【正文】 高電平表示有效，低電平則無效指令 4：顯示開關(guān)控制。液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 514 所示。需要背光時(shí)，BLA 串接一個(gè)限流電阻接 VDD，BLK 接地，實(shí)測(cè)該模塊的背光電流為 50mA 左右；BLK：LED 背光地端。如果 MCU 的 I/O 口資源緊張的話，該模塊也可以只使用4 位數(shù)據(jù)線 D4－D7 接口傳送數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要下降沿觸發(fā)模塊。MCU 要寫入指令時(shí)，使 RS 為低電平；MCU 要寫入數(shù)據(jù)時(shí)，使 RS 為高電平；R/W：讀寫控制端。圖 尺寸和引腳1602 型液晶接口信號(hào)說明如表 所示：表 1602 液晶屏引腳符號(hào)與定義編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明1 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)口2 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)口3 VO 對(duì)比度調(diào)節(jié)端 11 D4 數(shù)據(jù)口4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)口5 R/W 讀寫選擇端 13 D6 數(shù)據(jù)口6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù)口7 D0 數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光電源正極8 D1 數(shù)據(jù)口 16 BLK 背光電源負(fù)極：電源正極，－，通常使用 5V 電壓；VL：LCD 對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為 0－5V 。該液晶為 5V 電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行 16 個(gè)字符，不能顯示漢字，內(nèi)置128 個(gè)字符的 ASCⅡ字符集字庫(kù)，只有并行接口，無串行接口。液晶顯示屏以其低功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、操作簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在通訊、智能儀器儀表、電圖 溫濕度采集電路子設(shè)備、家用電器等低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，使這些電子設(shè)備的人機(jī)界面變得越來越直觀形象，目前已廣泛應(yīng)用于電子表、計(jì)算器、IC 卡電話機(jī)、液晶電視機(jī)、便攜式電腦、掌上型電子玩具、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等許多方面。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器也并不陌生。液晶顯示器（Liquid Crystal Display ，LCD）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。電路如如圖 所示，根據(jù) SHT11 說明，電容 C3 選取 10000pF，其濾除電源干擾的作用，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更精確。溫度測(cè)量范圍是40℃～+℃，側(cè)量精度為士 1℃，分辨力為士 ℃。C 為電源去藕電容，其取值為 。當(dāng)使用總線寄生供電時(shí)，供電端必須接地，同時(shí)總線口在空閑的時(shí)候必須保持高電平，以便對(duì)傳感器充電。需要注意的地方是：DATA 數(shù)據(jù)線需要外接上拉電阻，時(shí)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(duì) SCK 最低頻率沒有要求；當(dāng)工作電壓高于 時(shí)，SCK 頻率最高為 10 MHz，而當(dāng)工作電壓低于 V 時(shí)，SCK 最高頻率則為 1 MHz。 濕度值溫度補(bǔ)償系數(shù)SORH t1 t212Bit 8Bit （2）溫度傳感器的補(bǔ)償溫度傳感器的讀數(shù)值M也呈非線性，必須代入下式才能計(jì)算出被測(cè)溫度值T(℃)：T=d1+d2M （ 53）式中：d1和d2為特定系數(shù)，d1的取值與 SHT11工作電壓有關(guān)，d2的取值則與SHT11內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān)。