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图2.8 数字1信号表示图
2.2.2 DHT11传感器模块电路
根据传感器的通信协议，首先由单片机通过I/O口主动产生要求激发的信号，然后将数据线的控制权交给传感器，接着单片机通过while语句不间断地检查I/O口的高低电平，从而达到对时序的正确把握，解析出正确的传输数据。单片机P1.5口为数据口，连接传感器Pin2口。此次设计测量电路范围小于20米，采用 5K上拉电阻即可，传感器Pin2口和电源之间接5K上拉电阻，而传感器的Pin1和Pin4分别连接单片机的VCC和GND端，传感器的第三引脚悬空。DHT11原理图如图2.9所示。
VCCR125KIC10DATANCVDDGNDDHT112314VCCC9100nF
图2.9 DHT11电路原理图
2.3 光传感器模块
光敏电阻也被称为光敏电阻器或光管，常用硫化物等材料构成。生产的成品具有在特定波长的光照射下的变化特性。因光照导致的载流子参与导电，在所施加的电场漂移运动时，向正电源的是电子，向着负电源的是空穴，使得光敏电阻值迅速下降。光敏电阻是利用光电效应，光束影响其改变的半导体。入射光越强电阻越低，入射光较弱，阻值增大。
VCCP22VCC23光GR1敏电阻R12K48765CSCH0CH1GNDAD0832GNDVCCCLKDODIP20P21
图2.10 光敏传感模块电路图
光敏电阻
在安装所述电极引线的半导体光敏材料时，将其封闭在带中透明窗口的管壳里构成光敏电阻并能提高灵敏度，通常由两个梳形电极构成。一般使用涂覆、烧结和喷涂等方法在绝缘基板上制作薄梳状欧姆电极，然后引线、封装在具有透明镜的密封壳内，以免受潮影响其灵敏度。当没有入射光时，光子激发的电子空穴对将复合恢复到原来的值。
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半导体ADC0832由8位分辨率产生的，双通道A / D转换芯片，最高分辨率可达256，可以适合于一般模拟转换的要求，内部电源的电压输入和参考电压复用，使得芯片的模拟电压根据数据输出0?5V转换仅需32μS。芯片转换时间之间输入可以减少数据误差，增加转换速度及稳定性。独立的芯片使能输入，使多台设备连接和处理器的控制变得更加方便。 DI为数据输入端口，可以方便地实现通道功能。在正常情况下ADC0832与单片机的接口应该是图2.15所示的四个数据线，分别为CS，CLK，DO，DI。但是，DI 和DO端并不同时有效，该电路可合并在一条数据线上使用。当ADC0832的CS输入为高电平，则芯片被禁用，CLK和DO / DI电平可以是任意的。当您要执行A / D转换，CS必须首先启用低电平，并保持低电平直到转换彻底完成。 2.4 1602液晶显示模块 2.4.1 1602液晶显示屏
HJ1602A是字符型液晶显示器，能够同时显示16列2行内容，主要显示数字、字符。单片机中使用液晶显示屏作为输出器件的优点，接口简单可靠、操作方便、功耗低、重量轻以及画质高不闪烁等特点
1602字符型液晶显示器实物如图2.11所示，接口信号说明如表2.2。
图2.11 液晶屏 表2.2 各接口信号说明表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1
引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压信号 数据/命令选择端口（H/L） 读/写选择端口（H/L）
使能信号 Data I/O Data I/O
编号 9 10 11 12 13 14 15 16
符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK
引脚说明 Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O 背光源正极 背光源负极
RAM地址映射图：
LCD1602液晶显示模块内部字符发生器的内存已经存储了160个不同的点阵字符，这些字符有字母的大小写、阿拉伯数字、常用的符号等，都有固定的代码，比如大写字母“A”的代码是01000001B（41H），该模块将显示在地址41H点阵字符图形显示出来，从而可看到该字母。
LCD1602读写、屏幕和光标操作都是通过指令编程来实现的（0为低电平，1为高电平）。 指令1：清除显示：指令代码01H。
