【正文】 delay1()。//2040us delay1()。//18ms io=1。 io=0。 } /****************DHT11 測(cè)試模塊 *************************/ void start()//開(kāi)始信號(hào) { io=1。 write_byte(q) 。 } void display(uchar addr, uchar q)//在某一地址上顯示一字節(jié) { delay(10) 。 write_cmd(0x0c) 。 write_cmd(0x06) 。 write_cmd(0x01) 。 write_cmd(0x08) 。 } void lcd_init()// 初始化 { 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） write_cmd(0x38) 。 ep = 1 。 ep = 0 。 rs = 1 。 } void write_addr(uchar addr)//寫(xiě)地址 { write_cmd(addr|0x80) 。 ep = 1 。 ep = 0 。 rs = 0 。 return result 。 0x80) 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） ep = 1 。 rs = 0 。 } void longdelay(uchar s) //長(zhǎng)延時(shí) { while(s) { delay(60) 。 i。 i。 i。i++) 。 while(ms) { for(i = 0 。 uchar HH,HL,TH,TL。 sbit ep = P2^5 。 sbit rs = P2^7 。 主程序設(shè)計(jì) 液 晶 模 塊 初 始 化開(kāi) 始延 時(shí) W h i l e （ 1 ） D H T 1 1 初 始 化D H T 1 1 溫 濕 度 轉(zhuǎn) 化讀 取 溫 濕 度 值溫 濕 度 處 理溫 濕 度 值 顯 示結(jié) 束 圖 61 主程序流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） LCD1602 液晶驅(qū)動(dòng)流程圖 開(kāi) 始延 時(shí)寫(xiě) 指 令 L C D 空 閑 ？顯 示 模 式 設(shè) 置顯 示 光 標(biāo) 移 動(dòng) 設(shè) 置顯 示 開(kāi) 關(guān) 及 光 標(biāo) 位 置結(jié) 束是否 圖 62 HS1602 液晶驅(qū)動(dòng)流程圖 程序的設(shè)計(jì) include define uint unsigned int define uchar unsigned char typedef bit BOOL 。通過(guò)本章的學(xué)習(xí) 完成硬件電路的設(shè)計(jì)。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。 典型應(yīng)用電路中建議連接線長(zhǎng)度短于 20米時(shí)用 ，大于 20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況降低上拉電阻的阻值。其中 E 是下降沿觸發(fā)的片選信號(hào)， R/W 是讀寫(xiě)信號(hào)， RS 是寄存器選擇信號(hào) 。 選用內(nèi)含 splc780控制器的點(diǎn)陣字符液晶顯示模塊 HS1602，它是一種低功耗 CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的字符 LCD顯示模塊，有 8位微處理器接口，通過(guò)內(nèi)部的 80 8位映射 DDRAM實(shí)現(xiàn) 2行 16個(gè)字符的顯示，可以滿足設(shè)計(jì)的需要。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部晶振時(shí)鐘電路。晶振的頻率可在 ~12MHZ之間任選，電容 C1和 C2的典型值在 5pf~30pf之間任選，為方便計(jì)算，采用了 12MHZ的晶振，采用電容選擇 30pf。 （ a）上電復(fù)位 （ b）開(kāi)關(guān)復(fù)位 圖 51 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) AT89C51的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的晶振電路；另外一種為外部方式，本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡(jiǎn)便，采用內(nèi)部振蕩方式， MCS51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成 了一個(gè)自激振蕩器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 硬件電路 設(shè)計(jì) 復(fù) 位電路 設(shè)計(jì) MCS51的復(fù)位輸入引腳 RET為 MCS51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行，在 MCS51的時(shí)鐘電路工作后，只要 RET引腳上出現(xiàn)超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要 RET保持高電平，則 MCS51循環(huán)復(fù)位，只有單 RET由高電平變成低電平以后， MCS51才從 0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用 上電 復(fù)位方式的復(fù)位電路 如圖 41（ a），上電瞬間， RST引腳上出現(xiàn)正脈沖，只要正脈沖保持 100ms以上，就能使單片機(jī)有效復(fù)位。 A字的字模： 01110 ○■■■○ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 11111 ■■■■■ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 圖 49 A 字的字模 本章小結(jié) 本章簡(jiǎn)述了數(shù)字溫 濕 度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)方案選擇，以及系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)原理，詳細(xì)介紹了主板電路和顯示電路的結(jié)構(gòu) 以及溫濕度采集模塊 串行通信過(guò)程 ， 以及 DHT11 傳感器工作時(shí)序特點(diǎn) 。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，定義如表36所示，實(shí)物圖如下所示： 圖 48 Lcd1602 的實(shí)物圖 在 1602 中 DDRAM 地址與顯示位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)如下： 表 45 lcd1602 的 DDRAM 地址與顯示位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系 : 顯示位置 1 2 3 4 5 6 7 ?? 40 DDRAM 地 址 第一行 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H ?? 27H 第二行 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H ?? 