【正文】 右移，低電平左移 。指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。 第16腳：背光源負(fù)極。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。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，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第2腳：VDD接5V正電源。（16列2行）。所以對于粉塵濃度傳感器的硬件電路設(shè)計(jì)在這里就不予給出。5%； 采樣流量：15L/min； 工作電壓：DC（9～24）V（本安電源）；工作電流：≤250mA； 重量：5kg； 輸出信號制式：頻率（200～1000）Hz。GCG1000粉塵濃度傳感器主要技術(shù)指標(biāo)：測量范圍：～1000）mg/m3； 測量相對誤差：≤15%； 采樣流量誤差：≤177。按照說明書的要求，DHT11與單片機(jī)的連線長度小于20米時(shí)，需要在VCC和DATA之間接5K的上拉電阻，因此DHT11與單片機(jī)的連接電路如下圖39所示：圖39 溫濕度檢測電路 粉塵濃度傳感器電路的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的要求，粉塵濃度傳感器選用GCG1000。數(shù)字0信號表示方法如下圖37所示：圖37 數(shù)字0信號表示法數(shù)字1信號表示方法如下圖38所示圖38 數(shù)字1信號表示法 DHT11傳感器電路的設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，系統(tǒng)采用多個(gè)DHT11芯片，本設(shè)計(jì)針對實(shí)驗(yàn)室的三點(diǎn)進(jìn)行測量。DHT11接收到主機(jī)的開始信號后,等待主機(jī)開始信號結(jié)束,延時(shí)等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號,主機(jī)發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。（5）時(shí)序描述：用戶MCU發(fā)送一次開始信號后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開始信號結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號,送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集,DHT11接收到開始信號觸發(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,。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) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) 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)+8bi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。（2）接口說明 ：建議連接線長度短于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。Pin3:（NC），空腳，請懸浮。 DHT11傳感器實(shí)物圖如下33所示：（1）引腳介紹：Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3~。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測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。 DHT11傳感器簡介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。此時(shí)的溫度即為露點(diǎn)溫度。當(dāng)達(dá)到一定溫度、相對濕度達(dá)到100%飽和。此物理量亦隨著溫度和壓力的變化而變化，并且在0度以下即使同意濕度，與水共存的飽和水蒸汽和與冰共存的飽和水蒸汽的值是不同的，通常采用的是于水共存的飽和水蒸汽。通常在工作和生活中我們使用的濕度即為相對濕度。相對濕度：氣體中所含的水蒸氣與氣體飽和時(shí)所含的水蒸氣的比，用百分比表示。但是，即使水蒸氣量相同，由于濕度和壓力的變化氣體體積也要發(fā)生變化，即絕對濕度D發(fā)生變化?，F(xiàn)代科學(xué)對溫濕度測量做出了明確的定義和表示方法。它是利用轉(zhuǎn)換元件電磁參數(shù)隨溫度變化的特性，對溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測的裝置，其中將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱熱電阻傳感器，金屬熱電阻式傳感器簡稱熱電阻，半導(dǎo)體熱電阻式傳感器簡稱熱敏電阻，將溫度變化換為電動(dòng)勢變化的稱為熱電偶傳感器[3]。在接觸式和非接觸式兩大類溫度傳感器中，相比之下運(yùn)用較多的是接觸式傳感器，非接觸式傳感器一般在比較特殊的場合才使用。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類。濕度傳感器的種類有很多，大致可以分為物性型，結(jié)構(gòu)型，其他形式三大類。濕度傳感器在倉庫，工業(yè)生產(chǎn)，過程控制，無塵間實(shí)驗(yàn)室等方面有著廣泛的應(yīng)用。在此意義下，常用絕對濕度、相對濕度、比較濕度、混合比、飽和差及露點(diǎn)等物理量來表示；若表示在濕蒸汽中液態(tài)水分的重量占蒸汽總重量的包分比，則稱之為蒸汽的濕度。在一定的濕度下載一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕。所以選用智能化的集成溫濕度傳感器芯片DHT11，可以滿足我們的設(shè)計(jì)要求。寄存器包括程序計(jì)數(shù)器PC和特殊功能寄存器，其中（PC）=0000H圖32 復(fù)位電路特殊功能寄存器的復(fù)位狀態(tài)見表31。單片機(jī)的RST引腳是復(fù)位信號的輸入端，RST引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部可以安全復(fù)位。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，因此在電源上電時(shí)，復(fù)位信號才能被撤出，微機(jī)電路開始正常工作。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V177。