表 濕度線性補(bǔ)償系數(shù)SORH C1 C2 C312Bit 4 1068Bit 4 104由于溫度對(duì)濕度的影響十分明顯，而實(shí)際溫度和測(cè)試參考溫度25℃有所不同，所以對(duì)線性補(bǔ)償后的濕度值進(jìn)行溫度補(bǔ)償很有必要。該濕度值稱為“相對(duì)濕度”，需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。用戶利用 CRC 可以核實(shí)數(shù)據(jù)傳輸是否正確。循環(huán)冗余校驗(yàn)碼寄存器簡(jiǎn)稱 CRC 寄存器，它通過計(jì)算一個(gè)多項(xiàng)式(X 8+X5+X4+1)之和來判定測(cè)量過程中是否發(fā)生錯(cuò)誤:在傳輸數(shù)據(jù)期間所發(fā)生的任何奇數(shù)錯(cuò)誤或偶數(shù)錯(cuò)誤；任何一個(gè)數(shù)據(jù)位的錯(cuò)誤或更大數(shù)據(jù)組的錯(cuò)誤。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。接通后，可將 SHT11 的溫度提高大約 5 度。精度為 。通常在高速或超低功耗的應(yīng)用中采用該功能。通過對(duì)其讀寫可以實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)功能。測(cè)量溫度和測(cè)量濕度命令所對(duì)應(yīng)的時(shí)序如圖 所示。如果沒有用 CRC8 校驗(yàn)和，則控制器就會(huì)在測(cè)量數(shù)據(jù) LSB 后，保持 ACK 為高時(shí)停止通訊，SHT11 在測(cè)量和通訊完成之后會(huì)自動(dòng)返回睡眠模式。為表明測(cè)量完成， SHT11 會(huì)使 DATA 為低電平，此時(shí)控制器必須重新啟動(dòng) SCK，然后 SHT11 傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)與 1 字節(jié) CRC 校驗(yàn)和到控制器，控制器必須通過使 DATA 為低來確認(rèn)每一字節(jié)，所有的數(shù)據(jù)從 MSB 開始，右值有效。圖 SHT11 通訊復(fù)位時(shí)序 (4) 溫濕度測(cè)量時(shí)序當(dāng)發(fā)出了溫(濕)度測(cè)量命令后，控制器就要等到測(cè)量完成后才開始動(dòng)作。圖 SHT11“傳輸開始”命令時(shí)序(3) 通訊復(fù)位時(shí)序如果與 SHT11 傳感器的通訊中斷，下列信號(hào)順序會(huì)使串口復(fù)位：當(dāng)使 DATA 線處于高電平時(shí)，觸發(fā) SCK9 次以上 (含 9 次)，并發(fā)一個(gè)前述的“傳輸開始” 命令。接著傳輸開始下一個(gè)命令包含三個(gè)地址位(目前只支持 “000”)和 5 個(gè)命令位，通過 DATA 腳的 ACK 位處于低電位表示 SHT11 正確收到命令。需要指出的是，該二線串行接口與I 2C總線不兼容。該上拉電阻通常已包含在單片機(jī)的I/O 接口電路中。僅當(dāng)DATA的下降沿過后且SCK處于上升沿時(shí)刻，才能更新數(shù)據(jù)。SCK用來接收PC(主機(jī))發(fā)送來的串行時(shí)鐘信號(hào)，使SHT11與主機(jī)保持同步。圖 SHT11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖其測(cè)量原理是首先利用兩只傳感器分別產(chǎn)生相對(duì)濕度、溫度的信號(hào)，然后經(jīng)過放大，分別送至A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯(cuò)，最后通過二線串行接口將相對(duì)濕度及溫度的數(shù)據(jù)送至單片機(jī)，再利用單片機(jī)完成非線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償。在高濕(95％RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時(shí)縮短響應(yīng)時(shí)間，提高精度。此外，SHT11 內(nèi)部還集成了一個(gè)加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11 的溫度升高 5℃左右，同時(shí)功耗也會(huì)有所增加。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大；然后進(jìn)入一個(gè) 14 位的 A／D 轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。溫濕度傳感器 SHT11 將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A／D 轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。在 AD7416 工作狀態(tài)無法令人滿意時(shí)切換到 SHT11進(jìn)行溫度測(cè)量，或者兩者同時(shí)工作，提高測(cè)量精度和可靠性。