67H 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 表 45 字符型 LCD 的引腳定義 : 引腳號(hào) 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V) 3 Vee 對(duì)比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0= 向 LCD 寫(xiě)入指令或數(shù)據(jù) 1= 從 LCD 讀取信息 6 E 1,1→ 0 輸入 使能信號(hào)， 1時(shí)讀取信息， 1→ 0（下降沿）執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0(最低位） 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line1 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line2 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line3 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line4 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line5 13 DB6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line6 14 DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line7（最高位） 15 A +Vcc LCD 背光電源正極 16 K 接地 LCD 背光電源負(fù)極 （ 2） LCD1602 顯示字符原理 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8或 8 8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1”，其它的為 “0”，為 “1”的點(diǎn)亮，為 “0”的不亮。 選用內(nèi)含 splc780控制器的點(diǎn)陣字符液晶顯示模塊 HS1602，它是一種低功耗 CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的字符 LCD顯示模塊，有 8位微處理器接口，通過(guò)內(nèi)部的 80 8位映射 DDRAM實(shí)現(xiàn) 2行 16個(gè)字符的顯示，可以滿足設(shè)計(jì)的需要。 LCD 可以提供較強(qiáng)的頁(yè)面顯示功能，功率小，頁(yè)面相對(duì) 于 LED 現(xiàn)實(shí)更直觀，更明了；在顯示信息較多時(shí)，比 LED 所占的空間小，性價(jià)比更高。但 DHT11內(nèi)部重測(cè)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，等待外部信號(hào)的到來(lái)。 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 18ms，然后微處理器的 I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，由于上拉電阻，微處理器的 I/O即 DHT11的 DATA數(shù) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 據(jù)線也隨之變高，等待 DHT11作出回答信號(hào)，發(fā)送信號(hào)如圖 a)所示： 圖 47 發(fā)送信號(hào)圖 a) 主機(jī)發(fā)送起始信號(hào) 步驟三 : DHT11的 DATA引腳檢測(cè)到外 部信號(hào)有低電平時(shí)，等待外部信號(hào)低電平結(jié)束，延遲后 DHT11的 DATA引腳處于輸出狀態(tài)，輸出 80微秒的低電平作為應(yīng)答信號(hào)，緊接著輸出 80 微秒的高電平通知外設(shè)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，微處理器的 I/O 此時(shí)處于輸入狀態(tài)，檢測(cè)到 I/O 有低電平（ DHT11回應(yīng)信號(hào)）后，等待 80微秒的高電平后的數(shù)據(jù)接收，發(fā)送信號(hào)如圖 b)所示： 圖 47 發(fā)送信號(hào)圖 b) 步驟四 : 由 DHT11的 DATA引腳輸出 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： 50 微秒的低電平和 2628 微秒 的高電平，位數(shù)據(jù) “1”的格式為： 50 微秒的低電平加 70微秒的高電平。 圖 46 DHT11 數(shù)據(jù)時(shí)序圖 ⑤ 外設(shè)讀取步驟 主機(jī)和從機(jī)之間的通信可通過(guò)如下幾個(gè)步驟完成（外設(shè)（如微處理器）讀取 DHT11的數(shù)據(jù)的步驟）。 ④ 數(shù)據(jù)時(shí)序圖 用戶主機(jī)（ MCU）發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后， DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，待主機(jī)開(kāi)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)一次信采集。 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)位。由于它們是主從結(jié)極，只有主機(jī)呼叫從機(jī)時(shí)，從機(jī)才能應(yīng)答，因此主機(jī)訪問(wèn)器件都必須嚴(yán)格遵循單總線序列，如果出現(xiàn)序列混亂，器件將不響應(yīng)主機(jī)。單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制均由單總線完成。 （ 3） 產(chǎn)品亮點(diǎn) 成本低、長(zhǎng)期穩(wěn)定、相對(duì)濕度和溫度測(cè)量、品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離、數(shù)字信號(hào)輸出、精確校準(zhǔn)。 2 ℃ 量程范圍 0 50 ℃ 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%) 6 30 S 綜上比較 ， AM2302 的精度更高，測(cè)量也更精確，但 DHT11 也能滿足本次設(shè)計(jì)的需要，相較而言 價(jià)格方面也更易被接受，符合一般性要 求，所以選擇 DHT11。 1 ℃ 精度 177。 1 %RH 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 典型值 177。 4 %RH 0－ 50℃ 177。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 圖 44 DHT11 外形圖 表 44 DHT11 產(chǎn)品參數(shù) 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 濕度 分辨率 1 1 1 %RH 8 Bit 重復(fù)性 177。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。每個(gè) DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。 ℃ /yr ② DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。 1 ℃ 量程范圍 40 80 ℃ 重復(fù)性 177。 %RH 互換性 完全互換 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%) 5 S 遲滯 %RH 漂移 典型值 %RH/yr 溫度 表 43： AM2302 相對(duì)溫度性能表 參數(shù) 條件 min typ typ 單位 分辨率 ℃ 16 bit 精度 177。 溫濕度采集模塊 （ 1） 溫濕度傳感器選擇 ① AM2302 濕敏電容數(shù)字溫濕度模塊 圖 43 AM2302 外觀圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 相對(duì)濕度 表 42： AM2302 相對(duì)濕度性能表 參數(shù) 條件 min typ max 單位 分辨率 %RH 16 bit 精度 25℃ 177。 程序存儲(chǔ)器： 如果 EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開(kāi)始。 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) MCS51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。 EA/VPP： 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ P