【文章內(nèi)容簡介】 V）20 K VSS 背 光 源 負(fù) 端 溫濕度測量的方法及分析DHT22 是 一 個(gè) 單 總 線 接 口 的 數(shù) 字 溫 濕 度 傳 感 器 。 它 是 四 針 單 排 封 裝 ，一 個(gè) 接 電 源 ， 一 個(gè) 接 地 線 ， DATA 接 口 直 接 和 單 片 機(jī) 的 P2^7 相 連 ,另 外 一個(gè) 是 空 引 腳 ， 不 接 線 。 連 接 線 長 度 短 于 20 米 時(shí) 用 5K 上 拉 電 阻 。 單 片 機(jī) 通過 P2^7 向 DHT22 發(fā) 送 命 令 ， DHT22 接 收 到 命 令 后 做 出 相 應(yīng) 的 應(yīng) 答 。 由 于DHT22 內(nèi) 部 包 含 一 個(gè) 14 位 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 ， 所 以 單 片 機(jī) 接 收 到 就 是 數(shù) 字 信 號 ，只 需 要 做 相 應(yīng) 的 處 理 就 能 得 到 所 需 要 的 數(shù) 據(jù) 。 這 里 減 少 了 很 多 外 部 的 電 路 的連 接 ， 用 起 來 比 較 方 便 。123. 硬件電路的設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)框圖圖 總結(jié)構(gòu)框圖 主控制電路和測溫濕電路本次硬件設(shè)計(jì)的核心就是 AT89C52，其他部位的硬件都是圍繞著它來設(shè)計(jì)的。數(shù)字溫濕度傳感器 DHT22 的 DATA 口與 AT89C52 的 P2^7 口相連。按鍵電路就是 7 個(gè)按鍵分別與 AT89C52 的 P3^2,P3^3,P2^3,P2^4,P2^5,P0^0 和 P0^1 口相連。當(dāng)有按鍵按下時(shí)單片機(jī)接收到有效的信號，S1 鍵和 S2 鍵用來調(diào)整溫度報(bào)警范圍，S1 鍵是增加溫度值，S2 鍵是減少溫度值；S3，S4 和 S5 鍵是用來調(diào)整時(shí)間和日期的，S3 鍵用來移動設(shè)置的光標(biāo)，S4 鍵是增加鍵，S5 鍵是減少鍵；S6 和 S7 鍵是用來保存和查詢溫濕度的，S6 鍵用來查詢溫濕度和退出界面，S7鍵用來保存溫濕度和日期。報(bào)警電路就是蜂鳴器與單片機(jī)的 P2^6 口相連，當(dāng)溫度超過設(shè)置的預(yù)警值時(shí)，蜂鳴器就會發(fā)出警報(bào)。其電路接線圖如圖 所示。鍵盤輸入模塊溫濕度傳感模塊（DS18B20）主控制器時(shí)鐘模塊LCD 顯示模塊蜂鳴器模塊存儲模塊13圖 DHT22 電路接線圖 存儲模塊與時(shí)鐘模塊電路本次設(shè)計(jì)使用的存儲模塊是以 AT24C02 存儲芯片為核心的，該模塊有四個(gè)引腳，其中的 VCC 和 GND 引腳分別接電源和接地，SDA 引腳與單片機(jī)的 P3^6 口連接，SCL 引腳與單片機(jī)的 P3^7 口連接，存儲芯片主要是用來存儲想要保存的溫濕度。時(shí)鐘模塊是以 DS1302 芯片為核心的，該模塊有五個(gè)引腳，其中 VCC 引腳懸空，GND 引腳接地，CLK 引腳與單片機(jī)的 P2^0 口連接，DAT 引腳與單片機(jī)的 P2^1 口連接，RST 引腳與單片機(jī)的 P2^2 口連接，時(shí)鐘芯片主要是用來提供秒分時(shí)日日期月年的信息，并具有掉電存儲的功能。DS1302 的電路接線圖如圖 所示：圖 DS1302 的電路接線圖AT24C02 的電路接線圖如圖 所示：14圖 AT24C02 電路圖 顯示模塊電路 本次設(shè)計(jì)采用的顯示屏是 LCD12864，LCD12864 一共有 20 個(gè)引腳，其中RS 引腳與單片機(jī)的 P0^3 口連接，R/W 引腳與 P0^4 口連接，E 引腳與 P0^5 口連接，PSB 引腳與 P0^6 口連接，D0~D7 分別與 P1^0~P1^7 連接，其他的電源口、接地口和空引腳分別對應(yīng)相應(yīng)的引腳或懸空。LCD 顯示的時(shí)候分為四行，第一行顯示日期，第二行顯示時(shí)間，第三行顯示濕度，第四行顯示溫度和預(yù)警值。12864 的接線電路圖如圖 所示。圖 12864 接線電路圖154. 軟件設(shè)計(jì)及分析 程序流程圖 Y NN Y圖 程序流程圖開始清屏及初始化讀 DS130DHT22外部中斷掃描鍵盤顯示歷史記錄是否按下調(diào)整時(shí)間、溫度上限顯示結(jié)束16 DHT22 工作原理DHT22 為單總線接口，DATA 用于微處理器與 DHT22 之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間 5ms 左右,具體格式在下面說明,當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸為 40bit,高位先出。如下：數(shù)據(jù)格式: 40bit 數(shù)據(jù)=16bit 濕度數(shù)據(jù)+16bit 溫度數(shù)據(jù)+8bit 校驗(yàn)和例子： 接收 40bit 數(shù)據(jù)如下：0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110濕度數(shù)據(jù)溫度數(shù)據(jù)校驗(yàn)和濕度高 8 位+濕度低 8 位+溫度高 8 位+溫度低 8 位=的末 8 位=校驗(yàn)和例如：0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110濕度=％RH 溫度=℃當(dāng)溫度低于 0℃時(shí)溫度數(shù)據(jù)的最高位置 1。