大连交通大学2013届测控技术与仪器毕业设计（论文）
中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
（1）引脚介绍：
Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3～5.5V。 Pin2：（DATA），串行数据，单总线。 Pin3:（NC），空脚，请悬浮。 Pin4:（VDD），接地端，电源负极。 （2）接口说明 ：
建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。
图2-2 DHT11典型应用电路
（3）数据帧的描述：
DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bit温度整数数据+8bit温度小数数据
数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。
（4）电气特性：VDD=5V，T = 25℃，除非特殊标注
表2-1 DHT11的电气特性
参数 供电 供电电流
条件 DC 测量 平均
Min 3 0.5 0.2
typ 5
max 5.5 2.5 1
单位 V mA mA
10
大连交通大学2013届测控技术与仪器毕业设计（论文） 待机
采样周期 秒 100 1 150
uA 次 注:采样周期间隔不得低于1秒钟。
（5）时序描述：
用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
通讯过程如下图2-3所示：
图2-3通讯过程图
总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。
11
大连交通大学2013届测控技术与仪器毕业设计（论文）
图2-4通讯初始化要求图
总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
数字0信号表示方法如下图2-5所示：
图2-5数字0信号电平变化图
数字1信号表示方法如下图2-6所示
12
大连交通大学2013届测控技术与仪器毕业设计（论文）
图2-6数字1数据线电平变化图
2.2.2 DHT11传感器模块电路设计
DHT11传感器连接单片机相对比较简单。单片机的P2.0口用来发收串行数据，
即数据口。连接传感器的Pin2（单总线，串行数据）。由于测量范围电路小于20米，加一个5K的上拉电阻，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个5K电阻。而传感器的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VCC和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器原件的电路原理图如下2-7所示：
图2-7 DHT11电路原理图
2.3 1602液晶显示模块设计
2.3.1 1602液晶显示屏简介
1602液晶是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02 即32个字符。（16列2行）。在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、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。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，
13
大连交通大学2013届测控技术与仪器毕业设计（论文）
软硬件都比较简单。 （一）引脚说明 VSS：电源地。
VCC：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压。
VO：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地。
RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平。
R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据。 E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。
DB0－DB7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4－D7接口传送数据。本充电器就是采用4位数据传送方式。
BLA： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右。
BLK： LED背光地端。 （二）显示地址
1602字符液晶显示可分为上下两部分各16位进行显示，处于不同行时的字符显示地址如下： 显示字符 1 2 01H 41H 9 08H 48H 3 02H 42H 10 09H 49H 4 03H 43H 11 0AH 4AH 5 04H 44H 12 0BH 4BH 6 05H 45H ··· ··· ··· 7 06H 46H 第一行地址 00H 第二行地址 40H 显示字符 8 第一行地址 07H 第二行地址 47H （三）指令集
1602通过D0～D7的8位数据端传输数据和指令。 显示模式设置： (初始化)
0011 1000 [0x38] 设置16×2显示，5×7点阵，8位数据接口； 显示开关及光标设置：(初始化)
0000 1DCB D显示(1有效)、C光标显示(1有效)、B光标闪烁(1有效) 0000 01NS N=1(读或写一个字符后地址指针加1 &光标加1)，
14