温室大棚温湿度控制系统(开题报告)(7)

硬件设计

2.3.3 电源引脚

DHT11的供电电压为3－5.5V。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。

2.3.4 串行接口（单线双向）

1.单总线传送数据位定义

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 +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“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。

2.数据时序图

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。

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温室大棚温湿度控制系统

图6 数据时序图

3.外设读取

（1）DHT11上电后，测试环境温湿度数据，并记录数据，同时DHT11的DATA数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平；此时DHT11的DATA引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。

（2）微处理器的I/O设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于18ms，然后微处理器的I/O设置位输入状态，由于上拉电阻，微处理器的I/O即DHT11的DATA数据线也随之变高，等待DHT11作出回答信号，

图7 主机发送起始信号

（3）DHT11的DATA引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11的DATA 引脚处于输出状态，输出80us的低电平作为应答信号，紧接着输出80us的高电平通知外设准备接受数据，微处理器的I/O此时处于输入状态，检测到I/O有低电平（DHT11回应信号）后 ，等待80us 的高电平后的数据接收。

图8 发送信号

（4）由DHT11的DATA引脚输出40位数据，微处理器根据I/O电平的变化接收40位数据，位数据“0”的格式为：50us的低电平和26-28us的高电平；位数据

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硬件设计

“1”的格式为：50us的低电平加70us的高电平。

图9 位数据“0”的格式

图10 位数据“1”的格式

2.4 无线模块的设计

进入21世纪以来，无线通讯技术有了突飞猛进的发展，包括各种无线模块的设计制作，目前应用于无线数据传输的技术非常多，如红外技术，蓝牙技术，RF技术，GPRS，CDMA等。本系统采用微功率短距离无线通讯技术，采用APC220-43。

APC220-43模块是高度集成微功率半双工无线数据传输模块，其嵌入了高速单片机及高性能射频芯片，最大可以纠24bits连续突发错误。APC220模块可以提供多个频道的选择，可在线修改串口速度，射频速率，发射功率等各种工作参数。 2.4.1 APC220的性能

·1000米传感距离（2400bps）

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·工作频率418-455MHZ（ 1KHZ步进） ·灵活的软件编程选项设置 ·内置看门狗，保证长期可靠运行 2.4.2 无线传输模块APC220的接口说明

APC220-43模块内设256B的缓冲区，在缓冲区为空的情况下，用户可以不用考虑空中波特率与串口波特率的大小关系1次传输256B的数据，当空中波特率大于设置的串口波特率时，可1次传输无限长度的数据。APC220模块有UART和USB两种接口类型可供选择，支持7种串口波特率设置。最重要的是它采用透明的数据传输模式，写发送模块什么，接收模块就可以读到什么。收发模块采用默认的工作参数就可以正常的进行数据的收发。

APC220-43模块共有9个接脚，具体定义如下表：

APC220引脚定义 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 定义 GND VCC EN RXD TXD AUX SET NC NC 说明 地0V 3.3V-5.5V 电源是能端，>=1.6v或者悬空使能，<=0.5v休眠 URAT输入口，TTL电平 UART输出口，TTL电平 UART口的收发指示输出，低接收，高输出 参数设置，低有效 空脚 空脚

表12 APC220无线模块引脚定义

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硬件设计

图6 APC220与单片机的连接 2.4.3 APC220无线模块的工作参数的设置

通过SET脚进行在线修改。在线软件设置是通过模块的UART/TTL口完成的（4，5PIN）和SET脚完成的，时序图见图7.当EN脚置高50ms后，模块即可正常工作（T1）。设置时首先将SET脚置低，此时无论UART口是何状态，模块自动将UART口转变为9600bps，无校验模式，约1ms后模块进入设置状态（T2）.用户可以通过向RXD口发送设置命令，模块校验后，在200ms内TXD脚将开始返回参数信息（T3），用户在确定设置信息无误后置高SET脚，模块在10ms内切换至用户设置的参数模式运行（T4）。需注意的是当模块进入设置状态（SET脚为低），用户只能发送一次设置命令 ，如发送设置命令出错，或已经完成设置，若需再次设置必须将SET脚置高，后重新进入设置状态。

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