【文章內(nèi)容簡介】 ?可給出全校準(zhǔn)相對濕度及溫度值輸出。?帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的總線數(shù)字輸出接口。?具有露點值計算輸出功能。?具有卓越的長期穩(wěn)定性。?濕度值輸出分辨率為14位，溫度值輸出分辨率為12位，并可編程為12位和8位。?小體積(**)，可表面貼裝。?具有可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗功能。?片內(nèi)裝載的校準(zhǔn)系數(shù)可保證100%互換性。?。?測量時為55uA，平均為2uA，休眠時為3uA。SHT11的實物及引腳圖分別如圖2—2—11所示。 圖2—10 SHT11的實物圖 圖2—11 SHT11的引腳圖引腳說明：(電源引腳)~。傳感器上電后，要等待11ms以越過“休眠”狀態(tài)。在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。2. SCK(串行時鐘輸入)SCK用于單片機與SHT11之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因此不存在最小SCK頻率。3. DATA（串行數(shù)據(jù))DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。DATA在SCK時鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在SCK時鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在SCK時鐘高電平時，DATA必須保持穩(wěn)定。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動DATA在低電平。需要一個外部的上拉電阻（例如：10k）將信號提拉至高電平上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O電路中。SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2—12所示。圖2—12 SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由圖可知道，SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲器（EEPROM）、隨機存取存儲器（RAM）、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗碼（CRC）寄存器、兩線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測電路。對照內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以知道該傳感器的測量原理，首先利用溫度和濕度傳感器分別測得溫度和相對濕度，經(jīng)過放大器放大以后，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯，最后通過二線串行接口將溫度和相對濕度的數(shù)據(jù)送給單片機。顯然，在本設(shè)計中，SHT11只需要完成相對濕度的檢測。 SHT11的應(yīng)用圖2—13是單片機與SHT11的接口電路。由于單片機不具備總線接口，故采用單片機通過I/O口線來虛擬總線，。同時在VDD和GND端接一只100nF的電容，起到去耦濾波的作用。圖2—13 SHT11與單片機的連接 鍵盤電路設(shè)計鍵盤的分類多種多樣：鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤；按組成形式可分為獨立式、矩陣式和撥碼式；按硬件接口可分為直接I/O端口和鍵盤接口芯片；按程序?qū)崿F(xiàn)方法可分為中斷方式、程序控制掃描方式、定時掃描方式和中斷掃描方式。上文已經(jīng)敘述，本設(shè)計采用的鍵盤方式為矩陣式非編碼鍵盤，硬件接口方式為直接I/O端口，程序?qū)崿F(xiàn)方法為中斷掃描方式。 非編碼鍵盤的介紹在單片機中以使用非編碼鍵盤最為常見，因為非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低，鍵盤上的按鍵是按行列式的形式構(gòu)成，在行與列的交點處對應(yīng)一個鍵，也就是一個機械開關(guān)，按下時交點處的行線列線的接通，鍵功能啟用。為了實現(xiàn)鍵盤上數(shù)據(jù)的輸入和命令處理功能，每一個鍵都有一個處理子程序，每一個鍵和一個鍵碼相對應(yīng)，根據(jù)鍵碼可以轉(zhuǎn)到與其相對應(yīng)的處理子程序中。下面分別從鍵盤的工作原理、按鍵識別以及消抖動三方面對鍵盤電路進行說明。（1）鍵盤工作原理鍵盤實際上就是一組按鍵，在單片機外圍電路中，通常采用的按鍵都是機械彈性開關(guān)。當(dāng)開關(guān)閉合時，線路導(dǎo)通，開關(guān)斷開時，線路斷開。本文按鍵采用的是機械彈性小按鍵，被按下時閉合，松手后自動斷開。（2）按鍵檢測單片機的I/O接口既可以作為輸出也可以作為輸入使用，當(dāng)檢測按鍵時用的就是它的輸入功能。對于獨立鍵盤，只需要把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某個I/O口相連，開始時先賦給該I/O口一高電平，然后讓單片機不斷地檢測該I/O口是否變?yōu)榈碗娖?。?dāng)按鍵閉合時，即相當(dāng)于該I/O口的通過按鍵與地相連，變?yōu)榈碗娖?