數(shù)字溫濕度計(jì)(帶程序)

1、課程名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字溫濕度計(jì) 院 系： 電氣工程系 專 業(yè)： 城軌供電本 年 級： 2013 姓 名： 陳美旺 學(xué) 號： 20138020 指導(dǎo)教師： 關(guān)海川 西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2016 年 06 月 16 日西南交通大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書專 業(yè) 城軌供電 姓 名 陳美旺 學(xué) 號 20138020 開題日期： 2016 年 03 月 01 日 完成日期： 2016 年 06月 16 日題 目 數(shù)字溫濕度計(jì) 一、 設(shè)計(jì)的目的溫度和濕度是兩個(gè)基本的環(huán)境參數(shù)。在我們的生活中，我們要時(shí)刻關(guān)心環(huán)境的變化，只有很好的把握好環(huán)境的差異變化，我

2、們才能更好的生存與發(fā)展。比如說在日常生活中，適宜的溫度和濕度會(huì)使我們感到舒適，而不合適的溫度和濕度則會(huì)讓我們產(chǎn)生不舒服的感覺甚至生病。再比如說在一些溫室大棚里，里面的各類蔬菜瓜果只有在適宜的溫度和濕度下，才能成長的更快，我們才能獲取更大的效益。準(zhǔn)確測量溫濕度在生物藥學(xué)、食品加工、造紙業(yè)等行業(yè)更是至關(guān)重要。總之，無論在日常生活中還是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)方面都離不開對周圍環(huán)境溫濕度的測量。因此，研究溫濕度的控制和測量具有非常重要的意義。 二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求1) 確定系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)方案 2) 完成總體設(shè)計(jì)方案原理圖的繪制 3) 完成硬件電路的焊接及調(diào)試 4）完成軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編譯 5) 培養(yǎng)實(shí)踐技能

3、，提高分析和解決實(shí)際問題的能力 三、指導(dǎo)教師評語 四、成 績 指導(dǎo)教師 (簽章) 2016 年 06 月 16 日西南交通大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)（論文） 第74頁承 諾本人鄭重承諾：所呈交的設(shè)計(jì)（論文）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)（研究）所取得的成果，除文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的設(shè)計(jì)（研究）成果。對本設(shè)計(jì)（研究）做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)（論文）中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)一切后果。 學(xué)生簽名：2016 年 06月 16日摘 要在生活和工作中，我們時(shí)常需要檢測當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。本文采用AM2302

4、（DHT22）數(shù)字溫濕度傳感器，STC12C5A60S2單片機(jī)，OLED12864液晶顯示屏以及一些元器件進(jìn)行組合，從而完成對溫度和濕度的檢測。選用溫濕度傳感器AM2302檢測環(huán)境溫度和濕度，將其輸出的數(shù)字信號輸入單片機(jī)STC12C5A60S2，單片機(jī)采集數(shù)字信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后由OLED12864進(jìn)行顯示，并根據(jù)當(dāng)前溫度和濕度作出溫馨提示。本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)具有界面友好、硬件系統(tǒng)集成度高、電路簡單、功能強(qiáng)、性能可靠、精度高、成本低等特點(diǎn)。對我們的生活特別有幫助。關(guān)鍵詞：AM2302；單片機(jī)；溫濕度; 檢測AbstractIn life and work, we often need to d

5、etect the temperature and humidity of the current environment. This paper uses the AM2302(DHT22) temperature and humidity digital sensor STC12C5A60S2 singlechip, OLED12864 display, and some of the components are combined, so as to complete the detection of temperature and humidity. Choose AM2302 tem

6、perature and humidity sensors to detect temperature and humidity, the output of digital signal input microcontroller STC12C5A60S2 single-chip digital signal and data processing, and then by the OLED12864 display, plus a warm prompt according to the current temperature and humidity.The system design

7、with friendly interface, flexible control, high hardware system integration, simple circuit, functional, reliable performance, high precision, low cost, etc. Particularly helpful to our life.Keywords: AM2302; SCM; temperature and humidity; detection 目 錄第1章 緒 論11.1 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究目的與意義11.2 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

8、11.3 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究方法21.4 設(shè)計(jì)的思路和實(shí)現(xiàn)方法3第2章 設(shè)計(jì)介紹32.1 設(shè)計(jì)任務(wù)于要求32.2 設(shè)計(jì)原則42.3 方案的論證與選擇52.3.1 單片機(jī)的選擇52.3.2顯示器的選擇62.3.3 USB轉(zhuǎn)串口芯片的選擇7第3章 硬件設(shè)計(jì)93.1 主控模塊93.1.1 STC12C5A60S2簡介93.1.2 STC12C5A60S2的主要特點(diǎn)93.1.3 STC12C5A60S2的引腳功能103.1.4 A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)123.1.5 STC12C5A60S2的控制接口133.2 復(fù)位電路133.3 時(shí)鐘電路133.4 顯示模塊143.4.1 OLED12864簡介143.4

