【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè) NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)AM2301傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。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。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20米以上，使其成為各類應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為 4針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。 (2) 產(chǎn)品亮 點(diǎn) 超低能耗、傳輸距離遠(yuǎn)、全部自動(dòng)化校準(zhǔn)、采用電容式濕敏元件、完全互換、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字單總線輸出、卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、采用高精度測(cè)溫元件。 14 (3) AM2301接口定義 AM2301的引腳分配及各個(gè)引腳的簡(jiǎn)單描述分別如表 31和圖 34所示。 表 31 AM2301 的引腳分配 圖 34 AM2301 的 引腳描述 引腳說明（ VDD SDA GND）： AM2301的供電電壓范圍為 ,建議供電電壓為 5V。數(shù)據(jù)線 SDA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀 /寫傳感器數(shù)據(jù)。 (4) 單總線接口定義 AM2301器件采用簡(jiǎn)化的單總線通信。單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制均由數(shù)據(jù)線完成。設(shè)備（微處理器）通過一個(gè)漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能夠釋放總線，而讓其它設(shè)備使用總線；單總線通常要求外接一個(gè)約 ，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)，其狀態(tài)為高電平。由于它們是主從結(jié)構(gòu)， 只有主機(jī)呼叫傳感器時(shí)，傳感器才會(huì)應(yīng)答，因此主機(jī)訪問傳感器都必須嚴(yán)格遵循單總線序列，如果出現(xiàn)序列混亂，傳感器將不響應(yīng)主機(jī)。 (5) 單總線通信時(shí)序和 AM2301通信格式說明 用戶主機(jī)（ MCU）發(fā)送一次起始信號(hào)（微處理器把數(shù)據(jù)總線 SDA拉低至少 800μ s）后， AM2301從休眠模式轉(zhuǎn)換到高速模式。待主機(jī)的開始信號(hào)結(jié)束后， AM2301發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，從數(shù)據(jù)總線 SDA串行并送出 40Bit的數(shù)據(jù)，先發(fā)送字節(jié)的高位。發(fā)送的數(shù)據(jù)依次為濕度高位、濕度低位、溫度高位、溫度低位、校驗(yàn)位，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束觸發(fā)一次信息采集，采集結(jié)束后傳 感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式，直到下一次的通信來臨。如表 32所示。 引腳 顏色 名稱 描述 1 紅 VDD 電源 2 黃 SDA 串行 3 黑 GND 地 4 NC 空腳 15 表 32 AM2301通信格式 (6) 傳感器的性能 傳感器 AM2301的相對(duì)溫濕度性能分別如表 33所示，而相對(duì)溫濕度的的最大誤差則如圖 35和圖 36所示。 圖 35 相對(duì)溫度最大誤差 名稱 單總線格式定義 起始信號(hào) 微處理器把數(shù)據(jù)總線（ SDA）拉低一段時(shí)間 (至少 800μ s)，通知傳感器準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。 響應(yīng)信號(hào) 傳感器把數(shù)據(jù)總線（ SDA）拉低 80μ s，再接高 80μ s以響應(yīng)主機(jī)的起始信號(hào)。 數(shù)據(jù)格式 收到主機(jī)起始信號(hào)后，傳感器一次從數(shù)據(jù)總線（ SDA）串出 40位數(shù)據(jù)，高位先出 濕度 濕度分辨率是 16Bit，高位在前；傳感器串出的濕度值是實(shí)際濕度值的 10倍。 溫度 溫度分辨率是 16Bit，高位在前；傳感器串出的溫度值是實(shí)際溫度值的 10倍； 溫度最高位（ Bit15）等于 1表示負(fù)溫度，溫度最高位（ Bit15）等于 0表示正溫度； 溫度除了最高位（ Bit14~Bit0）表示溫度值。 16 圖 36 相對(duì)溫度最大誤差 表 33 AM2301相對(duì)濕度性能表 參數(shù) Min Typ Max 單位 分辨率 ℃ 16 bit 精度 177。 177。 1 ℃ 量程 40 80 ℃ 重復(fù)性 177。 ℃ 響應(yīng)時(shí)間 10 S 漂移 177。 ℃ /yr 條件 Typ 單位 分辨率 ％ RH 16 bit 精度 25℃ 25℃ 177。 3 ％ RH 重復(fù)性 177。 1 ％ RH 響應(yīng)時(shí)間 6 S 遲滯性 177。 ％ RH 漂移 典型值 ％ RH/yr 17 (7) 外設(shè)讀取步驟 步驟一： AM2301上電后（ AM2301上電后要等待 2S以越過不穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間讀取設(shè)備不能發(fā)送任何指令），測(cè)試環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，此后傳感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。 AM2301的 SDA數(shù)據(jù)線由上拉電阻拉高并且一直保持高電平，此時(shí) AM2301的 SDA引腳處于輸入狀態(tài)，時(shí)刻檢測(cè)外部信號(hào)。電氣特性，如能耗，高、低電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。 