【正文】 xx 的激活時(shí)間不要超過(guò) 15%（例如，對(duì)應(yīng)12bit 精度測(cè)量，每秒最多進(jìn)行 3 次測(cè)量）。如果不使用 CRC8 校驗(yàn)，控制器可以在測(cè)量值 LSB 后，通過(guò)保持確認(rèn)位 ack 高電平，來(lái)中止通訊。所有的數(shù)據(jù)從 MSB 開(kāi)始，右值有效（例如：對(duì)于 12bit 數(shù)據(jù)，從第 5 個(gè) SCK 時(shí)鐘起算作 MSB；而對(duì)于 8bit 數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無(wú)意義）。接著傳輸 2 個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1 個(gè)字節(jié)的 CRC 奇偶校驗(yàn)。 SHTxx 通過(guò)下拉 DATA 至低電平，表示測(cè)量的結(jié)束。確切的時(shí)間隨內(nèi)部晶振速度，最多有177。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 34 頁(yè) 共 57 頁(yè) 表 2 SHTxx 命令集 測(cè)量時(shí)序 發(fā)布一組測(cè)量命令（‘ 00000101’表示相對(duì)濕度 RH， ‘ 00000011’表示溫度 T）后，控制器要等待測(cè)量結(jié)束。 SHTxx 會(huì)以下述方式表示已正確地接收到指令：在第 8 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，將 DATA下拉為低電平（ ACK 位）。它包括：當(dāng) SCK 時(shí)鐘高電 平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后是在 SCK時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。詳細(xì)的 IO 特性，參見(jiàn)表 5。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如： 10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平（參見(jiàn)圖 2）。數(shù)據(jù)傳輸期間，在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí)， DATA 必須保持穩(wěn)定。 串行數(shù)據(jù)（ DATA） DATA 三態(tài)門(mén)用于數(shù)據(jù)的讀取。 串行時(shí)鐘輸入（ SCK） SCK 用于微處理器與 SHTxx 之間的通訊同步。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF的濾波電容。傳感器上電后，要等待 11m 來(lái)完成“休眠”狀態(tài)。并可根據(jù)用戶(hù)的不同需求，提供特殊封裝形式。微小體積、極低功耗等優(yōu)點(diǎn)使其成為各類(lèi)應(yīng)用中的首選。通過(guò)標(biāo)定得到的校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式儲(chǔ)存在芯片本身的 OTP 內(nèi)存中。該傳感器品質(zhì)卓 越、響應(yīng)超快、抗干擾能力強(qiáng)、極高的性?xún)r(jià)比。它采用專(zhuān)利的 CMOSens? 技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 此外，我還要感謝圖書(shū)館的所有工作人員，給我提供了大量的相關(guān)資料。正是因?yàn)樗膸椭也拍茼樌?完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 共 57 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] Takakura. 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9600b/s），此外，要注意是否有校驗(yàn)位的選擇，本系統(tǒng)沒(méi)有校驗(yàn)位。 AT89C51 具有串行通訊接口（ SCI） , SCI 是為能與 CRT 終端及計(jì)算機(jī)等外設(shè)通訊的全雙工異步系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用 RS232C 接口方式 ， 接口芯片采用MAX232，這種芯片可以實(shí)現(xiàn) TTL 電平和 RS232C 接口電平之間的轉(zhuǎn)換，也就是可以把 5V電平表示為 “1”， 0V電平表示 “0”的邏輯，轉(zhuǎn)換成－ 3～ 15V電平表示 “1”，＋ 3～ 15V 電平表示 “0”的邏輯，從而解決了由于 PC 機(jī)的串 行口是RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的接口，其輸入輸出在電平上和采用 TTL 電平的 AT89C51 在接口時(shí)會(huì)產(chǎn)生電平不同的問(wèn)題。 