例如：℃表示為 1000 0000 0110 0101用戶主機(jī)（MCU）發(fā)送一次開始信號后,DHT22 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號結(jié)束后,DHT22 發(fā)送響應(yīng)信號,送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集。如圖 所示：圖 接收開始信號空閑時(shí)總線為高電平，通訊開始時(shí)主機(jī)(MCU)拉低總線 500us 后釋放總線，延時(shí) 2040us 后主機(jī)開始檢測從機(jī)（DHT22）的響應(yīng)信號。從機(jī)的響應(yīng)信號是一個(gè) 80us 左右的低電平，隨后從機(jī)在拉高總線 80us 左右代表即將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送。如圖 所示：17圖 進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送高電平后就是數(shù)據(jù)位，每 1bit 數(shù)據(jù)都是由一個(gè)低電平時(shí)隙和一個(gè)高電平組成。低電平時(shí)隙就是一個(gè) 50us 左右的低電平，它代表數(shù)據(jù)位的起始，其后的高電平的長度決定數(shù)據(jù)位所代表的數(shù)值，較長的高電平代表 1，較短的高電平代表 0。共 40bit 數(shù)據(jù)，當(dāng)最后一 Bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后，從機(jī)將再次拉低總線50us 左右，隨后釋放總線，由上拉電阻拉高。數(shù)字 1 信號表示方法如圖 所示：圖 數(shù)字 1 信號表示方法數(shù)字 0 所示：18圖 數(shù)字 0 信號表示方法DHT22 的的電氣特性如表 所示：表 DHT22 的電氣特性VDD=5V，T = 25℃，除非特殊標(biāo)注參數(shù) 條件 min typ max 單位供電 DC 6 V測量 1 mA供電電流待機(jī) 40 50 uA采樣周期 秒 2 次注:采樣周期間隔不得低于 2 秒鐘（建議 2 秒以上）讀 八 位 數(shù) 據(jù) 子 程 序 ：void COM(void){uchar i。for(i=0。i8。i++) {FLAG=2。while((!DATA)amp。amp。FLAG++)。Delay_10us()。Delay_10us()。Delay_10us()。u8temp=0。19if(DATA)u8temp=1。FLAG=2。while((DATA)amp。amp。FLAG++)。if(FLAG==1)break。data=1。data|=u8temp。 }}溫 濕 度 讀 取 子 程 序 ：void RH(void){ uchar T_data_H_temp,T_data_L_temp。 uchar RH_data_H_temp,RH_data_L_temp,checkdata_temp。 DATA=0。 Delay(5)。 DATA=1。 Delay_10us()。 Delay_10us()。 Delay_10us()。 Delay_10us()。 DATA=1。 if(!DATA) { FLAG=2。 while((!DATA)amp。amp。FLAG++)。 FLAG=2。 while((DATA)amp。amp。FLAG++)。 COM()。 RH_data_H_temp=data。20 COM()。 RH_data_L_temp=data。 COM()。 T_data_H_temp=data。 COM()。 T_data_L_temp=data。 COM()。 checkdata_temp=data。DATA=1。 u8temp=(T_data_H_temp+T_data_L_temp+RH_data_H_temp+RH_data_L_temp)。 if(u8temp==checkdata_temp) { RH_data_H=RH_data_H_temp。 RH_data_L=RH_data_L_temp。 T_data_H=T_data_H_temp。 T_data_L=T_data_L_temp。 checkdata=checkdata_temp。 }}}濕 度 轉(zhuǎn) 換 子 程 序 ：void read_RH(void){RH()。TE_RH[0]=(RH_data_H*256+RH_data_L)/100+39。039。TE_RH[1]=(RH_data_H*256+RH_data_L)%100/10+39。039。TE_RH[2]=39。.39。TE_RH[3]=(RH_data_H*256+RH_data_L)%100%10+39。039。}21溫 濕 度 轉(zhuǎn) 換 子 程 序 ：void read_TE_RH(void){uchar Temper_shi_ge。read_RH()。set_Temper_chu()。if((T_data_Hamp。0x8f)!=0x00) //負(fù) 溫 度{T_data_H=T_data_Hamp。0x7f。TEMPER[0]=39。39。TEMPER[1]=(T_data_H*256+T_data_L)/100+39。039。TEMPER[2]=(T_data_H*256+T_data_L)%100/10+39。039。TEMPER[3]=39。.39。TEMPER[4]=(T_data_H*256+T_data_L)%100%10+39。039。Temper_shi_ge=(T_data_H*256+T_data_L)/100*10 + (T_data_H*256+T_data_L)%100/10。Temper_reg[1]=Temper_chu/10+39。039。Temper_reg[2]=Temper_chu%10+39。039。}else{TEMPER[0]=(T_data_H*256