【正文】 :當(dāng)使 DATA線處于高電平時 ,觸發(fā)SCK9 次以上 (含 9 次 ) ,并發(fā)一個前述的?傳輸開始?命令。使用 8/ 12/ 14 位的分辨率測量分別需要大約 11/ 55/ 210 ms。如果沒有用 CRC28校驗(yàn)和 ,則控制器就會在測量數(shù)據(jù) LSB后，保持 ack為高時停止通訊 ,SHT11在測量和通訊完成之后會自動返回睡眠模式。測量溫度和測量濕度命令所對應(yīng)的時序如圖 34所示。 5) 低電壓檢測 SHT11的工作極限功能可以檢測 VDD電壓是否低于 ，準(zhǔn)確度為177。 SHT11的狀態(tài)寄存器 SHT11的狀態(tài)寄存器的類型及其說明見表 32。因 SHT11內(nèi)部集成了 A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口等，在與單片機(jī)連接時就不需要再外接轉(zhuǎn)換部件 [6]。 通過上面的論述可見 SHT11數(shù)字式溫濕度傳感器完全符合對土壤溫濕度檢測的要求?？赏ㄟ^簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，光感應(yīng)用于智能儀器、單片機(jī)系統(tǒng)和家用時鐘電路等領(lǐng)域。它通過一個簡單的串行接口與微處理器進(jìn)行通信 [8]。對于少于 31 天的月份，每月月底的日期是自動調(diào)整的，包括對瑞年進(jìn)行更正，時鐘運(yùn)行可采用 24小時制或帶 AM/PM指示的 12小時制。與時鐘 /RAM 通信只需三根線 :RST 、 I/O(數(shù)據(jù)線 )及 SCLK（串行時鐘）。 DS1302設(shè)計為低功耗工作 ，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息的功耗小于 1uF。 第 3腳： RST 復(fù)位輸入端。 第 5腳：數(shù)據(jù)輸入 /輸出端。 命 令字節(jié) 表 41 所示為命令字節(jié)格式。該 MSB（第 7 位）必須為邏輯 0，寫入 DS1302操作將被禁用。第 1 至第 5 位規(guī)定特定寄存器作為輸入還是輸出。命令字節(jié)總是從 LSB（第 0位）輸入。 RST 輸入起到兩種功能：第一， RST 啟動控制邏輯，允許地址 /字節(jié)序列訪問移位寄存器。 一個時鐘周期是一個上升沿序列，緊跟著下降沿。如果 RST 輸入低電平所有數(shù)據(jù)傳輸中止。數(shù)據(jù)的傳輸如圖 42所示。 a)單字節(jié)傳送 b) 多字節(jié)傳送 圖 42 數(shù)據(jù)傳送時序 （ 2）數(shù)據(jù)輸入 繼輸入寫命令字節(jié)的 8個 SCLK周期后，在接下來的 8個 SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)。數(shù)據(jù)輸入從位 0開始。請注意，將被傳輸?shù)牡谝粋€數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在命令字節(jié)最后一位被寫入后的第一個下降沿。此操作允許連續(xù)多字節(jié)模式讀取能力。數(shù)據(jù)輸出開始于第 0位。如上所述，第 6 位指定時鐘或 RAM和第 0位指定讀或?qū)?。在多字?jié)模式中，讀或?qū)戦_始于地址 0的第 0位。然而，當(dāng)在多字節(jié)模式寫入 RAM 時，為了數(shù)據(jù)的傳輸，沒有必要寫入所有的 31 個字節(jié)。 （ 5） DS1302內(nèi)部寄存器 DS1302內(nèi)部寄存器地址及數(shù)據(jù)分配情況如表 42所示。數(shù)據(jù)以 BCD 碼形式包含在時鐘 /日歷寄存器中。當(dāng)此位置 1時，時鐘振蕩器停止，DS1302進(jìn)入低功耗備用模式，電源消耗小于 100nA。初始上電狀態(tài)未定義。小時寄存器的第 7位被 定義為 12或 24小時模式選擇位。在 12小時模式下，第5位是 AM/PM位，其為邏輯高電平表示 PM。當(dāng) 12/24位被改變時，小時數(shù)據(jù)一定要被重新初始化。首 7位（第 0至第 6位）必須為 0， 讀取時始終讀 0。