9、.2 SPI接口定義143.4.3 字模生成153.4.4 OLED原理圖173.4.5 OLED與單片機(jī)的連接173.5 溫濕度采集模塊183.5.1 溫濕度傳感器簡介183.5.2 傳感器參數(shù)183.5.3 串行接口193.5.4 傳感器原理圖213.5.5 引腳與接口213.6 串口通信模塊223.6.1 RS-232C簡介223.6.2 CH340T簡介233.6.3 CH340T與單片機(jī)的連接233.7 小結(jié)24第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)244.1 主程序模塊程序設(shè)計(jì)254.2液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)264.3 傳感器模塊程序設(shè)計(jì)274.4 小結(jié)28第5章 Protues仿真28結(jié)論與心得（改

10、）29參考文獻(xiàn)30附錄30附錄一：顯示效果圖30附錄二：硬件原理圖31附錄三：源代碼31主程序main.c31顯示器驅(qū)動(dòng)程序oled.c34顯示程序頭文件oled.h42字庫頭文件oled.h43傳感器驅(qū)動(dòng)程序dht11.h67傳感器程序頭文件dht11.h73第1章 緒 論1.1 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究目的與意義溫度和濕度是兩個(gè)基本的環(huán)境參數(shù)。在我們的生活中，我們要時(shí)刻關(guān)心環(huán)境的變化，只有很好的把握好環(huán)境的差異變化，我們才能更好的生存與發(fā)展。比如說在日常生活中，適宜的溫度和濕度會(huì)使我們感到舒適，而不合適的溫度和濕度則會(huì)讓我們產(chǎn)生不舒服的感覺甚至生病。再比如說在一些溫室大棚里，里面的各類蔬菜瓜果只

11、有在適宜的溫度和濕度下，才能成長的更快，我們才能獲取更大的效益。準(zhǔn)確測量溫濕度在生物藥學(xué)、食品加工、造紙業(yè)等行業(yè)更是至關(guān)重要?？傊?，無論在日常生活中還是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)方面都離不開對周圍環(huán)境溫濕度的測量。因此，研究溫濕度的控制和測量具有非常重要的意義。由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺沟萌藗兛梢岳糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量、信息處理和自動(dòng)控制。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此我們必須掌握各種傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，通過對傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制和開發(fā)及應(yīng)用。溫濕度傳感器發(fā)展

12、速度快，應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，并且還有很大發(fā)展?jié)摿?，為了提高對傳感器的認(rèn)識和了解，尤其是對溫濕度傳感器的深入研究，基于實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和廣泛的原則進(jìn)行了設(shè)計(jì)。1.2 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢縱觀市場，溫濕度檢測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，已有的各種溫濕度檢測產(chǎn)品，五花八門，如A2000家用溫濕度報(bào)警表、YD-808A工業(yè)用溫濕度顯示器等產(chǎn)品。 從功能上分析這些產(chǎn)品可以看出，一個(gè)比較完整的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)應(yīng)該具備以下基本的兩個(gè)功能： （1）實(shí)時(shí)檢測出環(huán)境中的溫度和濕度參數(shù)； （2）檢測的參數(shù)值顯示在顯示設(shè)備上（如數(shù)碼管，液晶顯示器等）。因此，本設(shè)計(jì)也應(yīng)該具備這些功能，并且對每一個(gè)部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，也可以擴(kuò)

13、展新的系統(tǒng)功能。 除了功能上的分析之外，再看這些產(chǎn)品還存在一個(gè)問題就是價(jià)格太高，不符合普通消費(fèi)者的消費(fèi)水平，如A2000家用溫濕度報(bào)警表，售價(jià)300元左右。 綜上所述，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出的環(huán)境溫濕度檢測系統(tǒng)，除了具備市場上已有產(chǎn)品的基本功能之外，還可以增加一些創(chuàng)新功能并盡量降低成本價(jià)格。1.3 數(shù)字溫濕度計(jì)的研究方法數(shù)字體溫計(jì)是利用溫濕度傳感器將溫度和濕度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過顯示屏顯示以數(shù)字形式的溫度和濕度，能快速準(zhǔn)確地測量當(dāng)前溫度，與傳統(tǒng)溫度計(jì)和濕度計(jì)相比，具有讀數(shù)字方便，測量時(shí)間短，測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，尤其是數(shù)字溫濕度計(jì)不像傳統(tǒng)溫度計(jì)那么易碎。 計(jì)量溫度的單位有攝氏度和華氏度兩種單位。1. 攝

