2013届 光信息科学与技术专业 毕业设计（论文）
3.2.4液晶显示电路
图3-2-4-1 液晶显示电路
图3-2-4-2 液晶显示电路
在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生，它已作为很多电子产品的通过器件，比方在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。显示模块选用12864字符型液晶模块，它是目前工控系统中使用最广泛的液晶屏之一，由于它显示的质量高，电路图如图3-2-4-2所示，12864字符型液晶模块是点阵型液晶，驱动方便，经过编程后显
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示内容多样化，并且可以直观的观察到实验结果。
注意在设计时要选择适合于本设计的液晶，例如12864液晶有正常工作电压3V和5V的，本设计中电路板中的电压均为5V，故选择5V的液晶。如果选择不当的话有能出现不能正常显示或者烧坏液晶的可能。同时还应注意的是选用合适的电位计，当硬件搭好后测试该模块时要通过调节电位计的大小调节合适的对比度。方便后期实验现象的观察。
3.2.5传感器电路
图3-2-5 传感器电路
DHT21是数字型温湿度传感器，可直接以数字方式传输所采集的当前环境温湿度，DHT21采用的是单总线通信，因此只需将单片机的一个I／O端口与DHT21的通信接口连接就可以实现数据的采集和传送，相对于其他电路来说比较简单。在硬件焊接时应注意接地端和电源端的区别。
要注意的是在硬件设计时建议在连接线短于20米时用5K的上拉电阻，如图3-2-5所示，当连接线大于20米时可根据实际情况选择使用合适的上拉电阻。该传感器暴露在太阳光下或者较强的紫外线下性能会降低。气体的相对湿度在很大程度上依赖于温度，因此在测量的电子元件公用一个线路板时，在安装时尽可能的将DHT21远离发热的电子元件，并安装在热源的下方，并且保持外壳的良好通风[19]。
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3.2.6时钟模块电路
图3-2-6-1 时钟模块原理图
本设计中时钟模块选用时钟芯片DS12C887，在硬件设计上仅仅只需一个该芯片与单片机的连接便可完成时钟模块的设计，故在硬件的实现时也没有太大困难，只需将每个管脚按照原理图准确连接。
3.2.7数据存储模块电路
图3-2-7-1 数据存储模块实物图
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图3-2-7-2 数据存储模块原理图
CH376存储模块在本次设计中记录测量数据，要求不高，只需会利用其将数据存储进去，由于其为一个已经集成好的模块，使用时相当于一个20管脚的芯片一样，在硬件设计方面难度不大，故不作过多说明。
3.3设备运行
本次设计主要是能够实时显示出当前确切的温湿度，并且在测量的同时能够实时的存储所测量的数据方便后期处理和分析。一旦接通电源，工作指示灯常亮，表示系统正常运行。接着LCD初始化，采用八位的数据端口，死行显示，其中第一行年、月、日、星期，根据键盘我们可以加减数值进行准确的调节使其显示正确日期，第二行显示的是准确的时间信息，包括时、分、秒。也是可以通过独立按键进行调节，最终显示正确的时间信息。第三行显示实时测量的温度值，第四行显示的是实时的湿度值。
按键说明：左起第一个按键是减小键，每按一次相应的数值会减一；第二个按键是移动光标键，每按一次光标会自动转移，可分别进行时、分、秒、年、月、
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日、星期的设置，每当光标移动一个轮回时自动跳出设置功能；第三个按键是增加键，可以对相应的数值进行加一操作。
在本次设计中通过时钟芯片来设计精确的时钟，利用温湿度传感器进行温湿度的采集，利用CH376数据存储模块进行数据的存储，最终将时间信息，温湿度数值直观的显示在12864液晶模块上。在设备的运行中每个模块都进行读取数据写入数据的过程，所以在程序的运行中时序问题很重要，要着重解决此问题。设备正常运行如图3-3-1。
图3-3 设备正常运行实物图
3.4本章小结
本章节主要介绍了硬件设计的总思路及其各部分电路的主要设计方法，详细的给出了各个模块（USB供电电路，最小系统电路，液晶显示电路，按键电路，传感器电路，串口下载电路）的电路设计。初步连接构造硬件，较细致的介绍了硬件运行。
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