綜上所述，我們可以總結(jié)出該傳感器的工作流程，用流程圖表示如下圖314： 圖 314 濕度采集流程 圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 18 頁(yè) 共 57 頁(yè) 、上位機(jī) 本系統(tǒng)的按鍵部分對(duì)設(shè)定值可以進(jìn)行修改。因此，要 對(duì) 剛修正的值再作一次溫度補(bǔ)償（參數(shù)采用 12 位的數(shù)據(jù)）。 由于該傳感器測(cè)的濕度不是一個(gè)線性的量，對(duì)其采集的濕度量要進(jìn)行濕度修正，有濕度轉(zhuǎn)換成了相對(duì)濕度。 圖 313 SHT71的測(cè)量時(shí)序 根據(jù)該時(shí)序編寫(xiě)程序，在編寫(xiě)時(shí)要特別注意各階段的脈沖的個(gè)數(shù)以及電平的高低。 SHT71在使用 有它固有的命令集 ，詳見(jiàn)表 31[13]： 表 31 SHT71的命令集 與 EEPROM一樣我們根據(jù)它的時(shí)序來(lái)編程。 圖 312 啟動(dòng)傳輸時(shí)序 VDD為電源引腳，應(yīng)接 。詳細(xì)的 IO 特性，在程序開(kāi)始，用一組“ 啟動(dòng)傳輸”時(shí)序（圖 312）江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 16 頁(yè) 共 57 頁(yè) 表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?[13]。需要一個(gè)外部的上拉電阻（例如： 10kΩ）將信號(hào)提拉至高電平。數(shù)據(jù)傳輸期間，在 SCK 時(shí) 鐘高電平時(shí)， DATA 必須保持穩(wěn)定。 DATA 三態(tài)門(mén)用于數(shù)據(jù)的讀取。 SCK 用于微處理器與 SHT71之間的通訊同步。當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，軟件使 口置低電平，此時(shí)該管亮，設(shè)置結(jié)束時(shí)再按一次開(kāi)關(guān)使該管熄滅。 為了形象的看到開(kāi)關(guān)狀態(tài)，我們用一發(fā)光二極管作為開(kāi)關(guān)已開(kāi)的指示燈。 具體程序編寫(xiě)參照流程圖 310： 圖 310 顯示部分流程圖 按鍵部分（鍵盤(pán)） 本系統(tǒng)對(duì)按鍵部分的要求不高，只需要用 3個(gè)開(kāi)關(guān)即可。 10 進(jìn)制數(shù)的高低位進(jìn)行拆分，分別送給兩數(shù)碼管。 動(dòng)態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示頻率較高時(shí)，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍的顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個(gè)接口完成字形碼的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點(diǎn)亮 （數(shù)位選擇）。 靜態(tài)接口為固定顯示方式，無(wú)閃爍。在顯示程序的查表部分用該字行碼。因此，在編程的時(shí)候要注意高低電平的給定。 兩種數(shù)碼管所需的電平是不同的，共陰極的是高電平有效，共陽(yáng)極的是低電平有效 如 圖 38，因此， 兩種數(shù)碼管的字形碼也是不一樣的。 16 字節(jié)讀寫(xiě)程序流程圖如圖 38： 圖 38 EEPROM的讀寫(xiě)流程圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè) 、顯示部分 LED 有著顯示亮度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，常用的是七段式 LED 顯示器，有數(shù)碼管。在此，僅畫(huà)出多字節(jié)的讀出時(shí)序 ， 如圖 37： 圖 37 多字節(jié)讀 在有了讀寫(xiě)時(shí)序后，我們對(duì) EEPROM 進(jìn)行讀寫(xiě)編程。寫(xiě)時(shí)序如圖 3圖 36[10]： 圖 35 字節(jié)寫(xiě) 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 57 頁(yè) 圖 36 多字節(jié)寫(xiě) EEPROM 的讀時(shí)序與寫(xiě)時(shí)序相似。 圖 34 順序讀 EEPROM 部分 EEPROM 的讀寫(xiě)都是根據(jù)它的時(shí)序來(lái)編程的。應(yīng)當(dāng)注意的是：最后一個(gè)讀操作的第 9個(gè)時(shí)鐘周期不是“不關(guān)心”。 圖 33頁(yè)面寫(xiě) （ 3） 讀操作 讀操作有三種基本操作：當(dāng)前地址讀、隨機(jī)讀和順序讀。 圖 32 控制字節(jié)配置 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 共 57 頁(yè) （ 2） 寫(xiě)操作 寫(xiě)操作分為字節(jié)寫(xiě)和頁(yè)面寫(xiě)兩種操作，對(duì)于頁(yè)面寫(xiě)根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié) 不同有所不同。 