【文章內容簡介】 異。 微處理器是通過二線串行數字接口與SHT11進行通信的。通信協(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器I／O口模擬該通信時序。微處理器對SHT11的控制是通過5個5位命令代碼來實現的，命令代碼的含義如表1所列。 4 SHT11應用設計 微處理器采用二線串行數字接口和溫濕度傳感器芯片SHT11進行通信，所以硬件接門設計非常簡單；然而，通信協(xié)議是芯片廠家自己定義的，所以在軟件設計中，需要用微處理器通用I／O口模擬通信協(xié)議。 硬件設計 SHT11通過二線數字串行接口來訪問，所以硬件接口電路非常簡單。需要注意的地方是：DATA數據線需要外接上拉電阻，時鐘線SCK用于微處理器和SHT11之間通信同步，由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以對SCK最低頻率沒有要求；，SCK頻率最高為10 MHz， V時，SCK最高頻率則為1 MHz。硬件連接如圖3所示。 軟件設計 圖5SHT11濕度測試時序圖 SHT11濕度測試時序如圖5所示。其中，陰影部分為SHT11控制總線。主機發(fā)出啟動命令，隨后發(fā)出一個后續(xù)8位命令碼，該命令碼包含3個地址位(芯片設定地址為000)和5個命令位；發(fā)送完該命令碼，將DATA總線設為輸入狀態(tài)等待SHT11的響應；SHT11接收到上述地址和命令碼后，在第8個時鐘下降沿，將DATA下拉為低電平作為從機的ACK；在第9個時鐘下降沿之后，從機釋放DATA(恢復高電平)總線；釋放總線后，從機開始測量當前濕度，測量結束后，再次將DATA總線拉為低電平；主機檢測到DATA總線被拉低后，得知濕度測量已經結束，給出SCK時鐘信號；從機在第8個時鐘下降沿，先輸出高字節(jié)數據；在第9個時鐘下降沿，主機將DATA總線拉低作為ACK信號。然后釋放總線DATA；在隨后8個SCK周期下降沿，從機發(fā)出低字節(jié)數據；接下來的SCK下降沿，主機再次將DATA總線拉低作為接收數據的ACK信號；最后8個SCK下降沿從機發(fā)出CRC校驗數據，主機不予應答(NACK)則表示測量結束。由于微處理器通過二線串行數字接口訪問濕度傳感器SHT11，而訪問協(xié)議是芯片生產商白定義的，所以需要用通用I／O口模擬該通信協(xié)議。我們選用Atmel公司的微處理器ATmega128。通過對I／O口寄存器的編程，該處理器的I／O口可以根據需要設置成輸入、輸出、高阻等狀態(tài)。這為模擬該通信協(xié)議提供了條件。在軟件實現過程巾，通過宏定義來實現I／O口狀態(tài)的改變。 光照傳感器TSL25611TSL2561簡介TSL2561是TAOS公司推出的一種高速、低功耗、寬量程、可編程靈活配置的光強度數字轉換芯片。該芯片可廣泛應用于各類顯示屏的監(jiān)控，目的是在多變的光照條件下，使得顯示屏提供最好的顯示亮度并盡可能降低電源功耗；還能夠用于街道光照控制、安全照明等眾多場合。該芯片的主要特點如下：◇ 可編程配置許可的光強度上下閾值，當實際光照度超過該閾值時給出中斷信號；◇ 數字輸出符合標準的SMBus(TSL2560)和I2C(TSL2561)總線協(xié)議；◇ 模擬增益和數字輸出時間可編程控制；◇ mm mm超小封裝，在低功耗模式下， mW；◇ 自動抑制50 Hz/60 Hz的光照波動。2TSL256x的引腳功能 TSL256x有2種封裝形式： 6LEAD CHIPSCALE和6LEAD TMB。封裝形式不同，相應的光照度計算公式也不同。圖1為這兩種封裝形式的引腳分布圖。 圖1TSL256x封裝各引腳的功能如下：腳1和腳3： 分別是電源引腳和信號地。～。腳2： 器件訪問地址選擇引腳。由于該引腳電平不同，該器件有3個不同的訪問地址。訪問地址和電平的對應關系如表1所列。表1器件訪問地址和引腳2電平的對應關系腳4和腳6： I2C或SMBus總線的時鐘信號線和數據線。腳5： 中斷信號輸出引腳。當光強度超過用戶編程配置的上或下閾值時，器件會輸出一個中斷信號。3TSL256x的內部結構和工作原理 TSL256x是第二代周圍環(huán)境光強度傳感器，其內部結構如圖２所示。