14、氏度：攝氏度是目前世界上使用較為廣泛的一種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)的溫度計(jì)量單位，用符號“”表示。指在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純凈的冰水混合物的溫度為0度，水的沸點(diǎn)為100度，其間平均分為100份，每一等份為1度，記作1。它最初是由瑞典天文學(xué)家安德斯·攝爾修斯（Anders Celsius，17011744）于1742年提出的，其后歷經(jīng)改進(jìn)。攝氏溫度現(xiàn)已納入國際單位制（SI）。T(K)=t()+273.15，T為絕對溫度。2.華氏度：華氏度是溫度的一種度量單位，以其發(fā)明者德國人華倫海特（Gabriel D. Fahrenheit，16811736）命名的。1714年他發(fā)現(xiàn)液體金屬水銀比酒精更適宜制造溫度

15、計(jì)，以水銀為測溫介質(zhì)，發(fā)明了玻璃水銀溫度計(jì)，選取氯化銨和水的混合物的冰點(diǎn)溫度（即鹽水結(jié)冰的溫度）為溫度計(jì)的零度，人體溫度為溫度計(jì)的100度。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為32，水的沸點(diǎn)為212，中間有180等分，每等分為華氏1度，記作“1”?？諝獾臐穸扔薪^對濕度和相對濕度之分。1.絕對濕度：空氣中水蒸氣的壓強(qiáng) p 叫做空氣的絕對濕度?？諝獾臐穸瓤梢杂每諝庵兴羝拿芏龋磫挝惑w積的空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量來表示。由于直接測量空氣中水蒸氣的密度比較困難，而水蒸氣的壓強(qiáng)隨水蒸氣密度的增大而增大，所以通常用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)來表示空氣的濕度，這就是空氣的絕對濕度。2.相對濕度：（ 1 ）概念的引入：為

16、了表示空氣中水蒸氣離飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近而引入相對濕度的概念。（ 2 ）相對濕度 B ：某溫度時(shí)空氣的絕對濕度 p 跟同一溫度下水的飽和汽壓 ps 的百分比叫做這時(shí)空氣的相對濕度。本設(shè)計(jì)將溫度計(jì)和濕度計(jì)集成到一起，可檢測不同環(huán)境的溫度和濕度，其中溫度部分采用攝氏度，濕度部分采用相對濕度。本設(shè)計(jì)還可以直接同過usb 接口在電腦上進(jìn)行更新。1.4 設(shè)計(jì)的思路和實(shí)現(xiàn)方法本文的設(shè)計(jì)目的是要對空氣中的溫度和濕度進(jìn)行檢測。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分是溫濕度傳感器完成的，溫濕度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)送入STC12C5A60S2單片機(jī)中，然后通過液晶顯示器OLED12864進(jìn)行顯示，單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值與測量值進(jìn)行比較，根據(jù)

17、比較結(jié)果作出判斷，作出溫馨提示。 （1）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)通過比較，選用STC12C5A60A2單片機(jī)來構(gòu)造本系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，單片機(jī)通過SPI協(xié)議與液晶OLED12864通信， P3.4口接溫濕度傳感器AM2302，P3.0和P3.1口接USB轉(zhuǎn)串口芯片CH340，再外加復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。 （2）系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)檢測模塊：檢測所處環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)。顯示模塊：溫度和濕度采用液晶顯示，分兩行顯示使測量結(jié)果更直觀，便于管理人員做出決策。第2章 設(shè)計(jì)介紹2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)于要求設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，由單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)檢測、數(shù)據(jù)處理、顯示，實(shí)現(xiàn)溫濕度的連續(xù)測量。（2） 實(shí)現(xiàn)溫度

18、的實(shí)時(shí)提醒。（3） 現(xiàn)場檢測設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。（4） 軟件設(shè)計(jì)既要具有完成數(shù)據(jù)采集、處理的功能，其軟件編程應(yīng)具有功能強(qiáng)大、界面友好、便于操作和執(zhí)行速度快。設(shè)計(jì)要求（1） 測量范圍： 濕度20-90%RH， 溫度-20-80。（2） 測量精度： 濕度±2%RH， 溫度±0.5。（3） 分 辨 率： 濕度0.1%RH， 溫度0.1。2.2 設(shè)計(jì)原則要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)原則有以下幾個(gè)：（1） 可靠性高 可靠性是單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的前提，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都應(yīng)該將可靠性作為首要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。提高系統(tǒng)的可靠性通常從

