河北工程大学科信学院毕业设计说明书
期）的高电平就使AT89S51复位。复位时，PC初始化为0000H，程序从0000H单元开始执行。除系统的正常初始化外，当程序出错（如程序跑飞）或操作错误使系统处于死锁状态时，需按复位键使RST脚为高电平，使AT89C51摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动程序。
复位电路采用上电自动复位和按钮复位两种方式。图3.5所示为上电自动复位方式。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。按键手动复位有电平和脉冲两种方式。按键手动复位电路见图3.6。
图3.5 上电复位电路 图3.6 按键电平复位电路
3.1.4 单片机最小系统硬件电路图
图3.7 单片机最小系统电路图
3.2 传感器模块设计
3.2.1 温湿度检测模块设计
DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它采用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的
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长期稳定性。传感器包括一个阻式感湿元件和一个测温元件，可与一个高性能 8 位单片机相连接，如图3-1所示。每个DHT11传感器都在精确的湿度校验箱中进行校准。校准系数以程序的形式储存在 OTP内存中，传感器内部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,如图 3-2 所示.因DHT11是数字式传感器,所以本设计中将DHT11 直接与单片机的 I/O口线连接,进行温湿度数据的传输。
图3.8温湿度监测模块电路
3.2.2 甲醛检测模块设计
CH20甲醛传感器主要由检测探头与信号传感器两部分构成。其工作原理为CH20在采集家居空气后，检测出其中的甲醛气体，并根据甲醛气体浓度，产生一个对应的模拟电流信号。为了使信号能够被单片机所接收，还需通过RCV420电流电压转换器转换为模拟0-5V模拟电压信号，最后通过ADC0832模拟数字转换器转换后送入单片机。从而完成气信号到电信号的转变。甲醛检测电路图如图 3.9所示。
图3.9甲醛监测模块电路
3.2.3 PM2.5检测模块设计
GP2Y1010AU0F传感器是由日本夏普公司开发研制的广泛用于PM2.5检测的光学空气质量传感器。其基本检测原理是利用光敏原理
一款光学浓度检测传感器由日本夏普公司开发。此传感器内部成对脚分布的红外发光管和光电晶体管，利用光敏原理来工作。用于检测特别细微的颗粒，依靠输出脉冲的高度来判断颗粒浓度。传感器5号引脚的模拟信号通过数模转换器转换为数字量进入单
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片机。
图3.10 PM2.5监测模块电路
3.3 液晶显示模块设计
在系统的的显示方面，我们采用了液晶显示器。相比于传统的LED显示模块，LCD具有功率小，寿命长等特点，可以实现字符，数字甚至汉字的显示。可以非常方便的将家居空气质量信息反映出来，使系统更加智能化。
在使用LCD时，必须有相应的LCD控制器、驱动器对LCD显示器进行扫描、驱动，以及一定空间的RAM和ROM来存储相应的命令和显示字符的点阵。现在已有市售液晶显示模块LCM将这些器件集成到一起，只要向LCM输入命令字和数据就能得到所需显示。本文用的LCM是一个16*2的点阵式字符液晶显示模块，液晶显示模块是16×2点阵的汉字图形型液晶显示模块，可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。各个功能如表1所示。
表3-2 LM016L阵脚的功能
引脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 电平 - - - H/L H/L H，H→L H/L H/L H/L H/L H/L H/L 数据总线 0V +5V - H：数据输入；L：指令输入； H：读数据；L：写数据； 使能信号 供电电源 功能 14
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13 14 DB6 DB7 H/L H/L 清屏类，显示开关控制类，读写数据类等其他编程指令，不一一介绍，见表3-3。
表3-3 LM016L的指令集
指令功能 清除屏幕 光标回到原点 设定进入模式 控制线 RS 0 0 0 R/W 0 0 0 D7 0 0 0 D6 0 0 0 D5 0 0 0 数据线 D4 0 0 0 D3 0 0 0 D2 0 0 1 D1 0 1 I/D D0 1 x S 清除屏幕，并把光标移至左上角 光标移至左上角，显示内容不变 I/D=1：地址递增，I/D=0：地址递减 S=1：开启显示屏，S=0：关闭显示屏 0 0 0 0 0 0 1 D C B 显示器开关 D=1：开启显示幕 C=1：开启光标 B=1：光标所在位置的字符闪烁 0 0 0 0 0 1 S/C R/L x x 移位方式 S/C=0、R/L=0:光标左移；S/C=0、R/L=1：光标右移 S/C=1、R/L=0：字符和光标左移；S/C=1、R/L=1：字符和光标右移 0 0 0 0 1 DL N F x x DL=1：数据长度为8位，DL=0：数据长度为4位 N=1：双列字，N=0：单列字；F=1:5x10字形，F=0：5x7字形 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 BF 1 CG RAM地址 DD RAM地址 地址计数器内容 写入数据 将数据写入CG RAM或DD RAM 读取数据 读取CG RAM或DD RAM的数据 将所要操作的CG RAM地址放入地址计数器 将所要操作的DD RAM地址放入地址计数器 读取地址计数器，并查询LCM是否忙碌，BF表示LCM忙碌 功能设定 CG RAM地址设定 DD RAM地址设定 忙碌标志位BF 写入数据 读取数据 此部分电路的接线十分简答，因为LM016L是一个集成的显示模块，2端接Vcc，1端，3端接地，5、4、6引脚分别与单片机的21、22、23引脚连接，单片机的P1口与LCM的数据口一一对应相连接，如图3.11。
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