，程序一旦檢測到I/O口變?yōu)榈碗娖絼t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。對于矩陣鍵盤，其識別方法其實還是基于上面的方式，只是更加的復(fù)雜，具體的方法可以在軟件部分進行說明。（3）按鍵消抖電信號通過機械觸點閉合斷開的電壓過程如圖2—14所示。圖2—14 電壓變化圖由上圖可以知道，理想波形與實際波形之間是有區(qū)別的，實際波形在按下和釋放的瞬間都有抖動現(xiàn)象，抖動時間的長短和按鍵的機械特性有關(guān)，一般為5～10ms。通常手動按下鍵然后立即釋放，這個動作中穩(wěn)定閉合的時間超過20ms。因此單片機在檢測鍵盤是否按下時都要加上去抖動操作，有專用的去抖動電路，也有專用的去抖動芯片。本文采用的是軟件延時的方法解決抖動問題，沒有添加多余的硬件電路。在判斷是否有鍵按下時，先執(zhí)行一個大于10ms的延時子函數(shù)再去判斷按下的鍵是哪一個，從而消除按下抖動的影響；對于釋放抖動，只需在接收一個按鍵后，經(jīng)過一個延遲函數(shù)，再去檢測有無按鍵按下，這樣自然跳過了釋放時間消除了釋放抖動。需要說明的是本設(shè)計中的鍵盤并不考慮兩個或兩個以上的鍵按下去的情況，因此不會對這種情況進行處理，所以在鍵輸入的過程中必需要做到一個接著一個的往下按，并且要在中間停頓一會的時間，這樣才能實現(xiàn)按鍵的正確識別。（4）鍵盤接口的工作過程鍵盤接口的工作過程如下：。，判別是哪一個鍵按下，即按鍵檢測。確定被按鍵的位置（即獲得按鍵的特征值——行、列的編碼），這就叫讀鍵值。每個按鍵都有一定的功能定義，將讀取的鍵值，解釋為定義鍵的功能過程稱為鍵值譯碼。讀取的鍵值理應(yīng)是一個穩(wěn)定的讀數(shù)，而實際上，按鍵從最初接通到穩(wěn)定接通要經(jīng)過數(shù)毫秒的抖動，按鍵釋放時也同樣存在抖動的問題，抖動會引起一次按鍵的多次讀數(shù)，所以必須消除按鍵抖動。 鍵盤的接口電路本文鍵盤采用的44矩陣式結(jié)構(gòu)，將16個按鍵排成4行4列，第一行將每個按鍵的一端連接在一起構(gòu)成行線，第一列的每個按鍵的另一端連接在一起構(gòu)成列線，這樣便一共有4行4列共8根線，將這8根線連接到單片機的8個I/O口上，通過程序掃描鍵盤就可以檢測16個按鍵，接口電路圖如下圖所示。鍵盤與單片機的連接方法如圖2—15所示。圖2—15 鍵盤與單片機的連接鍵盤的行線和列線接到單片機的P0口，由于P0口做輸出口使用的時候，為漏極開路輸出（因為此時上拉場效應(yīng)晶體管截止），必須接上拉電阻才能有高電平輸出。鍵盤的列線上也加了上拉電阻，主要是增加上拉電流，使得其抗干擾能力加強，從而可以防止單片機的誤動作。 顯示電路設(shè)計顯示電路是為了給使用者提示而設(shè)置的?？紤]到顯示電路可讀性和直觀性，并且能使用戶更方便的執(zhí)行儲存溫濕度、顯示溫濕度等操作，在本次設(shè)計中將采用12864液晶顯示屏，其中LCD的英文全稱是Liquid Crystal Display，即為液態(tài)晶體顯示。在市場上，常用的點陣型LCD有12231286240320等。本章重點講述12864點陣顯示屏的基本應(yīng)用。12864點陣顯示屏有三種控制器，分別是KS010T6963C和ST7920。三種控制器的主要區(qū)別是：KS0107不帶任何字庫，T6963C帶ASCⅡ碼，ST7920帶國家二級字庫。本章節(jié)以帶字庫的ST7920控制器LCD為例，介紹漢字的基本顯示方法。 12864的概述帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864,內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。每屏可顯示4行8列共32個1616點陣的漢字，每個顯示RAM可顯示1個中文字符或2個168點陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實現(xiàn)32個中文字符或64個ASCII碼字符的顯示。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。可以顯示84行1616點陣的漢字（共32個漢字），也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。（1）12864的基本參數(shù)?低電源電壓VDD:+~+；?顯示分辨率:12864點；?內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字(簡繁體可選)；?內(nèi)置 128個168點陣字符；?2MHZ時鐘頻率；?顯示方式：STN、半透、正顯；?驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS；?視角方向：6點；?背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5~1/10；?通訊方式：串行、并口可選；?內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓；?無需片選信號，簡化軟件設(shè)計；?工作溫度: 0℃ +55℃,存儲溫度: 20℃+60℃。