【正文】 ATA 出現(xiàn)低電平，然后 SCK變?yōu)榈碗娖剑又?dāng) SCK 高電平時 DATA變?yōu)楦唠娖絼t表示開始數(shù)據(jù)讀寫 (啟動序列 )。 電路在上電后，程序首先完成溫濕度傳感器 SHT11的初始化，然后進入溫濕度測量子程序，從 SHT11讀出當(dāng)前室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，在此時如果數(shù)據(jù)已經(jīng)傳遞完畢，則 ack=1，終止通訊，否則繼續(xù)；之后調(diào)用溫濕度 轉(zhuǎn)換程序，將溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成攝氏溫度 /相對濕度。 DS1302與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是單個 RAM 單元，共 31個，每個單元組態(tài)為一個 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作 ，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的31個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH (讀 )。 表 36 DS1302寄存器分配表 Tab. 36 DS1302 Register Allocation 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 啟動 十位 個位 分寄存器 82H 83H 00～ 59 0 十位 個位 時寄存器 84H 85H 01～ 12或00～ 23 12/24 0 10 十位 個位 日寄存器 86H 87H 01～ 28，29， 30， 31 0 0 十 位 個位 月寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M 個位 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 0 個位 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 年寄存器 8CH 8DH 00～ 99 十位 個位 此外， DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。同樣，在緊跟 8位的控制指令字后的下一個 SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0位至高位 7。 DSl302的控制字節(jié)說明 DS1302的控制字節(jié) 如表 35所示， 最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302中 ； 位 6如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM 數(shù)據(jù)；位 5至位 1指示操作單元的地址 ； 最低有效位 (位 0)如為 0表示要進行寫操作，為 1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，下文有詳細 說明。上電運行時，在 VCC≥， RST 必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進行操作。 RST是復(fù)位，片選線，通過把 RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) VCC2小于 VCC1時， DS1302由 VCC1供電。 DS1302由 VCC1或 VCC2兩者中的較大者供電。 引腳功能及結(jié)構(gòu)圖 DS1302的引腳如圖 312所示 ： 圖 312 DS1302 引腳圖 DS1302Pin Map VCC1為后備電源， VCC2為主電源。 DS1302內(nèi)部有一個 31~8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 DS1302是美國 Dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償功能，工作電壓寬達 ～ 。這個特點對語音提示功能很有用。詳見下表： 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 表 34 SPI 控制寄存器 Tab. 34 SPI Control Register 位 值 功 能 位 值 功 能 RUN = = 1 0 允許 /禁止操作 開始 停止 PU = = 1 0 電源控制 上電 掉電 P/R = = 1 0 錄 /放模式 放取 錄 IAB = = 1 0 操作是否使用指令地址 忽略輸入地址寄存的內(nèi)容 使用輸入地址寄存的內(nèi)容 MC = = 1 0 快進模式 允許快進 禁止 P10P0 A10A0 行指針寄存器輸出 輸入地址寄存器 注： IAB 置 0 時 ,錄、放操作從 A9A0 地址開始。必須后跟 MC 指令快進繼續(xù) MC 11111XXXXXXXXXXX 執(zhí)行快進 ,直到 ,則進入OVF 狀態(tài) STOP 0X110XXXXXXXXXXX 停止當(dāng)前操作 STOP WRDN 0X01XXXXXXXXXXXX 停止當(dāng)前操作并掉電 RINT 0X110XXXXXXXXXXX 讀狀態(tài) :OVF 和 EOM 注：快進只能在放音操作開始時選擇。必須后跟 PLAY 指令使放音繼續(xù) PLAY 11110XXXXXXXXXXX 從當(dāng)前地址開始放音 (直至 EOM 或 OVF) SET REC 10100A10 A0 從指定地址開始錄音。器件便從 00 地址開始錄音 ,一直到出現(xiàn) OVF(存貯器末尾 )時 ,錄音停止。 如果從 00 處發(fā)音 ,則按以下時序 ： 發(fā) POWER UP 命令 ； 等待 TPUD(上電延時 )； 發(fā) POWER UP 命令 ； 等待 2 倍 TPUD； 發(fā)地址值為 00 的 SETREC 命令 。發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 ； 發(fā)PLAY 命令。因此 ,用戶發(fā)完上電指令后 ,必須等待 TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。放音速度是正常的 1600 倍 ,遇到 EOM 后停止 ,然后內(nèi)部地址計數(shù)器加 1,指向下條信息的開始處。 信息快進 ： 用戶不必知道信息的確切地址 ,就能快進跳過一條信息。 ISD4003 工作于 SPI 串行接口。 1μF的電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的響應(yīng)速度。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較 , 決定自動靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點。 自動靜噪（ AMCAP)： 當(dāng)錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時 ,自動靜噪功能使信號衰弱 ,這樣有助于養(yǎng)活無信號 (靜音 )時的噪聲。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要 ,因內(nèi)部首先進行了分頻。若要求更高精度 ,可從本端輸入外部時鐘 (如前表所列 )。 