第4章 硬件电路设计

4.1 最小系统电路设计

最小系统主要有震荡电路、复位电路、单片机和电源构成。其中震荡电路使用11.0592MHz的晶振配合两个22p的谐振电容构成，为单片机提供必要的系统时钟。复位电路即可实现上电复位，也可实现人工手动复位。当刚开始打开电源时，电容C1相当于短路，单片机RST脚短时间内处于高电平，从而使单片机复位；同样，当SW键按下时，RST12脚同样为高电平，可以使单片机正常复位。以上三部分电路构成了一个最小的单片机系统。 VCCC1AGND22PC322PX2P10P11P12P13P14P15P16P17P33P32P35P34VCC40123456781312151431X119X218RESET9BP37P36171620VCCP10/TP11/TP12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRD'WR'GND1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27RXDTXDALE/P'PSEN3938373635343332212223242526272810113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27P30P31ALE/P'PSENVCCP112345678910KR210KLCD12Y112MHzX1VCCVCC1C410URESETR310KGNDVCCR4330U2 C5图4.1 最小系统电路 +12VGNDVCC4.2温湿度检测电路设计 GND10492VREFVS4.2.1数字温湿度传感器DHT11简介 5DHT11 数字温湿度P12 传感器是一款含有已校准数字信 号输出的温湿度复合传器 。 它2IN110431N4007COUT1P1011ENABLEMB1应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术 ，确保产品具有极高可靠性与卓越的长1MotorOUT2D2P117C7IN2期稳定性。传感器包括一个电 阻 式 感 湿元件和一 个 NTC 测元件，并与一个 高性能 8 GND8BOOT2GND10410位单片机相 连接。因此该产品具有品质卓越、超快应、抗干扰能力强、性价比极高等优1N4007SENSES1点。每个 DHT11 传感器都在极为精确的度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储P24存在 OTP 内存中，传感器内在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。 单线制串行S2电机驱动接口，使系统 集变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗， 信号传输距离可达 20 米以P25GNDPower1VCCS33 为 4 针单排引脚装。上， 使成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品 连P262+12V1S4接方便。 Header 3P27GND4.2.2 DHT11工作原理 DBOOT14U3L6203C6D1GND6GND由于采用DHT数字温湿度传感器，电路不用考虑A/D转换，只需设计指定P1.4与数电源接入口按键电路字传感器相连，电路原理图如图4.3。 12GND 8

P20P21P22P00P01R8330U4111234567单片机 STC89C52LCD4GND1920P2GND4NC3DATA2VCC1DHT11C2VCC104R15KP14 AVCCVCC图4.2 DHT11与单片机的连接 DHT11温湿度传感器性能说明： 模块温湿度传感器VCCR676R7100K12BU1ALM339131KP33 GNDGNDVCCR101K5LM339DHT11的数据读取： 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2P32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4 3U1B表4.1 DHT11温湿度传感器性能 C129 GND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 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和。

数据传送正确时校验和数据等于\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。

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。 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。

图4.3 总信号表示方法

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。

图4.4 数字0信号表示方法

图4.5 数字1信号表示方法

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4.3电机驱动电路设计

L6203是专用驱动集成电路，属于 H桥集成电路，其输出电流为2A，最高电流5A，最高工作电压48V，最高频率100KHZ，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。为了避免电机对单片机的干扰，可对模块加入光耦，进行光电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。

图4.6 L6203的管脚图

图4.7 L6203的内部框图

图4.8 电机驱动的原理图

4.4 显示电路设计

显示部分采用LCD12864作为显示器件。LCD12864采用标准的20脚（有背光带字库），各引脚接口说明如表4-1所示。

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