（2）模塊接口說明串行接口表2—5 串行接法管腳號名稱LEVEL功能1VSS0V電源地2VDD+5V電源正3VO對比度調(diào)整4CSH/L模組片選端，高電平有效5SIDH/L串行數(shù)據(jù)輸入端6CLKH/L串行同步時鐘：上升沿時讀取SID數(shù)據(jù)15PSBL串行方式（見注釋1）17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見注釋2）19AVDD背光源電壓+5V（見注釋3）20KVSS背光源電壓0V（見注釋3）注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用串口通訊模式，可將PSB接固定低電平；注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空；注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。并行接口表2—6 并行接法管腳號名稱LEVEL功能1VSS0V電源地2VDD+5V電源正3VO對比度調(diào)整4RS（CS）H/LRS=“H”,表示DB7—DB0為顯示數(shù)據(jù)；RS=“L”,表示DB7—DB0為顯示指令5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7—DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7—DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見注釋2）18VOUTLCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源電壓+5V（見注釋3）20KVSS背光源電壓0V（見注釋3）雖然并行方式所需要的接口比較多，而且硬件電路也是比較復(fù)雜的，但是使用并行方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋容^快，可以同時進行傳輸，提高效率。還有，就是本設(shè)計中單片機的引腳還有空余。綜合上述的原因，本設(shè)計采用并行方式。 12864的應(yīng)用說明（1）控制接口介紹數(shù)據(jù)/命令選擇RS、讀/寫選擇R/W的配合選擇決定控制界面的4種模式，見表2—7。表2—7 模式列表RSR/W功能說明LLMPU寫指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)使能信號E信號作用時。表2—8 使能端信號E狀態(tài)執(zhí)行動作結(jié)果高——低I/O緩沖——DR配合W進行寫數(shù)據(jù)或指令高DR——I/O緩沖配合R進行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高無動作忙標(biāo)志BF=1表示模塊在進行內(nèi)部操作,=0時,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS RD 指令,可以將BF讀到DB7總線,從而檢驗?zāi)K之工作狀態(tài)。字型產(chǎn)生ROM（CGROM）字型產(chǎn)生ROM（CGROM）提供8192個觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY ON),DDRAM的內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF)。DFF 的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù)RAM提供642個位元組的空間，最多可控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù)RAM時，可分別顯示CGROM與CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三種字型的選擇，由在DDRAM中寫入的編碼選擇，在0000H—0006H的編碼中（其代碼分別是0000、0000000006共4個）將選擇CGRAM的自定義字型，02H—7FH的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于A1以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個位元組的編碼形成中文字型的編碼BIG5（A140—D75F），GB（A1A0F7FFH）。字型產(chǎn)生RAM(CGRAM)字型產(chǎn)生RAM提供圖象定義(造字)功能,可以提供四組1616點的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到CGRAM中，便可和CGROM中的定義一樣地通過DDRAM顯示在屏幕中。地址計數(shù)器AC地址計數(shù)器是用來貯存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入DDRAM/CGRAM的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當(dāng)RS為“0”時而R/W為“1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到DB6——DB0中。光標(biāo)/閃爍控制電路此模塊提供硬體光標(biāo)及閃爍控制電路，由地址計數(shù)器的值來指定DDRAM中的光標(biāo)或閃爍位置。（2）字符顯示帶中文字庫的12864內(nèi)部提供1282字節(jié)