19、以下幾個(gè)方面考慮：使用可靠性高的元器件；設(shè)計(jì)電路板時(shí)布線和接地要合理；對供電電源采用抗干擾措施；輸入輸出通道抗干擾措施；進(jìn)行軟硬件濾波等。 （2） 操作維護(hù)方便在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從操作者的角度考慮操作和維護(hù)方便，盡量減少對操作人員專業(yè)知識的要求，以利于系統(tǒng)的推廣。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能減少人機(jī)交互接口，多采用操作內(nèi)置或簡化的方法。（3） 性價(jià)比高 單片機(jī)除體積小、功耗低等特點(diǎn)外，最大的優(yōu)勢在于高性能價(jià)格比。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能否被廣泛應(yīng)用，性價(jià)比是其中一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能用軟件功能取代硬件功

20、能等。2.3 方案的論證與選擇2.3.1 單片機(jī)的選擇方案一：STC89C52單片機(jī)STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/

21、計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：運(yùn)算速度較慢。方案二：STC12C5A60S2單片機(jī)STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代

22、8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。STC12C5A60S2是8051系列單片機(jī)，與普通51單片機(jī)相比有以下特點(diǎn)：1、同樣晶振的情況下，速度是普通51的812倍2、有8路10位AD3、多了兩個(gè)定時(shí)器，帶PWM功能4、有SPI接口5、有EEPROM6、有1K內(nèi)部擴(kuò)展RAM7、有WATCH_DOG8、多一個(gè)串口9、IO口可以定義，有四種狀態(tài)10、中斷優(yōu)先級有四種狀態(tài)可定義優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算速度快。缺點(diǎn)：價(jià)格稍高。綜合本設(shè)計(jì)需要滿足的技術(shù)指標(biāo)以及硬件設(shè)計(jì)的性價(jià)比我們

23、選擇方案二。2.3.2顯示器的選擇方案一：數(shù)碼管數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。（1）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。

24、（2）動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的

25、點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)碼管亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。缺點(diǎn)：對于溫濕度的顯示不太方便，而且連線復(fù)雜。方案二：LCD 1602液晶顯示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，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。1602具有輕薄短小、低壓微功耗、體積小、無輻射、平面直角顯示及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)點(diǎn)，且可視面積大、效果好、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)，適合用于顯示字母、

26、數(shù)字、符號等信息，而且不需要擴(kuò)展過多外圍電路，可由單片機(jī)直接進(jìn)行控制輸出顯示。優(yōu)點(diǎn)：可視面積大、效果好、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)，適合用于顯示字母、數(shù)字、符號等信息。缺點(diǎn)：顯示內(nèi)容較少。方案三：OLED 12864OLED在工藝上只需用兩層薄膜和玻璃或塑料基板，比LCD的工藝更加簡單。OLED顯示效果比LCD顯示屏更明亮、更細(xì)膩，理論上也更省電。由于OLED材料具有自發(fā)光特性，無需背光模塊及彩色濾光片，也不需要一般LCD面板的灌液晶工藝，所以制作上比采用液晶體發(fā)光的LCD少三道工序，量產(chǎn)后成本將明顯降低。OLED具備有構(gòu)造簡單、自發(fā)光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性

27、面板、使用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。12864由128*64個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，相對于1602來說像素點(diǎn)更多，顯示內(nèi)容更豐富，可以顯示漢字。優(yōu)點(diǎn)：顯示內(nèi)容豐富、自發(fā)光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣。缺點(diǎn)：價(jià)格高、不帶字庫、驅(qū)動(dòng)較為麻煩。綜合以上方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇方案三作為顯示方案。2.3.3 USB轉(zhuǎn)串口芯片的選擇方案一：PL2303PL2303內(nèi)置USB功能控制器、USB 收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號的UART， 只需外接幾只電容就可實(shí)現(xiàn)USB 信號與RS232 信號的轉(zhuǎn)換，能夠方便嵌入到各種設(shè)備；該器件作為USB/RS232 雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機(jī)接收USB 數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS

28、232 信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面從RS232 外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB 數(shù)據(jù)格式傳送回主機(jī)。這些工作全部由器件自動(dòng)完成，開發(fā)者無需考慮固件設(shè)計(jì)。PL2303 的高兼容驅(qū)動(dòng)可在大多操作系統(tǒng)上模擬成傳統(tǒng)COM 端口,并允許基于COM 端口應(yīng)用可方便地轉(zhuǎn)換成USB接口應(yīng)用，通訊波特率高達(dá)6 Mb/s。在工作模式和休眠模式時(shí)都具有功耗低，是嵌入式系統(tǒng)手持設(shè)備的理想選擇。該器件具有以下特征：完全兼容USB1.1協(xié)議；可調(diào)節(jié)的35 V 輸出電壓，滿足3V、3.3V和5V不同應(yīng)用需求；支持完整的RS232接口，可編程設(shè)置的波特率：75b/s6 Mb/s，并為外部串行接口提供電源；512字節(jié)可調(diào)的雙向數(shù)

