【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，連接方便，具有極低的功耗、超小的體積，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)8圖 數(shù)據(jù)采集電路技術(shù)參數(shù)：(1)供電電壓： ~ DC(2)輸 出： 單總線數(shù)字信號(hào)(3)測(cè)量范圍： 濕度 2090%RH， 溫度 0~50℃(4)測(cè)量精度： 濕度+5%RH， 溫度+2 ℃(5)分 辨 率： 濕度 1%RH， 溫度 1℃(6)互 換 性： 可完全互換 ，(7)長(zhǎng)期穩(wěn)定性： 177。1%RH/年。DATA 用 于 微 處 理 器 與 DHT11 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 4ms 左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。操作流程如下: 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit,高位先出。 數(shù)據(jù)格式：8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+ 8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 校驗(yàn)和數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+ 8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+ 8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8 位。用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號(hào)后，DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后,DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。從模式下， DHT11 接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)， DHT11 不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。通訊過程如圖 所示。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)9圖 dht11 通訊過程信號(hào) DS18B20電路設(shè)計(jì) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器技術(shù)參數(shù)：(1)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電；(2)獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊；(3) DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫；(4)DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；(5)溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177?！妫?6)可編程 的分辨率為 9～12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、℃、℃和 ℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫；(7)在 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12 位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快；(8)測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一線總線串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力；(9)負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。如圖 所示為 DS18B20 的硬件電路圖。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleN umber R evisio nSizeBD ate: 3Jun 2 013 Sh eet of File: H : \業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)\MyD esign1 .d db D raw n B y:V CC 1I/O 2G ND 3C 9D S18 B2 0DS18B20業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)V CCP1 5圖 DS18B20 電路圖重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)10DS18B20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。DS18B20 時(shí)序圖如圖 (a)(b)(c)所示。(a)(b)(c)圖 （a）復(fù)位時(shí)序（b）寫時(shí)序（c）讀時(shí)序 液晶顯示電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)地液晶顯示采用帶中文字庫(kù)的 LCD12864。 LCD12864 概述如圖 所示，本系統(tǒng)地液晶顯示采用帶中文字庫(kù)的 LCD12864，液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，在有電的時(shí)候就顯示，這樣即可以顯示出圖形，也可以顯示出漢字。液晶顯示屏具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示等特點(diǎn)。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域當(dāng)中。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)11帶中文的 12864 液晶屏是一種具有 4 位/8 位并行，2 線或三線串行的漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊?？梢燥@示漢字和圖形，其顯示分辨率為 12864，內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集，可構(gòu)成全中文的人機(jī)交互圖形界面。它的低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由它構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序12864 都要簡(jiǎn)潔得多，并且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。圖 液晶顯示電路字符顯示的 RAM 的地址與 32 個(gè)字符顯示區(qū)域有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示。表 字符顯示位置 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH LCD12864 基本特性(1) 低電源電壓（VDD:++）；(2) 顯示分辨率:12864 點(diǎn) ；(3) 與 MCU 接口：8 位或 4 位并行/3 位串行；(4) 2MHZ 時(shí)鐘頻率 ；(5) 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓 ；(6) 驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS ；(7) 內(nèi)置 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符 ；(8) 內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) ；(9) 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 ；(10) 視角方向：6 點(diǎn) ；(11) 無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)；重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)12(12) 顯示方式：STN、半透、正顯 ；(13) 工作溫度: 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: 20℃ +60℃。