圖31 晶振電路 復(fù)位電路復(fù)位電路的功能就是對CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)CPU落入死循環(huán)之后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用。如圖所示。 晶振電路晶振電路的主要任務(wù)是為AT89C51單片機(jī)正常工作需要的時(shí)鐘電路提供一個(gè)穩(wěn)定的工作頻率。因此本設(shè)計(jì)選用MCS51系列的AT89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的CPU。國內(nèi)尤以MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛。 本章小結(jié)本章介紹了總體方案的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)的選型，設(shè)計(jì)出了本系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)框圖，其中輸入電路包括單片機(jī)的晶振電路，復(fù)位電路，溫濕度以及粉塵濃度檢測電路，鍵盤輸入電路；輸出電路包括顯示電路，報(bào)警電路，繼電器控制電路。在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，正常情況下，顯示電路可以實(shí)時(shí)的顯示無塵間內(nèi)的溫度、濕度和粉塵濃度。為了提高測量的精度，提高信號的轉(zhuǎn)換質(zhì)量，作為模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器，對其本身的性能要求也很高，因此傳感器芯片內(nèi)要有性能良好的A/D轉(zhuǎn)換器。放大電路是提高單片機(jī)對信號進(jìn)行識(shí)別的有效方法，而且在復(fù)雜電路的各種設(shè)計(jì)領(lǐng)域中是最常用也是必須采用的方法。溫濕度信號檢測可以使用傳統(tǒng)的電阻式溫濕度傳感器也可以采用集成的智能溫濕度傳感器芯片測量，粉塵濃度傳感器應(yīng)該使用測量以及采樣相對誤差較小的傳感器。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止[2]。在閑置模式下，CPU停止工作。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： 　 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 　 /INT0（外部中斷0）　 /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/ 地址的低八位。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容，各端口的功能簡介如下所示：P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。而HJ1602A就是最好的選擇。而12864液晶顯示屏最便宜的也要四十塊錢。不過1602液晶屏也能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)然12864液晶屏顯示更全面、字符更多。1602只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示16*2個(gè)字符，但寄存器不止32個(gè)，有一些顯示效果，如字符一個(gè)個(gè)顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單。HJ1602A 是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02 即32個(gè)字符。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。液晶顯示模塊是12864點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）及64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。GCG1000粉塵濃度傳感器吸收消化了國內(nèi)外先進(jìn)的測塵技術(shù)，可連續(xù)檢測存在易燃易爆可燃性氣體混合物的環(huán)境中浮游粉塵的濃度，具有測量快速準(zhǔn)確、靈敏度高、就地顯示、遠(yuǎn)程信號傳輸、性能穩(wěn)定、可預(yù)置K值等功能及特點(diǎn)，可與各種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。故選擇方案二。可靠穩(wěn)定。卻也能滿足設(shè)計(jì)要求。卻稍顯復(fù)雜。完全符合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。2℃，測濕精度為177。測量范圍20%~90%RH，0℃~50℃。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。DHT11是一款集成型的數(shù)字溫濕度一體傳感器。2%RH?？蓽y量相對濕度范圍在0%~100%RH?！妗y量范圍在—55℃~125℃，—10℃~85℃，誤差范圍在177。DS18B20是一線式數(shù)字溫度傳感器。（5）顯示：LCD就地顯示輸入值和相應(yīng)的溫濕度。（3）粉塵濃度監(jiān)控：通過粉塵濃度傳感器對無塵間實(shí)驗(yàn)室的粉塵濃度進(jìn)行測量，并通過空氣濾清器來控制粉塵濃度使其達(dá)到適合的范圍。（1）溫度監(jiān)控：通過溫度傳感器對無塵間實(shí)驗(yàn)室溫度進(jìn)行測量，并通過升溫或降溫達(dá)到無塵實(shí)驗(yàn)室的最佳要求。通過DHT11傳感器采集當(dāng)前的溫濕度值、再經(jīng)單片機(jī)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送到液晶屏上顯示出來。因此不需要手動(dòng)焊接等復(fù)雜的過程。采集溫濕度方面由DHT11傳感器來完成，它是一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器、內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以直接與單片機(jī)相連接。以AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)作為核心控制電路，控制DHT11傳感器采集的溫濕度以及GCG1000傳感器采集的粉塵濃度值的轉(zhuǎn)換，控制1602液晶屏的顯示，以及蜂鳴器的報(bào)警。 功能要求通過數(shù)字溫濕度傳感器DHT11采集溫濕度數(shù)據(jù)，通過GCG1000粉塵濃度傳感器采集粉塵濃度數(shù)據(jù)，即時(shí)傳輸給單片機(jī)；單片機(jī)將收到的信號進(jìn)行分析和處理，將采集到的實(shí)時(shí)