29、據(jù)緩存；支持默認(rèn)的ROM和外部EEPROM存儲設(shè)備配置信息,具有I2C總線接口,支持從外部MODEM 信號遠(yuǎn)程喚醒。優(yōu)點(diǎn)：成本低。缺點(diǎn)：不穩(wěn)定，丟包嚴(yán)重。方案二：CP2102CP2102其集成度高，內(nèi)置USB2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器、晶體振蕩器、EEPROM及異步串行數(shù)據(jù)總線（UART），支持調(diào)制解調(diào)器全功能信號，無需任何外部的USB器件。CP2102與其他USB-UART轉(zhuǎn)接電路的工作原理類似，通過驅(qū)動(dòng)程序?qū)C的USB口虛擬成COM口以達(dá)到擴(kuò)展的目的。優(yōu)點(diǎn)：使用簡單。缺點(diǎn)：不太穩(wěn)定。方案三：CH340CH340 是一個(gè)USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，實(shí)現(xiàn)USB 轉(zhuǎn)串口、USB 轉(zhuǎn)IrDA

30、 紅外或者USB 轉(zhuǎn)打印口。 在串口方式下，CH340 提供常用的MODEM聯(lián)絡(luò)信號，用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備直接升級到USB 總線。 在紅外方式下，CH340 外加紅外收發(fā)器即可構(gòu)成USB 紅外線適配器，實(shí)現(xiàn)SIR 紅外線通訊。優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，較為穩(wěn)定。缺點(diǎn)：兼容性差。方式四：FT232RLFT232RL芯片具有寬溫、高速、穩(wěn)定傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，可從USB上取電，無需外加電源、兼容USB1.0/1.1/2.0、RS-422、RS-485標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)SB信號及協(xié)議幀轉(zhuǎn)換為平衡差分的RS-422或RS-485信號和UART協(xié)議幀，可實(shí)現(xiàn)星形USB網(wǎng)絡(luò)到RS-422/RS-485

31、網(wǎng)絡(luò)的橋接，相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)橋設(shè)備?？商峁┟烤€浪涌保護(hù)和600W防雷保護(hù)。采用TVS和熱敏電阻雙重防雷防浪涌技術(shù)能有效抗雷擊以及各種原因在線路上產(chǎn)生的浪涌電壓并且保持了極小的極間電容保證了RS-422/RS-485接口的高速傳輸。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部帶有零延時(shí)自動(dòng)收發(fā)轉(zhuǎn)換，獨(dú)有的I/O電路自動(dòng)控制數(shù)據(jù)流方向而不需任何握手信號（如 RTS、DTR等），也無需跳線設(shè)置實(shí)現(xiàn)全雙工(RS-422)、半雙工(RS-485)模式轉(zhuǎn)換，即插即用確保適合一切現(xiàn)有的通信軟件和接口硬件。 該系列接口轉(zhuǎn)換器可以為點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的通信提供可靠的連接，點(diǎn)到多點(diǎn)每臺轉(zhuǎn)換器可允許連接32個(gè)RS-422或RS-485

32、接口設(shè)備，數(shù)據(jù)通訊速率300-128000bps，帶有電源指示燈及數(shù)據(jù)流量指示燈可指示故障情況、支持的通訊方式有USB到RS-422、USB到RS-485轉(zhuǎn)換。優(yōu)點(diǎn)：兼容性好，穩(wěn)定性高。缺點(diǎn)：價(jià)格貴。綜合可靠性、穩(wěn)定性、易用性以及成本來考慮，本設(shè)計(jì)選擇方案三。第3章 硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)主要由主控模塊、顯示模塊、溫濕度采集模塊、串口通信模塊、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。3.1 主控模塊本系統(tǒng)主控模塊采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制核心，通過AM2302溫濕度傳感器專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，把采集到的溫濕度數(shù)字信號通過單片機(jī)的處理輸出到OLED12864顯示器，以顯示其溫

33、濕度值。本設(shè)計(jì)可以根據(jù)當(dāng)前的溫濕度作出提示顯示在顯示器上。3.1.1 STC12C5A60S2簡介STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。3.1.2 STC12C5A60S2的主要特點(diǎn)1、增強(qiáng)型8051CPU，1T（1024G），單時(shí)鐘/機(jī)器周期 2、工作電壓 5.5-3.5V 3、1280字節(jié)RAM 4、通用I/O口，復(fù)位后為