模塊引腳說明表 128X64HZ 引腳說明引腳號(hào) 引腳名稱 方向 功能說明1 VSS 模塊的電源地2 VDD 模塊的電源正端3 V0 LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4 RS(CS) H/L 并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào)5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口6 E(CLK) H/L 并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 08 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 19 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 210 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 311 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 412 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 513 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 614 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 715 PSB H/L 并/串行接口選擇：H并行；L串行16 NC 空腳17 /RET H/L 復(fù)位 低電平有效18 NC 空腳19 LED_A 背光源正極（LED+5V）20 LED_K 背光源負(fù)極（LEDOV） 按鍵電路設(shè)計(jì)按鍵是用來設(shè)置模式選擇功能的。這里采用普通按鍵，按鍵原理：上下兩張薄膜，涂有導(dǎo)電橡膠電路，中間有個(gè)薄膜，帶孔，用于隔離兩張帶有導(dǎo)電橡膠的薄膜。按鍵在孔的位置，按下按鍵的時(shí)候，兩張帶導(dǎo)電橡膠的薄膜透過中間的圓孔，接通電路，通過芯片編碼，輸出。 設(shè)計(jì)選用原則，設(shè)置四個(gè)按鍵：主界面(mode) 鍵、 up 鍵、dn 鍵和 ent 鍵，其連接的端口是單片機(jī)的 PP21 、P2P32，如圖 所示。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)13圖 按鍵接口電路如圖 所示，選用最常見，亦最常用的聲音提示方式——蜂鳴器，連接的端口是 P14，當(dāng) P14 發(fā)出低電壓信號(hào)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響。壓電式蜂鳴器主要是由壓電蜂鳴片、多諧振蕩器、共鳴箱及阻抗匹配器、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由集成電路或晶體管構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（~15V 直流工作電壓） ，多諧振蕩器起振，輸出~ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片是由鈮鎂酸鉛或鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面都鍍上銀電極，經(jīng)老化和極化等處理后，再與不銹鋼片或黃銅片粘在一起。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 31May2022 Sheet of File: C:\Users\Administrator\Desktop\cui\業(yè)業(yè)業(yè)\ By:U3BUZZERQ18550R8P14VCC業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)圖 蜂鳴器電路本系統(tǒng)主要是控制溫濕度范圍，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，用空氣加熱器來實(shí)現(xiàn)加熱功能，用半導(dǎo)體制冷片來實(shí)現(xiàn)降溫功能，用加濕器來實(shí)現(xiàn)加濕功能。再根據(jù)實(shí)際的要求來確定所選的器件的功率。 溫度控制電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)用加熱片來實(shí)現(xiàn)加熱功能，用制冷片來實(shí)現(xiàn)降溫功能，用單片機(jī)來重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)14驅(qū)動(dòng)空氣加熱器與半導(dǎo)體制冷片，二者都要焊接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)?？諝饧訜崞骱?jiǎn)介：空氣加熱器是主要對(duì)氣體流進(jìn)行加熱的電加熱設(shè)備?？諝饧訜崞鞯陌l(fā)熱元件為不銹鋼電加熱管，加熱器內(nèi)腔設(shè)有多個(gè)折流板（導(dǎo)流板） ，引導(dǎo)氣體流向，延長(zhǎng)氣體在內(nèi)腔的滯留時(shí)間，從而使氣體充分加熱，使氣體加熱均勻，提高熱交換效率?？諝饧訜崞鞯募訜嵩讳P鋼加熱管，是在無(wú)縫鋼管內(nèi)裝入電熱絲，空隙部分填滿有良好導(dǎo)熱性和絕緣性的氧化鎂粉后縮管而成的。當(dāng)電流通過高溫電阻絲的時(shí)候，產(chǎn)生的熱通過結(jié)晶氧化鎂粉向加熱管表面擴(kuò)散，再傳遞到被加熱空氣中去，以達(dá)到加熱的目的。 半導(dǎo)體制冷片簡(jiǎn)介：致冷器件是由半導(dǎo)體所組成的一種冷卻裝置，其工作原理是由直流電源提供電子流所需的能量，通上電源后，電子負(fù)極()出發(fā)，首先經(jīng)過 P 型半導(dǎo)體，于此吸熱量，到了 N 型半導(dǎo)體，又將熱量放出，每經(jīng)過一個(gè) NP 模塊，就有熱量由一邊被送到令外一邊造成溫差而形成冷熱端。冷熱端分別由兩片陶瓷片所構(gòu)成，冷端要接熱源，也就是欲冷卻之。利用冷端面來冷卻，而熱端面散出的熱量則必需靠風(fēng)扇來排出。本設(shè)計(jì)限于條件的限制，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，因此在具體設(shè)計(jì)時(shí)需要用一些電路以及使用條件較為簡(jiǎn)單的元器件來代替上述的元件，用加熱片來模擬加熱過程，采用小風(fēng)扇和步進(jìn)電機(jī)來模擬降溫過程，當(dāng)需要降溫時(shí)，電機(jī)和小風(fēng)扇同時(shí)開啟。如圖 為加熱控制驅(qū)動(dòng)電路，如圖 是降溫控制驅(qū)動(dòng)電路。圖 加熱控制電路圖 降溫控制電路重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)15 濕度控制電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)采用電加熱式加濕器，熱蒸發(fā)型加濕器也叫電加熱式加濕器，其工作原理是將水在加熱體中加熱到 100℃，產(chǎn)生蒸汽，用電機(jī)將蒸汽送出。電加熱式加濕器是技術(shù)最簡(jiǎn)單的加濕方式。 電加熱式加濕器工作原理：是根據(jù)電流通過電阻產(chǎn)生熱，電能轉(zhuǎn)換為熱能的原理，加熱管浸沒與水中，長(zhǎng)生熱量，從而使水沸騰變成水汽。ADR 型電加熱式加濕器創(chuàng)造一個(gè)加濕環(huán)境的三個(gè)過程：(1) 產(chǎn)生水汽：通過電加熱使水沸騰產(chǎn)生水汽；(2) 控制：通過加濕器配有的微機(jī)控制蒸汽的產(chǎn)生和供應(yīng)；(3) 傳播：通過蒸汽擴(kuò)散裝置把水蒸汽送入空氣處理機(jī)或風(fēng)管內(nèi)的氣流。限于條件的限制，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電機(jī)模擬加濕過程，可以用普通uln2022 芯片驅(qū)動(dòng)，也可以接成 2 相使用 可以配套開發(fā)板使用，直接插接，方便使用 步進(jìn)電機(jī)在開發(fā)板上使用，電壓為 DC5V—DC12V，步進(jìn)角度： x 1/64。步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。也就是當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)后，它就會(huì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的步進(jìn)角（及角度） ?？梢酝ㄟ^控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的；同時(shí)還可以通過控制脈沖個(gè)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)，一般都是使用 ULN2022 達(dá)林頓陣列驅(qū)動(dòng)。ULN2022 概述與特點(diǎn) ：ULN2022 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 該