一片 SHT11 就能實(shí)現(xiàn)測(cè)溫和測(cè)相對(duì)濕度兩項(xiàng)功能。該芯片廣泛用于暖通空調(diào)、汽車、消費(fèi)電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。SHT11 適配各種單片機(jī)，可廣泛用于溫度/濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。芯片內(nèi)部包含濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲(chǔ)器和二線串行接口。測(cè)量溫度的范圍是40℃ ～ +℃分辨率為 ℃。2022 年，瑞士盛世瑞恩(Sensiron)公司在世界上率先研制成 SHT11 型智能化溫濕度傳感器，外形尺寸約為 5mm 它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)濕度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。以上電阻取值均為芯片說明介紹的典型值。R12 為斜率控制電阻，本設(shè)計(jì)選用 47KΩ，R3=120Ω ，對(duì)于匹配阻抗起著相當(dāng)重要的作用。SJA1000 的復(fù)位信號(hào)/RST 為低電平有效，接 AT89S52 的 口。SJA1000 的 AD0～AD7 連接到 AT89S5X 的 P0 口，/CS 連接到基址為 0xFE00 的外部存儲(chǔ)片選信號(hào)，當(dāng)訪問地址 0xFE00～ 0xFE31 時(shí)，AT89S52 可對(duì) SJA1000 執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作。微處理器 AT89S52 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，負(fù)責(zé) SJA1000 的初始化，通過控制 SJA1000 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。此器件對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力，對(duì)CAN 控制器提供差動(dòng)接收能力，完全符合“ISO11898” 標(biāo)準(zhǔn)。SJA1000 是獨(dú)立的 CAN 通信控制器， PCA82C250 為高性能 CAN 總線收發(fā)器。表 CAN 收發(fā)器真值表電源 TXD CANH CANL 總線狀態(tài) RXD－ 0 高 低 顯性 0－ 1（或懸空） 懸空 懸空 隱性 12V(未上電) X 懸空 懸空 隱性 X2V 懸空 懸空 隱性 X2V X 則懸空 則懸空隱性 X CAN 節(jié)點(diǎn)硬件電路單個(gè) CAN 節(jié)點(diǎn)電路圖如圖 所示：圖 57 所示是本課題設(shè)計(jì)的 CAN 總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)的硬件電路原理圖。由于處在待機(jī)方式下，接收器是慢速的，因此，第一個(gè)報(bào)文將被丟失。若在總線上檢測(cè)到顯性位（差動(dòng)總線電壓＞） ，RXD 將變?yōu)榈碗娖?。? 管腳 RS 選擇的三種不同工作模式在 RS 管腳上強(qiáng)制條件 模 式 在 RS 管腳上電壓和電流 待機(jī) |10μA|－10μA －200μA 斜率控制 VRS 高速 － 500μA如果高電平被接至管腳 8，則電路進(jìn)入低電流待機(jī)模式。上升斜率和下降斜率可通過由管腳 8 接至地的連接電阻進(jìn)行控制。對(duì)于較低速度或較短總線長(zhǎng)度，可使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線。建議使用屏蔽電纜以避免射頻干擾 RFI 問題。在高速工作模式下，發(fā)送器輸出級(jí)晶體管將以盡可能快的速度打開、關(guān)閉。PCA82C250 的引腳圖如圖 所示，結(jié)構(gòu)方框如如圖 所示。此器件對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力，對(duì) CAN 總線控制器提供差動(dòng)接收能力。因?yàn)閿?shù)據(jù)超載可能新被大大降低，這使用戶能夠更靈活地指定中斷服務(wù)和中斷優(yōu)先級(jí)。所有收到的報(bào)文由驗(yàn)收濾波器驗(yàn)收并存儲(chǔ)才接收 FIFO。當(dāng)收到一個(gè)報(bào)文時(shí)，CAN 核心模塊將串行流轉(zhuǎn)換成用于驗(yàn)收濾波器的并行數(shù)據(jù)。SJA1000 的發(fā)送緩沖器能夠存儲(chǔ)一個(gè)完整的報(bào)文（擴(kuò)展的或標(biāo)準(zhǔn)的） 。另外除了 PCA82C200 已有的BasicCAN 功能，還加入了一個(gè)新的 PeLiCAN 功能。