當(dāng)寫保護(hù)位為高電 平時，該位阻止對任何其他寄存器的寫操作。因此，在寫入 該器件之前，應(yīng)清除 WP位。涓流充電選擇 (TCS)位（第 4至第 7位）控制涓流充電器 的選擇。所有其他模式都禁用涓流充電器。 DS 為二極 管選擇位， RS為電阻選擇位。在此 模式下，首 8個時鐘 /日歷寄存器可以從地址 0的第 0位開始被連續(xù)地讀取或?qū)懭搿Ｔ诙嘧止?jié)模式下，涓流充電器不 可用。 8） RAM多字節(jié)模式： RAM命令字節(jié)指定多字節(jié)模式操作。 （ 6）晶振的選擇 2和 3（ X X2）直接連接至 DS1302。 （ 7）電源控制 Vcc1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源的電池備份。 DS1302由 Vcc1 或 Vcc2兩者中較大者供電。連接示意圖如圖 43所示 [9]。工作電流小，適合于儀表和低功耗系統(tǒng)。 LCD液晶顯示器的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制。液晶顯示器適應(yīng)于大規(guī)模電路直接驅(qū)動，易于實(shí)現(xiàn)全 彩色顯示的特點(diǎn)。 液晶顯示器的分類 液晶顯示器按顯示圖案的不同可分筆段型 LCD、字符型 LCD和點(diǎn)陣圖型 LCD三種 [1]。該類型主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字符或某些字符。其中以 7段顯示器常用，常用于數(shù)字儀表、電子儀器中。它一般由若干個 5 8或 5 11點(diǎn)陣組成，每個點(diǎn)陣顯示一個字符。 （ 3） 點(diǎn)陣圖形型 點(diǎn)陣圖形型是在一平板上排列多行多列的矩陣式的晶格點(diǎn)，點(diǎn)的大小可根據(jù)顯示清晰度來設(shè)計，可顯示數(shù)字、字母、漢字、圖像，甚至動畫。 AMPIRE 128 64 帶中文字庫的 128 64是一種具有 4位 /8位并行、 2線或 3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其 顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192個 16*16點(diǎn)漢字，和 128 個 16*8點(diǎn) ASCII 字符集?？梢燥@示 8 4行 16 16點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。因此選用點(diǎn)陣圖 形型的 AMPIRE 128 64。 LCD 128 64引腳功能 AMPIRE 128 64內(nèi)置 KS0108型圖形液晶模塊驅(qū)動，它的引腳功能表如表 51所示。 表 51 LCD 128 64 引腳功能表 引腳號 引腳名稱 電平 引腳功能描述 1 CS1/CS2 H/L 片選信號，芯片 1/芯片 2 控制液晶左半屏 /右半屏 2 GND 0V 電源地 3 VCC +5V 電源正 4 V0 — 對比度（亮度）調(diào)整 續(xù)表 引腳號 引腳名稱 電平 引腳功能描述 5 RS H/L RS=? H? ,表示 DB7～ DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=? L? ,表示 DB7～ DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 6 R/W H/L R/W=? H? ,E=? H? ,數(shù)據(jù)被讀到 DB7～ DB0 R/W=? L? ,E=? L? , DB7～ DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 7 E H/L 使能信號 8 DB0～ DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 RST H/L 復(fù)位端，低電平有效 10 VOUT — LCD 驅(qū)動電壓輸出端 KS0108 控制器指令功能 KS0108控制器指令功能如表 42所示。此時接口電路被封鎖，不能接受除狀態(tài)字以外的任何操作。 ON/OFF：表示當(dāng)前的顯示狀態(tài)。 