商業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi) , 頻率變化在 +%內(nèi)。 外部時鐘（ XCLK） ：本端內(nèi)部有下拉元件?？爝M模式下 ,RAC 的 是高電平 , 為低電平。每個 RAC 周期表示 ISD 存儲器的操作 進 行了一行 (ISD4003 系列中的存貯器其 1200 行 )。 EOM 標(biāo)志 只在放音中檢測到內(nèi)部的 EOM 標(biāo)志時 ,此狀態(tài)位才置 1。中斷狀態(tài)也可用 RINT指令讀取。 ISD 在任何操作 (包括快進 )中檢測到 EOM 或OVF 時 ,本端變低并保持。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿鎖存到 ISD,在下降沿移出 ISD。 ISD 未選中時 ,本端呈高阻態(tài)。 串行輸入： (MOSI)此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端，供 ISD 輸入。 音 頻輸入： (AUD OUT)提供音頻輸出，可驅(qū)動 5KΩ 的負載。 反相模擬輸入： (ANA IN)差分驅(qū)動時 , 這是錄音信號的 反 相輸入端 。單端驅(qū)動時 ,信號由耦合電容輸入 ,最大幅度為峰峰值 32mV,耦合電容和本端的吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 3KΩ 電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。 同相模擬輸入 ： (ANA IN+) 這是錄音信號的同相輸入端。這些 接地通路要足以使 VSSA 與 VSSD 之間的阻值小于 3Ω。 地線 ： (VSSA,VSSD) 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。 圖 310 測量時序概覽 (TS = 啟動傳輸 ) Fig310 Overview of Measurement Sequence (TS = Transmission Start) 寄存器配置 SHT11傳感器中的一些高級功能是通過狀態(tài)寄存器來實現(xiàn)的，寄存器各位的類型及說明見表 34所列。需要注意的是：為使 SHT11的溫升低于 ℃ ，此時的工作頻率不能大于標(biāo)定值的 15%（如 :12位精確度時，每秒最多進行 3次測量）。通訊在確認 CRC數(shù)據(jù)位后停止。為表明測量完成， SHT11會使數(shù)據(jù)線為低，此時控制器必須重新啟動 SCK，然后傳送兩字節(jié)的測量數(shù)據(jù)與 1字節(jié) CRC校驗和。 表 31 SHT11命令集 Tab. 31 SHT11 List of Commands 命令 編碼 說明 測量溫度 00011 溫度測量 測量濕度 00101 濕度測量 讀寄存器狀態(tài) 00111 “讀 ”狀態(tài)寄存器 寫寄存器狀態(tài) 00110 “寫 ”狀態(tài)寄存器 軟啟動 11110 重啟芯片，清楚狀態(tài)記錄器的錯誤記錄 11毫秒后進入下一個命令 當(dāng)發(fā)出了溫濕度測量命令后，控制器就要等到測量完成。 濕度值輸出 SHT11可通過 I2C總線直接輸出數(shù)字量濕度值，其相對濕度數(shù)字輸出特性曲線 圖 38所示。 SHT11傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在 OTP內(nèi)存中。 CMOSensTM技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將信號放大器、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲器、標(biāo)準(zhǔn) I2C總線等電路全部集成在一個芯片內(nèi)。 圖 37 SHT11 引腳圖及 典型應(yīng)用電路 SHT11 foot Map and Typical Application Circuit 工作原理 SHT11的濕度檢測運用電容式結(jié)構(gòu)，并采用具有不同保護的 “ 微型結(jié)構(gòu) ” 檢測電極系統(tǒng)與聚合物覆蓋層來組成傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外，還可抵御來自外界的影響。 SCK：串行時鐘輸入； VDD電源端： ～ ； 電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個 100nF 的電容，用以去耦濾波。為避免信號沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動 DATA在低電平。 DATA在 SCK時鐘下降 沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK時鐘上升沿有效。 SHT11溫濕度傳感器采用 SMD(LCC)表面貼片封裝形式，管腳排列 及典型應(yīng)用電路如圖 37所示 。電源電壓范圍為 。 主要特性： 與 MCS51兼容； 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命： 1000寫 /擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間： 10年；全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz；三級程序存儲器鎖定； 128*8位內(nèi)部 RAM；32可編程 I/O線；兩個 16位定時器 /計數(shù)器； 5個中斷源；可編程串行通道； 低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡版本。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100次。 圖 36 按鍵 控制 電路圖 Fig. 36 Keyboard Control Circuit 硬件電路主要器件 AT89C51 單片機 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 （ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機。采用串行輸出可以大大節(jié)省單片機的內(nèi)部資源，串并轉(zhuǎn)換器采用 74LS164， 驅(qū)動七段數(shù)碼管 [8]， 低電平時 允許通過 8mA 的電流，無需添加其他的驅(qū)動電路，采用較小的驅(qū)動電流就可以得到較高的顯示亮度 ， 其電路圖如圖 34 所示 [7， 8]： 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 圖 34顯示電路圖 Fig. 34 Show Circuit 時鐘模塊 時鐘 電路由時鐘芯片 DS1302 及其外圍電路組成，由于 DS1302 是串行時鐘芯片， 與單片機的連線少，只需要三根口線 分別與 DS1302串行總線的 I/O， SCLK， RST 相連 。 LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器 ， 在 6V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場合。從圖中可以看到 ISD4003 與單片機的連線較少， 接 ISD4003 的片選引腳 SS ，控制ISD4003 是否選通； 接 ISD4003 的串行輸出引腳 MISO； 接 ISD4003 的串行輸入引腳 MOSI