圖 31 串行總線上的數(shù)據(jù)傳送順序 (1) 控制字節(jié) 在起始條件之后，必須是器件的控制字節(jié)，其中高四位為器件類(lèi)型識(shí)別符（不同的芯片類(lèi)型有不同的定義， EEPROM 一般應(yīng)為 1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫(xiě)位，當(dāng)為 1 時(shí)為讀操作，為 0 時(shí)為寫(xiě)操作。 SDA 線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在 SCL 為低電平的期間才能改變， SCL 為高電平的期間， SDA 狀態(tài)的改變被用來(lái)表示起始和停止條件。 總線基本操作 I2C 規(guī)程運(yùn)用主 /從雙向通訊。 CPU 向受控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)， CPU 接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。 結(jié)束信號(hào)： SCL 為低電平時(shí)， SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。 （ 2）信號(hào)類(lèi)型 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有三種類(lèi)型信號(hào)，它們分別是：開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。 CPU 發(fā)出的控制信號(hào)分為地址碼和控制量?jī)刹糠郑刂反a用來(lái)選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類(lèi)；控制量決定該調(diào)整的類(lèi)別（如對(duì)比度、亮度等）及需要調(diào)整的量。在 CPU 與被控 IC之間、 IC 與 IC 之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率 100kbps。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控 [14]。 I2C 總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控 (multimastering)， 其中 任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。由于接口直接在組件之上，因此 I2C 總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。可隨時(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個(gè)參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理 [14]。 I2C 總線產(chǎn)生于在 80 年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開(kāi)發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。此外，還可以通過(guò)按鍵來(lái)人為改變?cè)O(shè)定值，或通過(guò)上位機(jī)來(lái)設(shè)定值。其工作原理是 :濕度傳 感器通過(guò)信號(hào)檢測(cè)得到室內(nèi)的實(shí)時(shí)濕度值， 單片機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理得到實(shí)際測(cè)量的濕度值 （相對(duì)濕度） ，之后通過(guò)單片機(jī)的各外部 接口電路顯示該濕度值 。傳感器要遠(yuǎn)離發(fā)熱器件。 硬件原理圖 根據(jù)系統(tǒng)框圖（圖 11）以及各元器件的接口、功能，設(shè)計(jì)硬件原理圖。我們采用橋式整流濾波電路。 電源部分 本系統(tǒng)所有需要供電的器件都需要 5V的直流電源。 但它往往要占用較多 的 I/O口，本系統(tǒng)為了減少使用 I/O的個(gè)數(shù)，只用了 3個(gè)鍵，分別表示加 減 設(shè)定。焊接后，將傳感器在 74%RH的環(huán)境下存放至少 48小時(shí)（必 須在焊接結(jié)束后進(jìn)行），以保證聚合物的重新水合 [13]。 因?yàn)閭鞲衅鳛槊舾衅骷?，因此它的焊接有特殊的要求?使用標(biāo)準(zhǔn)的波動(dòng)焊爐，在最高 250℃的溫度條件下不超過(guò) 30 秒。 該傳感器有四個(gè)引腳如圖 22的 4[2]。傳感器包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件，這兩個(gè)敏感元件與一個(gè) 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及一個(gè)串行接口電路設(shè)計(jì)在同一個(gè)芯片上面。