接收管理邏輯負(fù)責(zé)連接外部主控制器，該控制器可以是為控制器或其他器件。⑦ 出錯(cuò)管理邏輯（EML） 。⑤ 位處理器（BSP） 。③ 接收緩沖器 0 和 1（RXB，RXFIFO） 。(2) SJA1000 CAN 控制器的結(jié)構(gòu)SJA1000 CAN 控制器由以下幾部分構(gòu)成 : ① 接口管理邏輯（IML）：接收來自微處理器的命令，分配控制信息緩沖器（發(fā)送和接收緩沖器） ，并為微控制器提供中斷和狀態(tài)信息。它能夠處理所有 規(guī)范的幀類型，而且它還具有一些支持錯(cuò)誤分析的增強(qiáng)功能，使 SJA1000 能應(yīng)用于更寬的領(lǐng)域。Basic CAN 模式是上電后默認(rèn)的操作模式，和 PCA82C200 兼容，能夠傳輸標(biāo)準(zhǔn)幀格式的報(bào)文，因此，PCA82C200 開發(fā)的已有硬件和軟件可以直接在 SJA1000上使用，圖 SJA1000 引腳圖（ DIP28）而不用作任何修改。其引腳如如圖 所示。因此設(shè)計(jì)只需考慮 SJA1000 的初始化和應(yīng)用層的設(shè)計(jì)。 總線節(jié)點(diǎn)硬件電路及設(shè)計(jì) CAN 總線控制器 SJA1000 介紹(1) 性能特點(diǎn) [5]SJA1000 是一種獨(dú)立的 CAN 控制器，用于移動(dòng)目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制 CAN 總線節(jié)點(diǎn),它 PHILIPS 半導(dǎo)體公司 PCA82C200 CAN 控制器 BasicCAN 的替代產(chǎn)品，而且它增加了一種新的工作模式 PeliCAN，這種模式支持具有很多新特性的 協(xié)議。IE0外部中斷 0 的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。IE1外部中斷 1 的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。TR0T0 運(yùn)行控制位。TR1T1 運(yùn)行控制位。MM0工作模式選擇位，控制定時(shí)器 T1 和定時(shí)器 T0 的四種工作模式如下表 所示：表 四種工作模式M1 M0 工作模式 功能描述0 0 模式 0 13 位計(jì)數(shù)器0 1 模式 1 16 位計(jì)數(shù)器1 0 模式 2 自動(dòng)再裝入 8 位計(jì)數(shù)器1 1 模式 3 定時(shí)器 0:分成兩個(gè) 8 位計(jì)數(shù)器 定時(shí)器 1：停止計(jì)數(shù)（2）控制寄存器 TCON 的位定義和功能 如下表 所示：表 控制寄存器 TCON 的位定義和功能8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IE1TCON 各位的含義如下:TF1T1 溢出標(biāo)志位，當(dāng) T1 溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)使中斷觸發(fā)器 TF1 置 1，并向 CPU 申請(qǐng)中斷。C/T定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式選擇位。（1）工作模式寄存器 TMOD 的位定義如下表 所示：表 工作模式寄存器 TMOD 的位定義定時(shí)器 T1 定時(shí)器 T0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATC/T M1 M0 GATC/T M1 M0由表 可知，TMOD 的高 4 位用于設(shè)置定時(shí)器 1，低四位用于設(shè)置定時(shí)器 0，對(duì)應(yīng) 4 位的含義如下：GATE門控制位。通過軟件寫入 TMOD（字節(jié)地址為 89H）和 TCON（字節(jié)地址為88H）兩個(gè) 8 位寄存器來設(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器的操作模式和控制功能。三個(gè)定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器均可編程設(shè)定為定時(shí)模式和計(jì)數(shù)模式兩種，在這兩種模式下又均可設(shè)定四種工作方式，其控制和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對(duì)控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞健?單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部有三個(gè) 16 位的可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 T0、定時(shí)器 T1 和定時(shí)器T2。表 AT89S52 單片機(jī)中斷級(jí)別中斷源 默