2)地址计数器(AC)内容被接收。
(10)数据写入DDRAM或者CGRAM指令
指令如表3-12所示
表3-12 数据写入DDRAM或者CGRAM指令指令功能表
功能:
1)DREAM被写入字符码,液晶显示屏随即显示出相应的字符; 2)OGRAM被存入由使用者设计的图案
(11)从CGRAM或者DDRAM读出数据的指令
指令如表3-13所示
表3-13 从CGRAM或者DDRAM读出数据的指令功能表
功能:DDRAM或OGRAM中的内容被读写。
3.4.4 液晶显示模块电路
本液晶模块的电路的连接图如图3-12所示,第1脚和第2脚分别接到了电路的GND和VCC,这2个脚是液晶工作的电源输入脚。第3脚通过一个10K的电位器连接到地端,可通过调节该电位器来调节液晶的对比度。第4脚是液晶的寄存器控制脚,接到了单片机的P12脚上。第5脚是液晶的读写控制脚,接到了单片机的P13脚上。第6脚是液晶的使能脚,接到了单片机的P14脚上。第7脚到第14脚是液晶的数据/地址8位总线,接到了单片机的P0口上。最后第15脚和第16脚是液晶的背光电源脚,直接连接系统VCC和GND。
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图 3-12 液晶模块连接图
3.5 蜂鸣器模块
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。当接通电源后多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。本设计使用的是电磁式蜂鸣器。
3.6 按键输入模块
键盘是人与单片机打交道的主要设备。站在系统监控软件设计的立场上来看,仅仅完成键盘扫描,读取当前时刻的键盘状态是不够的,还有不少问题需要妥善解决,否则,人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。它们各有自己的特点,其中独立键盘硬件电路简单,而且在程序设计上也不复杂,一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中;矩阵键盘与独立键盘有很大区别,首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多,而且在程序算法上比它要烦琐,但它在节省端口资源上有优势得多,因此它更适合于多按键电路。其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺”现象。这里采用最常用的方法,即延时重复扫描法,延时法的原理为:因为“毛刺”脉冲一般持续时间短,约为几ms,而我们按键的时间一般远
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远大于这个时间,所以当单片机检测到有按键动静后再延时一段时间后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键,否则无效。
本设计中由于采用的按键数量较少,只有3个按键,分别是“设置”、“减”、“加”,故采用了独立键盘的方式。按键的连接图3-14所示:
图3-14 按键电路
3.7 LED显示电路
发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。
它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。
发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。
本设计中采用了4颗LED灯,2颗红色和2颗绿色,红色代表过高,绿色代表过低,其电路连接如如3-15所示:
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图3-15 LED电路
第4章 软件设计
4.1 程序语言及开发环境
C语言是一种计算机程序设计语言,它既具有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔实验室的Dennis M. Ritchie于1972年推出,1978年后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上,它可以作为工作系统设计语言,编写系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛,具备很强的数据处理能力,不仅仅是在软件开发上,而且各类科研都需要用到C语言,适于编写系统软件、三维、二维图形和动画,具体应用例如单片机以及嵌入式系统开发。
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Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
4.2 程序流程图设计 4.2.1 总体程序流程图设计
本系统的软件流程图如图4-1所示,最开始先进行液晶的初始化,包括液晶功能初始化和液晶显示内容初始化,接着就开始进行温湿度的检测,然后判断读取到的温湿度是否在报警的范围之内,如果超出范围,则蜂鸣器鸣叫,且对应的指示灯亮。检测完温湿度数据后,就判断是否有按键被按下(第一个),有的话,则进入了报警范围设置界面,否则进行一段时间的延时后,就进入下一个循环,从新检测温湿度数据。
开始 液晶初始化 读取DHT11数据 显示并处理 按键是否 被按下? 是 否 进入温湿度报警 范围设置 延时 16