步驟二：微處理器的 I/O設(shè)置為輸出，同 時(shí)輸出低電平，且低電平保持時(shí)間不能小于800us，典型值是拉低 1MS，然后微處理器的 I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，釋放總線，由于上拉電阻，微處理器的 I/O即 AM2301的 SDA數(shù)據(jù)線也隨之變高，等主機(jī)釋放總線后， AM2301發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，即輸出 80us的低電平作為應(yīng)答信號(hào)，緊接著輸出 80us的高電平通知外設(shè)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，信號(hào)傳輸如圖 37所示。 圖 37 單總線分解時(shí)序圖 步驟三： AM2301發(fā)送完響應(yīng)后，隨后由數(shù)據(jù)總線 SDA連續(xù)串行輸出 40位數(shù)據(jù)，微處理器根據(jù) I/O電平的變化接收 40位數(shù)據(jù)。 位數(shù)據(jù)“ 0” 的格式為： 50us的低電平加 2628us的高電平； 位數(shù)據(jù)“ 1”的格式為： 50us的低電平加 70us的高電平； 位數(shù)據(jù)“ 0”、位數(shù)據(jù)“ 1”格式信號(hào)如圖 38所示。 18 圖 38 單總線分解時(shí)序圖 AM2301的數(shù)據(jù)總線 SDA輸出 40位數(shù)據(jù)后，繼續(xù)輸出低電平 50us后轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)，由于上拉電阻隨之變?yōu)楦唠娖?。同時(shí) AM2301內(nèi)部重測(cè)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，測(cè)試記錄結(jié)束，單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。單片機(jī)只有收到主機(jī)的起始信號(hào)后，才重新喚醒傳感器，進(jìn)入工作狀態(tài)。 (8) 接口電路：建議連接線長(zhǎng)度短于 20米時(shí)用 5K上拉電阻 ,大于 20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻。電路如圖 39所示。 NCGNDSDAVDDAM230110KR7VCCVCCGNDMCU 圖 39 AM2301典型接口電路 人機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 液晶顯示電路設(shè)計(jì) LCD1602 簡(jiǎn)介 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1)顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極 19 射線管顯示器 (CRT)那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 (2)數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接 口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 (3)體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 (4)功耗低，相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè) 5 7 或者 5 11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有也有間隔 起到了字符間距和行間距的作 用，正因?yàn)槿绱?，所以他不能顯示圖形 (用自定義 CGRAM，顯示效果也不好 )。 LCD1602是指顯示的內(nèi)容為 16 2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)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，其和 LCD1602 的控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780[8]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。 LCD1602 的芯片及其接口電路如圖 310所示。 Vss1BLK16DB29R/W5DB613V03DB07DB411BLA15Vcc2RS4EN6DB18DB310DB512DB714LCD1602GNDVCCVCCGND10KR1GND 圖 310 1602LCD引腳圖 1602 LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量： 16 2 個(gè)字符 芯片工作電壓： — 工作電流： () 模塊最佳工作電壓： 字符尺寸： (W H)mm LCD1602 各引腳及功能說明 1602LCD 在此處采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 35 所示。 20 表 35 1602各引腳說明 引腳 符號(hào) 引腳說明 引腳 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù) 據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VCC 接 5V 正電源。 第 3 腳： VO 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，可以通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 4 腳： RS為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： EN端為使能端，當(dāng) EN端由高電平變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： DB0～ DB7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 LCD1602 的顯示操作 LCD1602 與單片機(jī)之間有四種基本操作如表 36 所示。 21 表 36 LCD1602與單片機(jī)之間有四種基本操作 RS R/W 操作 0 0 寫命令操作 (初始化，光標(biāo)定位等 ) 0 1 讀狀態(tài)操作 (讀忙標(biāo)志位 ) 1 0 寫數(shù)據(jù)操作 (要顯示內(nèi)容 ) 1 1 讀數(shù)據(jù)操作 (可以把顯示存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來 ) (1) 讀狀態(tài)字 由表 36 可