引言

傳感器正如計算機的眼睛。從廣義上講，傳感器就是一種能感知外界信息，并將這些信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的電信號或其他形式的輸出信號的裝置，達到對信息的存儲，傳輸，控制的目的。本文著重分析如何通過單片機分析電信號時序圖實現(xiàn)對傳感器的控制與傳感器采集信息的讀取

一.HC-SR04超聲波測距模塊

VCC引腳：接5V電源

GND引腳:接地線

TRIG:觸發(fā)信號引腳，單片機給超聲波模塊一個信號，超聲波信號就會工作

ECHO引腳：回聲信號 引腳，當超聲波模塊已經(jīng)測距成功后，通過該引腳告訴單片機當前超聲波傳播距離

從時序圖可以分析出，未開始工作時，觸發(fā)信號與輸出回響信號均處于低電平，隨后觸發(fā)信號引腳發(fā)出一段時間為10微秒的高電平后拉低，表示通信開始，隨后模塊內(nèi)部將發(fā)出超聲播脈沖，當回響信號引腳接收到超聲波脈沖后，，將輸出一段時間的高電平，通過檢測高電平時間既可以得出檢測距離三.距離計算

超聲波在空氣中傳播的速度約為三百四十米每秒，超聲波模塊測距誤差約為3mm,于此可得計算公式如下：

該公式表明，該模塊的最短測距時間單位為9微秒，距離單位為3mm

四.代碼

二.DHT11溫濕度傳感器

一.模塊簡介

二.時序圖

1.

DATA引腳用于微處理器與DHT11之間的通訊與同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通信時間4ms左右，數(shù)據(jù)分為整數(shù)部分和小數(shù)部分，具體格式在下面說明。

一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。

數(shù)據(jù)格式：

8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和

數(shù)據(jù)傳輸正確時校驗和數(shù)據(jù)等于”8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)，8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)，8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)，8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”之和的末八位

1. 通信過程

通信開始

數(shù)據(jù)判斷

三.具體代碼

三.紅外

一.紅外線

紅外線是波長介于微波與可見光之間的電磁波，波長在760納米到1毫米之間，是波形比紅光長的非可見光。自然界中一切物體都在不斷輻射紅外線。當然，雖然都是在輻射紅外線，但不同的物體輻射的強度是不一樣的，正是利用了這一點將紅外線運用到實際開發(fā)之中

1.紅外發(fā)射管

紅外發(fā)射管很常用，在我們的遙控器上都可以看到，它類似發(fā)光二極管，但是它發(fā)射出來的是紅外光，是我們?nèi)庋鬯床坏降摹Ｎ覀儗W過發(fā)光二極管的亮度會隨著電流的增大而增加，同樣的道理，紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線的強度也會隨著電流的增大而增強

2.紅外接收管

紅外接收管內(nèi)部是一個具有紅外光敏感特征的 PN 節(jié)，屬于光敏二極管，但是它只對紅外光有反應。無紅外光時，光敏管不導通，有紅外光時，光敏管導通形成光電流，并且在一定范圍內(nèi)電流隨著紅外光的強度的增強而增大

二.紅外遙控技術(shù)

遠程遙控技術(shù)又稱為遙控技術(shù)，是指實現(xiàn)對被控目標的遙遠控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應用廣泛。

紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應用到計算機和手機系統(tǒng)中。

隨著家用電器、視聽產(chǎn)品的普及，紅外線遙控器已被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上（如遙控開關(guān)、智能開關(guān)等）。其具有體積小、抗干擾能力強、功耗低、功能強、成本低等特點，在工業(yè)設(shè)備中也得到廣泛應用。一般而言，一個通用的紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成

2.基本原理

通常紅外遙控為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，紅外遙控器常用載波的方式傳送二進制編碼，常用的載波頻率為38KHz，這是由發(fā)射端所使用的455KHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455KHz÷12≈37.9KHz≈38KHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36KHz、40 KHz、56 KHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。所以，通常的紅外遙控器是將遙控信號（二進制脈沖碼）調(diào)制在38KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號發(fā)射出去的。

二進制脈沖碼的形式有多種，其中最為常用的是PWM碼（脈沖寬度調(diào)制碼）和PPM碼（脈沖位置調(diào)制碼，脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制）。如果要開發(fā)紅外接收設(shè)備，一定要知道紅外遙控器的編碼方式和載波頻率，我們才可以選取一體化紅外接收頭和制定解碼方案

紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應的電信號，再送后置放大器。

發(fā)射端

一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推動操作桿時，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載波進行調(diào)制，再由驅(qū)動電路進行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定的指令編碼信號。

接收端

一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行電路(機構(gòu))等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號接收下來，并進行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來，即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼，最后由驅(qū)動電路來驅(qū)動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制。

3、編碼格式

現(xiàn)有的紅外遙控包括兩種方式：PWM（脈沖寬度調(diào)制）和PPM（脈沖位置調(diào)制）。

　　兩種形式編碼的代表分別為NEC 和PHILIPS 的RC-5、RC-6 以及將來的RC-7。

　　PWM（脈沖寬度調(diào)制）：以發(fā)射紅外載波的占空比代表“0”和“1”。為了節(jié)省能量，一般情況下，發(fā)射紅外載波的時間固定，通過改變不發(fā)射載波的時間來改變占空比。例如常用的電視遙控器，使用NEC upd6121，其“0”為載波發(fā)射0.56ms，不發(fā)射0.56ms；其“1”為載波發(fā)射0.56ms，不發(fā)射1.68ms；此外，為了解碼的方便，還有引導碼，upd6121 的引導碼為載波發(fā)射9ms，不發(fā)射4.5ms。upd6121 總共的編碼長度為108ms。

　　但并不是所有的編碼器都是如此，比如TOSHIBA 的TC9012，其引導碼為載波發(fā)射4.5ms，不發(fā)射4.5ms，其“0”為載波發(fā)射0.52ms，不發(fā)射0.52ms，其“1”為載波發(fā)射0.52ms，不發(fā)射1.04ms。

　　PPM（脈沖位置調(diào)制）：以發(fā)射載波的位置表示“0”和“1”。從發(fā)射載波到不發(fā)射載波為“0”，從不發(fā)射載波到發(fā)射載波為“1”。其發(fā)射載波和不發(fā)射載波的時間相同，都為0.68ms，也就是每位的時間是固定的。

　　通過以上對編碼的分析，可以得出以某種固定格式的“0”和“1”去學習紅外，是很有可能不成功的。即市面上所宣傳的可以學習64 位、128 位必然是不可靠的。

　　另外，由于空調(diào)的狀態(tài)遠多于電視、音像，并且沒有一個標準，所以各廠家都按自己的格式去做一個，造成差異更大。比如：美的的遙控器采用PWM 編碼，碼長120ms 左右；新科的遙控器也采用PWM 編碼，碼長500ms 左右。如此大的差異，如果按“位”的概念來講，應該是多少位呢？64？128？顯然都不可能包含如此長短不一的編碼。

對于電視、音響等，一般使用專用的遙控芯片，比nec,philips,toshiba,sanyo,mitsubish,pana sonic 的芯片，其編碼格式固定，一個鍵只有一個編碼，學習比較容易。

　　而空調(diào)不一樣，各家空調(diào)廠商都是按自己的要求用cpu 做遙控芯片，編碼形式就有很多種。比如可能沒有引導碼（電視音響類都有）、校驗方式取累加和（電視音響類一般取反碼）等。因為空調(diào)的狀態(tài)多，必須一次發(fā)送完畢，有制冷、溫度、風速、自動、定時、加濕、制熱等，所以編碼很長，并且同一個按鍵，在不同狀態(tài)下發(fā)送的編碼不一樣，造成學習上的困難。

紅外遙控器的編碼格式通常有兩種格式：NEC 和RC5。

4、NEC協(xié)議

1.NEC 格式的特征：

● 使用38 kHz 載波頻率

● 引導碼間隔是9 ms + 4.5 ms

● 使用16 位客戶代碼

● 使用8 位數(shù)據(jù)代碼和8 位取反的數(shù)據(jù)代碼

2.NEC時序圖

*碼+反碼=225

三.NEC協(xié)議具體代碼

由于紅外數(shù)據(jù)的隨機產(chǎn)生，一般需要把紅外接收函數(shù)放在外部中斷函數(shù)中，外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā)，表示開始接收到紅外線數(shù)據(jù)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-422336.html