指令2：光标复位：光标返回到地址00H。
指令3：光标和显示模式设置 I/D：高电平光标右移，低电平光标左移 。
指令4：显示开关控制。B：低电平不闪烁，高电平闪烁。C：低电平表示无光标，高电平表示有光标。D：低电平表示关显示，高电平表示开显示。
指令5：光标或显示移位 S/C：低电平时移动光标 ，高电平时移动显示的文字。
指令6：功能设置命令DL：低电平为8位总线，高电平为4位总线。N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示。F：低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。
指令7：字符发生器RAM地址设置。
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指令8：DDRAM地址设置。
指令9：读出忙信号和光标地址。BF为低电平表示不忙，模块就能接收相应的命令或者数据如果，为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据。
指令10：写数据。 指令11：读数据。
LCD显示模块是慢显示器件，所以在每一个指令执行必须确认模块的忙标志为低，表示现在不忙，否则命令将失败。先输入地址来显示字符，告诉模块在什么位置显示字符。1602 内部显示地址如图2.12所示。
图2.12 1602内部显示地址
在LCD模块的初始化首先应设置其显示模式，液晶显示模块是字符光标自动向右。每个输入命令之前，应确定LCD模块是否忙。 2.4.2 1602液晶显示模块电路
液晶的物理特性是其显示原理的基础，通过其显示区域的电压控制，就可以在通电的情况下显示字符。具有厚度薄，适合LSI直接驱动，现已被广泛应用于移动通信、便携式计算机、摄像机等众多领域。
图2.13 1602显示模块
2.5 报警模块 2.5.1 蜂鸣器
蜂鸣器在电路中使用字母“HA”或“H”表示。直流电源供电，广泛应用于报警器、打印机、定时器和计算机等。蜂鸣器可分为两种类型电磁蜂鸣器和压电蜂鸣器。
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图2.14 蜂鸣器实物图
结构原理：
电磁式蜂鸣器由电磁线圈、振荡器、磁铁、振动膜片和外壳等组成。
本设计使用的是电磁式蜂鸣器。在接通电源后，振荡器产生音频信号，电流通过电磁线圈，使得电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性的振动发声。
图2.15 报警模块电路图
2.5.2 三极管8550
三极管8550是低电压、大电流、小信号的PNP型硅三极管。常见的三极管有9012、s8550、9013、s8050。三极管主要是作为开关和放大电路。
图2.16 三极管引脚图
三极管的引脚如图2.16所示。从基极B到发射极E的电流被称为基极电流Ib，从集电极到发射极E中的电流被称为集电极电流Ic。这两个是流出的发射器的电流的方向时，发射极E可以通过电流方向箭头来表示。放大晶体管是基极电流控制的集电极电流以及基极电流小的变化会引起集电极电流的巨大变化，并且满足一定比例关系。
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3 系统的软件设计
本系统使用的是Keil 软件，它是C52系列兼容单片机C语言软件开发系统，能够应用通俗易懂的高级C语言对单片机进行软件开发。在写程序之前要对系统的硬件电路有足够的了解，各个接口，还有系统各个芯片以及模块的时序，在编程过程中都要完全遵守，那样才能使所预设的功能一一实现，达到最终的要求。
在对我们所要设计的课题有了整体的了解之后，需要先建立程序框架的流程图，其主流程图如图3.1所示。
开始初始化延时温湿度测量1602显示数据判断是否越限YN蜂鸣器铃响结束
图 3.1 主程序流程图
3.1 传感器模块设计
温湿度模块采用数字温湿度传感器DHT11。随着科技的不断发展，各种家用电器如空调、冰箱、加湿器等进入人们的日常生活，其中许多都与环境因素分不开。新一代数字式传感器不再需要外部连接AD转换模块，具有标准接口，易于使用，因此使用越来越广泛。 DHT11传感器模块的软件流程图如图3.2所示。
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