫層。導(dǎo)線焊接前，應(yīng)將絕緣外皮剝?nèi)?，再?jīng)過上面兩項處理。如果導(dǎo)線內(nèi)不是是多股金屬絲，經(jīng)過處理后應(yīng)先擰在一起，然后再鍍錫。 焊接。通常握持電烙鐵的方法有握筆法和握拳法兩種。（1）、握筆法。適用于輕巧型的烙鐵如30W的內(nèi)熱式。它的烙鐵頭是直的，頭端銼成一個斜面或圓錐狀的，適宜焊接面積較小的焊盤，本設(shè)計制作所采用的方法。（2）、握拳法。適用于功率較大的烙鐵，在本設(shè)計的制作過程中采用的是小功率的烙鐵因此不采用這種方法。 （1）、直通剪頭。引線直接穿過通孔，焊接時使適當(dāng)?shù)腻a熔化在焊盤上方讓其均勻地分布在沾錫的引線四周，形成一個圓錐體模樣，等到它冷卻凝固后，將過長的引線剪去。（2）、直接埋頭。將引線通過焊孔并路出一定的長度，用熔化的焊錫把引線頭固定在焊點里面。這種焊點像半球形，需要注意的是焊點是否存在虛焊。結(jié)束語 通過此次畢業(yè)設(shè)計讓我知道了只有能夠?qū)⒗碚撆c實際結(jié)合在一起那才是真正學(xué)到的。這次的畢業(yè)設(shè)計通過各種途徑搜集相關(guān)資料、查找各種器件、進(jìn)行組裝與調(diào)試和撰寫論文對我來說是一次非常難得的經(jīng)歷和很好的鍛煉機(jī)會，可以說此次設(shè)計已經(jīng)囊括了大學(xué)期間大部分的知識，從選題到定稿，從理論到實踐需要將所學(xué)的專業(yè)知識都結(jié)合起來才能完成。這不僅是我更加深入的了解了之前所學(xué)的知識，而且還學(xué)到了很多之前未接觸的知識。對于我來說這不僅僅是一次畢業(yè)設(shè)計，更重要的是在過程中提高了我各方面的能力,讓我在以后的工作中能夠有更好的表現(xiàn)?；仡櫰鸫舜萎厴I(yè)設(shè)計，至今我仍感慨萬分，可以說得是苦多于甜。在整個過程中遇到很多問題，發(fā)現(xiàn)了自己許多的不足之處，如在焊接器件時不夠仔細(xì)出現(xiàn)了器件正負(fù)極錯誤，出現(xiàn)虛焊或粘連的情況。通過此次設(shè)計更好的了解了單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計方法，知道了各種器件的功能及使用注意事項。掌握了 Professional軟件，學(xué)會了濕度傳感器和煙霧傳感器的使用方法，掌握了電機(jī)驅(qū)動的方法。參考文獻(xiàn) [1] 王煜東. 《傳感器應(yīng)用電路400例》［M］. 北京：中國電力出版社，2008.[2] 王化祥，張淑英. 《傳感器原理及應(yīng)用》第三版. 天津：天津大學(xué)出版社，. [3] 曾光宇.