通道0和通道1是兩個光敏二極管，其中通道0對可見光和紅外線都敏感，而通道1僅對紅外線敏感。積分式A/D轉換器對流過光敏二極管的電流進行積分，并轉換為數字量，在轉換結束后將轉換結果存入芯片內部通道0和通道1各自的寄存器中。當一個積分周期完成之后，積分式A/D轉換器將自動開始下一個積分轉換過程。微控制器和TSL2560可通過標準的SMBus( System Management Bus) ，TSL2561則可通過I2C總線協(xié)議訪問。對TSL256x的控制是通過對其內部的16個寄存器的讀寫來實現的，其地址如表2所列。圖2TSL256x內部結構圖4TSL256x應用設計TSL256x的訪問遵循標準的SMBus和I2C協(xié)議，這使得該芯片軟件和硬件設計變得很簡單。這兩種協(xié)議的讀寫時序雖然很類似，但仍存在不同之處。下面僅以TSL2561芯片為例，說明TSL256x光強傳感器的實際應用。硬件設計 TSL2561能夠通過I2C總線訪問，所以硬件接口電路很簡單。假如所選用的微控制器帶有I2C總線控制器，則將該總線的時鐘線和數據線直接和TSL2561的I2C總線的SCL和SDA分別相連；假如微控制器內部沒有上拉電阻，則還需要再用2個上拉電阻接到總線上。假如微控制器不帶I2C總線控制器，則將TSL2561的I2C總線的SCL和SDA和普通I/O口連接即可；但編程時需要模擬I2C總線的時序來訪問TSL2561，INT引腳接微控制器的外部中斷。硬件連接如圖3所示。圖3微控制器和TSL2561的硬件連接圖軟件設計 微控制器能夠通過I2C總線協(xié)議對TSL2561進行讀寫。寫數據時，先發(fā)送器件地址，然后發(fā)送要寫的數據。TSL2561的寫操作過程如下： 先發(fā)送一組器件地址；然后寫命令碼，命令碼是指定接下來寫寄存器的地址00h～0fh和寫寄存器的方式，是以字節(jié)、字或塊（幾個字）為單位進行寫操作的；最后發(fā)送要寫的數據，根據前面命令碼規(guī)定寫寄存器的方式，能夠連續(xù)發(fā)送要寫的數據，內部寫寄存器會自動加1。對于I2C協(xié)議具體的讀寫時序，能夠參考相關資料，在此不再贅述。TSL2561的軟件設計流程如圖4所示。圖4軟件設計流程電源用LM7805一塊，10K電阻一個，5號AA電池4節(jié)構成+5V穩(wěn)壓電源。電路圖如下： 4 系統(tǒng)軟件設計 編程思路及流程圖PTR2000思路：單片機開始需將無線數據傳輸模塊PTR2000設置處于接受狀態(tài)，通過串口中斷識別由PC用過無線信道傳輸來的指令，根據接受指令的內容采集數據并啟動發(fā)送。發(fā)送前需將PTR2000模塊設置為發(fā)射狀態(tài)，且等待5ms才可發(fā)送，發(fā)送完畢后，向PC機端發(fā)送“發(fā)送結束指令”，并將PTR2000重設為接受狀態(tài)，下圖為系統(tǒng)軟件設計流程圖。 基于單片機的PTR2000無線傳輸流程圖ORG 0000H AJMP STARTORG 0200HSTART：SETB ；PTR2000的Pin6置1SETB ；PTR2000的Pin7置1MOV SP，80H ；設置數據指針的位置MOV SCON，40H ；串口工作方式1MOV TMOD，20H ；定時器工作方式1MOV TL1，OFDH ；設定波特率9600MOV TH1，OFDHMOV PCON，00HSETB TR1 ；開啟定時器1MOV DPH，50H ；指針指向數據塊 MOV DPL，00HVIN： MOV Rl，LEN1 ；發(fā)送VIN碼ACALL TXSUBUSER： MOVE R1, LEN2 ；發(fā)送用戶名稱ACALL TXSUB COUNT： MOV RA，LEN3 ；發(fā)送用戶水電氣數據ACALL TXSUBCLR ；將PTR2000置接收狀態(tài)CLR ；將PTR2000置待機狀態(tài)ORG 0400HTXSUB： PUSH ACC ；保護ACCPUSH PSW ；保護PSWCLR Tl ；清TlTXDD： CLR AMOVC A， @A+DPTR ；從數據塊中取數MOV SUBF，A ；從串口發(fā)送JNB Tl，$ ；等待發(fā)送完CLR TlINC DPTR ；取下一個數DJNT RI