34、：準(zhǔn)雙向口/弱上拉 可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏 每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過120mA 5、有EEPROM功能 6、看門狗 7、內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路 8、外部掉電檢測電路 9、時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：1117MHz3.3V單片機(jī)為：812MHz 10、4個(gè)16位定時(shí)器兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，16位定時(shí)器T0和T1 11、3個(gè)時(shí)鐘輸出

35、口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時(shí)鐘，獨(dú)立波特率發(fā)生器可以在P1.0口輸出時(shí)鐘 12、外部中斷I/O口7路，傳統(tǒng)的下降沿中斷或電平觸發(fā)中斷，并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，Power Down模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2，INT1/P3.3，T0/P3.4，T1/P3.5，RxD/P3.0，CCP0/P1.3，CCP0/P1.3 13、PWM2路 14、A/D轉(zhuǎn)換，10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S 15、通用全雙工異步串行口（UART） 16、雙串口，RxD

36、2/P1.2，TxD2/P1.3 17、工作范圍：-4085 18、封裝：LQFP-48，LQFP-44，PDIP-40，PLCC3.1.3 STC12C5A60S2的引腳功能單片機(jī)STC12C5A60S2的管腳圖如圖3.1所示。圖3.1 STC89C52引腳圖P0.0P0.7  P0：P0口既可以作為輸入/輸出口，也可以作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用。當(dāng)P0口作為輸入/輸出口時(shí)，P0是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。當(dāng)P0作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用時(shí)，是低8位地址線A0A7，數(shù)據(jù)線D0D7 P1.0/ADC0/CLKOUT2

37、 標(biāo)準(zhǔn)IO口、ADC輸入通道0、獨(dú)立波特率發(fā)生器的時(shí)鐘輸出 P1.1/ADC1 P1.2/ADC2/ECI/RxD2 標(biāo)準(zhǔn)IO口、ADC輸入通道2、PCA計(jì)數(shù)器的外部脈沖輸入腳，第二串口數(shù)據(jù)接收端 P1.3/ADC3/CCP0/TxD2 外部信號捕獲，高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出、第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端 P1.4/ADC4/CCP1/SS非 SPI同步串行接口的從機(jī)選擇信號 P1.5/ADC5/MOSI SPI同步串行接口的主出從入(主器件的輸入和從器件的輸出) P1.6/ADC7/SCLK

38、 SPI同步串行接口的主入從出 P2.0P2.7 P2口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入輸出口（8位準(zhǔn)雙向口），也可作為高8位地址總線使用。 P3.0/RxD 標(biāo)準(zhǔn)IO口、串口1數(shù)據(jù)接收端 P3.1/INT0非 外部中斷0，下降沿中斷或低電平中斷 P3.3/INT1 P3.4/T0/INT非/CLKOUT0 定時(shí)器計(jì)數(shù)器0外部輸入、定時(shí)器0下降沿中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器0的時(shí)鐘輸出  3.1.4 A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu) STC12C5A60AD/S2系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)的A/D

39、轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)到250KHz（25萬次/秒）。8路電壓輸入型A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。上電復(fù)位后P1口為弱上拉型IO口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不須作為A/D使用的口可繼續(xù)作為IO口使用。 單片機(jī)ADC由多路開關(guān)、比較器、逐次比較寄存器、10位DAC、轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器以及ADC_CONTER構(gòu)成。 該單片機(jī)的ADC是逐次比較型ADC。主次比較型ADC由一個(gè)比較器和D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，通過逐次比較邏輯，從最高位（MSB）開始，順序地對每一輸入電壓與內(nèi)置D/A轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，

40、經(jīng)過多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對應(yīng)值。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器具有速度高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 需作為AD使用的口先將P1ASF特殊功能寄存器中的相應(yīng)位置為1，將相應(yīng)的口設(shè)置為模擬功能。3.1.5 STC12C5A60S2的控制接口STC12C5A60S2單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，P1.0P1.4連接顯示器的數(shù)據(jù)口控制OLED12864顯示溫度和濕度值。 P3.0和P3.1連接CH340模塊。P3.4連接AM2302溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)傳輸口。具體接線見附錄整體原理圖。3.2 復(fù)位電路本系統(tǒng)復(fù)位模塊采用的是上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。復(fù)位電路利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。就像計(jì)算器的

41、清零按鈕的作用一樣，當(dāng)你進(jìn)行完了一個(gè)題目的計(jì)算后肯定是要清零的是吧！或者你輸入錯(cuò)誤，計(jì)算失誤時(shí)都 要進(jìn)行清零操作。以便回到原始狀態(tài)，重新進(jìn)行計(jì)算。上電復(fù)位電路就是上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當(dāng)于短路，RST端為高電平，自動(dòng)復(fù)位；電容兩端的電壓達(dá)到電源電壓時(shí)，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路，RST端為低電平，程序正常運(yùn)行。按鍵復(fù)位電路則是按下按鍵，單片機(jī)復(fù)位。RST引腳的高電平只要能保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。復(fù)位電路的電路圖如圖3.2所示。圖3.2 復(fù)位電路的電路圖3.3 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘控制信號，單片機(jī)的內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號的