RESSET：表示當(dāng)前 KS1008 的工作狀態(tài)，即反映 RET 端得電平狀態(tài)。 在占領(lǐng)設(shè)置和數(shù)據(jù)讀寫時要注意狀態(tài)字中的 BUSY標(biāo)志。因此計算機(jī)在每次對 KS0108操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷 BUSY是否為? 0?。 ② 顯示開關(guān)（ display on/off）格式： 0 0 1 1 1 1 1 D 該指令設(shè)置顯示開關(guān) /觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)鎖存器的工作方式，從而控制顯示狀態(tài)。當(dāng) D=1 為顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯示屏上呈現(xiàn)所需的效果。當(dāng) D=0為關(guān)顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器被清 0，顯示屏呈不顯示狀態(tài)，但顯示存儲器并沒有被破壞，在狀態(tài)組中 ON/OFF=1。 KS0108 有 64 行顯示的管理能力，該指令中 L5～ L0為顯示起始行的地址，取值在 0～ 3FH（ 1～ 64）范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對的顯示存儲器的行地址。 ④ 頁面地址設(shè)置（ set page(X address)）格式： 1 0 1 1 1 P2 P1 P0 該指令設(shè)置了頁面地址→ X地址寄存器的內(nèi)容。該指令規(guī)定了以后的讀 /寫操作將在哪一個頁面上進(jìn)行。 Y 地址計數(shù)器具有自動加一功能，在每一次讀 /寫數(shù)據(jù)后它將自動加一，所以在連續(xù)進(jìn)行讀 /寫數(shù)據(jù)時， Y地址 計數(shù)器不必每次都設(shè)置一次。 ⑥ 寫顯示數(shù)據(jù)（ write display data）該操作將 8 位數(shù)據(jù)寫入先前已經(jīng)確定的顯示存儲器的單元內(nèi)，操作完成后列地址計數(shù)器自動加一。 應(yīng)用說明 用帶中文字庫的 128 64 顯示模塊時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 欲在某一個位置顯示中文字符時，應(yīng)先設(shè)定顯 示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫入中文字符編碼。不過在顯示連續(xù)字符時，只須設(shè)定一次顯示地址，由模塊自動對地址加 1指向下一個字符位置，否則，顯示的字符中將會有一個空 ASCII字符位置。 ④ 模塊在接收指令前，向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取 BF標(biāo)志時 BF需為? 0?，方可接受新的指令。指令執(zhí)行的時間請參考指令表中的指令執(zhí)行時間說明。當(dāng)變更? RE?后，以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更? RE?位，否則使用相同指令集時，無需每次均重設(shè)? RE?位。 土壤溫濕度檢測與控制 土壤溫濕度檢測與控制系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51為控制核心，通過軟件設(shè)置達(dá)到具體動作實(shí)現(xiàn)。同時，如果系統(tǒng)在智能澆水設(shè)置情況下，則該值與設(shè)定的澆水上下限值相比較，若低于下限值，則單片機(jī)發(fā)出一個控制信號控制電磁閥打開，開始澆水。若果系統(tǒng)設(shè)置在手動澆水情況下，則按照設(shè)定好的定時澆水時間以及澆水的量進(jìn)行澆水， SHT11把檢測到的土壤溫濕度值顯示在 LCD上，以達(dá)到對土壤溫濕度實(shí)時監(jiān)測的目的。 