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顯示接口電路

CA12864E液晶顯示模塊具有串行與并行兩種數(shù)據(jù)傳輸方式。其中，串行方式雖節(jié)約了I/O口線，但訪問時(shí)間過長(zhǎng)；并行方式雖占據(jù)多個(gè)I/O口線，但處理速度較快。因此，本設(shè)計(jì)方案采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，RESET端直接接高電平，其接口電路如圖2所示。

串行通訊接口串行通訊接口采用最廣泛、最典型的RS-232串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)采用RS232標(biāo)準(zhǔn)，利用MAX232芯片的雙向轉(zhuǎn)換完成TTL-EIA和EIA-TTL的電平轉(zhuǎn)換。其硬件電路連接。鍵盤電路按鍵處理主要完成對(duì)當(dāng)前一個(gè)DHT80經(jīng)處理后的測(cè)試數(shù)據(jù)的顯示。

電源模塊電路本設(shè)計(jì)中電源模塊采用12V鉛蓄電源通過LM7805三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓至5V進(jìn)行供電。此外，根據(jù)DHT80溫濕度傳感器的技術(shù)要求，推薦使用3V電源供電（在使用3V電源供電時(shí)，DHT80溫度矯正系數(shù)等參數(shù)會(huì)相應(yīng)改變）。因此，本研究設(shè)計(jì)了2個(gè)電路模塊，分別輸出5V和3V電壓，如圖5、6所示。其中，LM1117是一個(gè)可以提供電流限制與熱保護(hù)的低壓差電壓調(diào)節(jié)器，能夠?qū)崿F(xiàn)1.25~13.8V的輸出電壓范圍。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1主程序

主程序的主要功能是負(fù)責(zé)對(duì)選定DHT80溫濕度的實(shí)時(shí)顯示，主程序流程如圖7所示。

2傳感器軟件設(shè)計(jì)

DHT80與單片機(jī)通信只有兩根線時(shí)鐘線（SCK）和數(shù)據(jù)線（DATA），其通信協(xié)議是類似于I2C總線。首先，選擇供電電壓后將傳感器通電，上電速率不能低于1V/ms。通電后傳感器需要11ms進(jìn)入休眠狀態(tài)，在此之前不允許對(duì)傳感器發(fā)送任何命令。用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序來表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。一組測(cè)量命令后，控制器要等待測(cè)量結(jié)束。這個(gè)過程需要大約20/80/320ms，分別對(duì)應(yīng)8/12/14bit測(cè)量。DHT8x通過下拉DATA至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測(cè)量結(jié)束?？刂破髟谠俅斡|發(fā)SCK時(shí)鐘前，必須等待這個(gè)“數(shù)據(jù)備妥”信號(hào)來讀出數(shù)據(jù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)可以先被存儲(chǔ)，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)。DHT80的某些高級(jí)功能可以通過給狀態(tài)寄存器發(fā)送指令來實(shí)現(xiàn)，如選擇測(cè)量分辨率、電量不足提醒或啟動(dòng)加熱功能等。測(cè)量分辨率：默認(rèn)的測(cè)量分辨率分別為14bit（溫度）、12bit（濕度），也可分別降至12bit和8bit。通常在高速或超低功耗的應(yīng)用中采用該功能。電量不足：該功能可監(jiān)測(cè)到Vdd電壓低于2.47V的狀態(tài)，精度為±0.05V。在讀狀態(tài)寄存器或?qū)憼顟B(tài)寄存器之后，8位狀態(tài)寄存器的內(nèi)容將被讀出或?qū)懭搿?/p>

3上位機(jī)通訊軟件設(shè)計(jì)

軟件在此處完成向上位機(jī)輸出溫濕度數(shù)據(jù)。以個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）作為上位機(jī)，與單片機(jī)之間以幀為通訊單位。本設(shè)計(jì)MCU不主動(dòng)向計(jì)算機(jī)發(fā)送信息。PC根據(jù)需要發(fā)送命令幀，MCU完成相應(yīng)功能后將發(fā)送應(yīng)答幀。命令幀（PC至MCU）和應(yīng)答幀（MCU至PC）的格式是相同的，二者幀內(nèi)容有所不同。由上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)和命令，下位機(jī)根據(jù)命令將采樣數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，下位機(jī)在傳輸完數(shù)據(jù)后繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，等待下一次中斷控制信號(hào)到來。

仿真試驗(yàn)

本研究的目的是得到足夠的數(shù)據(jù)以建立一種數(shù)學(xué)線性化模型。記錄表格及其部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所示。由表1可知，空氣溫度和土壤濕度之間存在一定關(guān)系，土壤空氣的濕度值與外界空氣的濕度值有顯著變化；是否能用空氣濕度變化很好地線性模擬空氣濕度和土壤濕度數(shù)據(jù)以及線性度真值等數(shù)據(jù)不能完全確定。圖9A、B分別表示第2個(gè)與第3個(gè)DHT80所測(cè)的數(shù)據(jù)曲線，其中，橫坐標(biāo)為在土壤中掩埋0.5h后測(cè)得的空氣濕度，縱坐標(biāo)為實(shí)際土壤濕度。由圖9可知，在一定范圍內(nèi)，空氣濕度與土壤濕度之間存在線性關(guān)系。

結(jié)語

本研究從硬件與軟件兩個(gè)方面給出了土壤水分檢測(cè)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過仿真也獲得了一定的效果，但由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，本研究提出的線性化或分塊線性化思路只在部分范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而且空氣濕度傳感器在土壤濕度13%左右時(shí)，其掩埋在土壤中一段時(shí)間后所測(cè)得的空氣濕度將達(dá)到95%以上，這是一個(gè)較大的問題，有待今后進(jìn)一步研究。

作者：邱世卉單位：成都工業(yè)學(xué)院電氣與電子工程系