42、控制下，嚴(yán)格的執(zhí)行指令進(jìn)行工作，在執(zhí)行指令時(shí)，CPU首先要到程序存儲器中取出所需要的指令操作碼，然后譯碼，并由時(shí)序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。CPU發(fā)出的時(shí)序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個(gè)功能部件的控制，另一類用于對片外存儲器或I/O端口的控制。 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘信號為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響單片的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘設(shè)計(jì)電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。本文設(shè)計(jì)應(yīng)用的是外部時(shí)鐘，外部時(shí)鐘方式是使用外部振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號，本設(shè)計(jì)采用的是12MHZ的晶振和30P

43、F的電容組成時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路的電路圖如圖3.3所示。圖3.3 時(shí)鐘電路的電路圖3.4 顯示模塊OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（ Organic Light Emitting Diode）。 OLED 由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的。這樣同樣的顯示OLED 效果要來得好一些。以目前的技術(shù)，OLED 的尺寸還難以大型化，但是分辨率確可以做到很高。3.4.1 OLED12864簡介0.96寸OLED12

44、864黑底藍(lán)字，不帶字庫，分辨率為128*64，SPI接口方式3.4.2 SPI接口定義1. GND 電源地2. VCC 電源正（35.5V）3. D0 OLED 的D0 腳，在SPI 和IIC 通信中為時(shí)鐘管腳4. D1 OLED 的D1 腳，在SPI 和IIC 通信中為數(shù)據(jù)管腳5. RES OLED 的RES#腳，用來復(fù)位（低電平復(fù)位）6. DC OLED 的D/C#E 腳，數(shù)據(jù)和命令控制管腳7. CS OLED 的CS#腳，也就是片選管腳3.4.3 字模生成本設(shè)計(jì)采用PCtoLCD2002軟件及Txt2Bmp軟件來進(jìn)行取模。圖3.4.1 采用PCtoLCD2002軟件進(jìn)行漢字、字符的取模

45、。圖3.4.2 采用Txt2Bmp軟件將文本轉(zhuǎn)換為BMP格式的圖片圖3.4.3 將BMP導(dǎo)入PCtoLCD2002軟件進(jìn)行圖片的取模。3.4.4 OLED原理圖圖3.4.4 OLED12864原理圖3.4.5 OLED與單片機(jī)的連接采用SPI接口，電路圖如圖3.5所示。圖3.4 顯示模塊電路圖3.5 溫濕度采集模塊3.5.1 溫濕度傳感器簡介AM2303（DHT22）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。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相

46、連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)AM2303傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。3.5.2 傳感器參數(shù)3.5.3 串行接口DATA 用于微處理器與DHT22之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間5ms左右,具體格式在下面說明,當(dāng)前數(shù)據(jù)

47、傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式: 40bit數(shù)據(jù)=16bit濕度數(shù)據(jù)+16bit溫度數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和例子： 接收40bit數(shù)據(jù)如下：0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110濕度數(shù)據(jù) 溫度數(shù)據(jù) 校驗(yàn)和濕度高8位+濕度低8位+溫度高8位+溫度低8位=的末8位=校驗(yàn)和例如：0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110濕度=65.2RH 溫度=35.1當(dāng)溫度低于0時(shí)溫度數(shù)據(jù)的最高位置1。例如：-10.1表示為1000 0000 0110 0101用戶主機(jī)（MCU）發(fā)送一次開始信號后

48、,DHT22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,DHT22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。（注：主機(jī)從DHT22讀取的溫濕度數(shù)據(jù)總是前一次的測量值，如兩次測量間隔時(shí)間很長，請連續(xù)讀兩次以獲得實(shí)時(shí)的溫濕度值）圖3.5.1空閑時(shí)總線為高電平，通訊開始時(shí)主機(jī)(MCU)拉低總線500us后釋放總線，延時(shí)20-40us后主機(jī)開始檢測從機(jī)（DHT22）的響應(yīng)信號。從機(jī)的響應(yīng)信號是一個(gè)80us左右的低電平，隨后從機(jī)在拉高總線80us左右代表即將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送。圖3.5.2高電平后就是數(shù)據(jù)位，每1bit數(shù)據(jù)都是由一個(gè)低電平時(shí)隙和一個(gè)高電平組成。低電平時(shí)隙就是一個(gè)50us左