圖 61 自動澆水系統(tǒng)設(shè)計框圖 硬件電路設(shè)計 土壤溫濕度檢測與控制系統(tǒng) 由 AT89C51單片機(jī)、 SHT11數(shù)字溫濕度傳感器、 LCD顯示屏、輸入按鍵、二極管、三極管與電磁閥等組成。 對于 LCD顯示屏將 DB0～ DB7 通過排阻 RESPACK8 連接到單片機(jī)的 ～ ， E、 R/W、 RS與 、 、 ，片選 CS CS2與 、 。鍵盤是由一組常開的按鍵組成，每個按鍵都被賦予一個代碼，稱為鍵碼。編碼鍵盤是通過一個編碼電路識別閉合鍵的鍵碼，非編碼鍵盤是通過軟件來識別鍵碼。 非編碼鍵盤可以分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤兩種結(jié)構(gòu)形式。獨(dú)立式非編碼鍵盤中每一按鍵都獨(dú)立地占用一條數(shù)據(jù)線，當(dāng)一按鍵閉合時，相應(yīng)的 I/O線變?yōu)榈碗娖健Ｓ捎跈C(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，觸點(diǎn)在閉合和彈開瞬間的電接觸情況不穩(wěn)定，造成電壓信號的抖動，如圖 63所示。為了避免一次閉合引起的 CPU多次處理，就要采用措施消除抖動。硬件去抖一般采用雙穩(wěn)態(tài)去抖電路（如圖 64所示）。 圖 62 按鍵輸入電路 圖 63 電壓抖動 圖 64 單穩(wěn)態(tài)去抖電路 在本次設(shè)計中用到的鍵數(shù)較少，為了簡化硬件電路，選用獨(dú)立式非編碼鍵盤，并采用軟件消抖的方法來消除按鍵抖動。電磁閥是用電磁效應(yīng)進(jìn)行控制的，主要的控制方式由繼電器控制。控制的精度和靈活性都能夠保證。 電磁閥從原理上分為三大類： 1）直動式電磁閥 直動式電 磁閥在通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 2）先導(dǎo)式電磁閥 先導(dǎo)式電磁閥在通電時，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速在腔室關(guān)閉件周圍形成下地上高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向下移動，關(guān)閉閥門。 3）分布直動式電磁閥 分布直動式電磁閥是一種直動和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理結(jié)構(gòu)，當(dāng)入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。它的特點(diǎn)是在零壓差、真空或高壓時亦能動作，只是功率較大，要求必須水平安裝。綜上所述，在本次設(shè)計中采用常閉型的直動式電磁閥，不僅控制電路簡單而且經(jīng)濟(jì)適用。 （ a）土壤溫濕度檢測顯示電路 (b) 澆水驅(qū)動電路 圖 65 土壤溫濕度檢測控制電路 在澆水控制電路中，當(dāng) 口輸出高電平時，三極管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，處于放大狀態(tài)。在電路中二極管作保護(hù)，用以 防止過電壓。通過設(shè)置鍵來選擇澆水方式，若設(shè)置鍵按下則為手動澆水方式，否則為智能澆水方式。智能澆水時，傳感器起感應(yīng)作用，當(dāng)傳感器把感應(yīng)到的土壤溫濕度信號傳給單片機(jī)，由控制程序判斷是否需要進(jìn)行澆水，若需要澆水，單片機(jī)輸出高電平打開電磁閥，給植物澆水。由此，實(shí)現(xiàn)了智能澆水，澆水的上下限由程序編程 時設(shè)定。 在本次設(shè)計中定時器 /計數(shù)器 0、 1均工作在計數(shù)器方式的模式 1。可以以此類推計算出所要設(shè)定的時間。 主程序和智能澆水與手動澆水子程序如下： main() { int i,j。i0。j0。 if(button==0) { hand_out()。 } } } （ 1） 智能澆水子程序 對于一般花卉來講，四季的供水量是：每年開春后氣溫逐漸升高，花卉進(jìn)入生長旺期，澆水量是逐 漸加多。夏季氣溫高，花卉生長旺盛，蒸騰作用強(qiáng)，澆水量應(yīng)充足。立秋后氣溫漸低，花卉生長緩慢，適當(dāng)少澆水。冬季澆水宜在午后 1－ 2時進(jìn)行。//14位 tempeture