49、右的低電平，它代表數(shù)據(jù)位的起始，其后的高電平的長度決定數(shù)據(jù)位所代表的數(shù)值，較長的高電平代表1，較短的高電平代表0。共40bit數(shù)據(jù)，當(dāng)最后一Bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，從機(jī)將再次拉低總線50us左右，隨后釋放總線，由上拉電阻拉高。數(shù)字1信號表示方法如圖3.5.3所示圖3.5.3數(shù)字0信號表示方法.如圖3.5.4所示圖3.5.43.5.4 傳感器原理圖圖3.5.5 DHT22原理圖3.5.5 引腳與接口(1) 引腳介紹：Pin1：(VDD)，電源引腳，供電電壓為3-5.5V。Pin2：（DATA），串行數(shù)據(jù)，單總線。Pin3:（NC），空腳，請懸浮。Pin4（VDD），接地端，電源負(fù)極。(2) 接口說

50、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。DHT11接口圖如圖3.10所示。單片機(jī)P3.4口用來發(fā)收串行數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)口。連接傳感器的Pin2（單總線，串行數(shù)據(jù)）。圖3.5.6 DHT22接口圖傳感器的第一腳是電源腳，接電路板的電源。第二腳是數(shù)據(jù)端，接單片機(jī)的I/O口P3.4，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。第三腳是空管腳，懸空。第四腳是接地端，接電路板的地。3.6 串口通信模塊串口通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信，利用單片機(jī)的 RXD、TXD接口連接到RS232串行

51、口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，但是單片機(jī)的TTL電平和RS232不兼容，因此使用了CH340T進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)采用 RS-232C接口方式。接口芯片采用CH340T，這種芯片可以實(shí)現(xiàn)TTL電平和RS-232C接口電平之間的轉(zhuǎn)換，也就是可以把5V電平表示“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RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的接口，其輸入輸出在電平上和采用TTL電平的STC12C5A60S2在接口時(shí)會(huì)產(chǎn)生電平不同的問題。因此，PC機(jī)和 STC12C5A60S2 單片機(jī)串行通信便可以順利進(jìn)行。3.6.1 RS-232C簡介

52、RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識號，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道。RS232C定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)與數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。接口標(biāo)準(zhǔn)包括機(jī)械特性、功能特性和電氣特性等方面的內(nèi)容。在電氣特性中，采用負(fù)邏輯電平表示,規(guī)定邏輯0電平為+5V+15V，邏輯1為-15V-5V，常稱之為RS232電平。而單片機(jī)輸出的是TTL或COMS電平。我們知道，TTL/COMS電平規(guī)定邏輯0電平為0V，邏輯1電平為+5V。顯然，當(dāng)PC機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，其

53、接口就不能直接相連，必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，否則就會(huì)損壞設(shè)備。當(dāng)微機(jī)配備了RS一232接口后，它不僅可以與多種儀器和外設(shè)連接，而且，通過它還可以在兩臺微機(jī)之間進(jìn)行近程和遠(yuǎn)程的通信。該總線有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）串行通訊成本低廉，通用性強(qiáng)，符合RS一232標(biāo)準(zhǔn)的串行口已成為PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置；（2）通過該總線接口，可以使微機(jī)控制各種測量儀器，組成自動(dòng)測試系統(tǒng)；（3）擴(kuò)展了微機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，使個(gè)人計(jì)算機(jī)的功能得以加強(qiáng)；（4）現(xiàn)代信息處理系統(tǒng)要求電子測量、通信和微機(jī)有機(jī)結(jié)合在一起，即用測量儀表采集、檢測信息，用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和控制；（5）RS-232C的信號連接十分靈活，通過對信號線進(jìn)行適當(dāng)

54、調(diào)整，即可通過MODEM進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，也可以直接連接應(yīng)于近距離傳輸；即可以連接成主從的DTE-DCE方式，也可以把兩臺微機(jī)連接成對等的方式。RS-232C的總線可分為四類信號線，即數(shù)據(jù)總線、控制總線、定時(shí)總線和信號地線。數(shù)據(jù)線:數(shù)據(jù)傳送是串行的，可工作在全雙工或半雙工狀態(tài)。控制總線:該總線由發(fā)送控制信號、接收控制信號和設(shè)備狀態(tài)信號組成，發(fā)送控制信號有RTS和CTS；接收控制信號有DDC，信號品質(zhì)檢測器和振鈴指器。定時(shí)總線：該信號是確定數(shù)據(jù)位的中心，不向外部提供。信號地線：RS-232C采用負(fù)邏輯工作，即邏輯“l(fā)”電平為-5V-15V，邏輯“0”的電平為-5V-15V。RS-232C總線是以異步串口的方式工作，異步串行通信具有異步和串行兩個(gè)特點(diǎn)。所謂串行，是指發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)信