浪人栖 | 笔记

三极管 - 数据手册核心参数

Tue, 20 Jan 2026 06:06:39 +0800

极限参数 | Maximum Ratings

集电极-发射极电压 | Collector-Emitter Voltage | V_CEO：工作电压必须（远）低于此值；

集电极电流 | Collector Current | I_C：负载电流要在此范围内；

集电极功耗 | Collector Power Dissipation | P_C：计算实际功耗(Ic×Vce)不能超过此值。

电气特性 | Electrical Characteristics

懒了，待补充

练习 - 二路温湿度传感器及自动报警加热

Sat, 13 Dec 2025 15:19:41 +0800

实现功能

板上有两路温湿度传感器，用来检测不同位置的环境温湿度；

板上有两组三位一体数码管用于显示温度和湿度，两路传感器每隔 2s 交替显示温湿度；

每路传感器对应一块加热器，当环境湿度大于设置的湿度起动阈值时，打开对应加热器，低于设置的湿度截止阈值或高于设置的高温阈值时退出加热模式；

当：

有传感器湿度高于起动阈值后未降低至截止阈值，此时传感器温度均低于高温阈值；
有传感器湿度高于起动阈值后未降低至截止阈值，此时有传感器温度高于高温阈值；
传感器湿度均低于截止阈值，此时有传感器温度高于高温阈值。

为以上每种情况配置不同频率的报警频率；

湿度启动阈值/湿度截止阈值/高温阈值通过自拟协议实现上位机修改，并每隔2s将二路传感器的温湿度数据上报给上位机；

设置6路开关量输入接口，当开关量有输入时，板上有对应LED亮灯反馈。

硬件设计

SCH_P1_2_2025-12-13.pdf

电源模块

选用AC-DC电源模块HLK-PM01NBX，依照数据手册设置EMC解决方案电路。

隔离电源模块

选用B0505S-1W隔离电源模块，依照数据手册设置纹波噪音严格方案线路。

MCU

选用STC89C52RC-40I-LQFP44，输入+5V；

VCC引脚处选用一个100nF去耦电容与一个10μF滤波电容；

复位引脚采用：+5V ---> 10μF电解电容/常开按钮 ---> RST ---> 10kΩ电阻 ---> GND，确保可靠高电平复位；

外接晶振选用11.0592MHz频率，配备2*47pF电容。

报警模块

选用2.4kHz有源蜂鸣器，并联整流二极管用以控制反向电动势（设计选用M7，实际选用M1），

单片机P42引脚接三极管MMBT3904-E基极控制蜂鸣器电路通断；

两个LED为共阴极设计，接单片机P20/P21。

数码管

使用P00-P07配合SN74HC245D段选，P15-P17配合SN74HC138DR位选，P0口根据数据手册特性说明，外接10kΩ上拉电阻；

由数据手册，SN74HC138DR的G1接高电平，G2A#/G2B#接低电平时有效；

因为数码管为6位，而138可输出Y0-Y7八位，此处接Y0-Y5，Y6/Y7悬空；

因为SN74HC245D的Ax接单片机P0x，Bx接数码管A-DP，需要：Ax输入，Bx=Ax。根据数据手册，配置OE(输出使能输入)引脚低电平，DIR(传输方向控制)引脚高电平;

六路开关量输入

使用EL817C光电耦合器进行电气隔离，发射端接入隔离电源并设置一个2*6的12P排针作为外部开关量输入接口控制光耦发射端通断；

接收端集电极分别接单片机P22-P27引脚并接+5V上拉，发射极接地；

简单设置P32-P37引脚控制六个LED用以反馈外部开关量状态。

IIC硬件

IIC硬件总共使用：一个EEPROM，两个AM2301B温湿度传感器。

AM2301B传感器地址唯一且固定，所以选用了TCA9548APWR作为多路IIC开关；

EEPROM选用M24C64-RMN6TP，WC写入控制脚接P13；

TCA9548APWR的RESET引脚接P12；

因为STC89C52RC没有IIC模块，所以选用P40做SDA，P41做SCL，使用软件模拟IIC信号进行通讯，

P40/P41接EEPROM以及TCA9548APWR，TCA9548APWR的SC7/SD7和SC6/SD6接两排4P端子用以外接AM2301B。

51单片机 | IIC | 软件模拟 | 基础驱动

Sat, 30 Aug 2025 06:58:39 +0800

在Dri_IIC中先定义SCL和SDA：

#define SCL P17
#define SDA P16

1.初始化/开始信号

当SCL高电平时，SDA由高电平变为低电平，视为起始信号。

所以SCL与SDA要设置初始状态为高电平：

SCL = 1;
SDA = 1;

此时SDA变为低电平，发出起始信号，然后SCL置为低电平，等待数据位：

SDA = 0;
SCL = 0;

起始阶段结束，完整代码：

void Dri_IIC_Start()
{
  SCL = 1;
  SDA = 1;
  SDA = 0;
  SCL = 0;
}

2.发送数据

IIC协议在SCL位于高电平时读取SDA，故要先设定好SDA，再将SCL置为高电平，

SCL高电平期间稳定SDA，随后将SCL设低电平，流程逻辑：

SDA = data;
SCL = 1;
SCL = 0;

要发送八位数据（一字节），可使用

for (i = 0; i < 8; i++)

来进行八次扫描。

因为数据从高位起始，利用 1000 0000 右移 i 位并和byte进行与运算，对结果进行判断并填充SDA：

SDA = (byte & (0x80 >> i)) == 0 ? 0 : 1;

完整代码：

void Dri_IIC_SendByte(unsigned char byte)
{
  unsigned char i;
  for (i = 0; i < 8; i++){
    SDA = (byte & (0x80 >> i)) == 0 ? 0 : 1;
    SCL = 1;
    SCL = 0;
  }
}

3.接收确认位

IIC所有设备引脚以开漏模式接入总线，故要在数据传输完毕后释放SDA，使从机可以操纵SDA电平：

SDA = 1;

释放SDA后，SCL置为低电平，供SDA调整，随后SCL需位于高电平读取确认位后回到低电平。

完整代码：

bit Dri_IIC_ReceiveAck()
{
  bit ack;
  SDA = 1;
  SCL = 1;
  ack = SDA;
  SCL = 0;
  return ack;
}

4.接收数据

只需要先准备SDA，再将SCL置高电平读取即可。

完整代码：

void Dri_IIC_SendAck(bit ack)
{
  SDA = ack;
  SCL = 1;
  SCL = 0;
}

5.结束信号

在SCL高电平期间，若SDA拉高，视为结束信号，所以此时所需初始值SDA/SCL均为低电平。

因为无法确定SDA当前电位，所以在拉高SCL前先拉低SDA，避免SCL置为高电平后SDA降低而误发送起始信号。

完整代码：

void Dri_IIC_Stop()
{
  SDA = 0;
  SCL = 1;
  SDA = 1;
}

IIC总线

Fri, 29 Aug 2025 16:28:56 +0800

From 尚硅谷

1.1 概述

I²C（Inter-Integrated Circuit），通常简称为IIC，是一种用在集成电路（IC）之间的串行通信总线。它是由Philips（现在的NXP半导体）在上世纪80年代开发的，并在之后广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。

1.2 信号线

I²C为同步串行通信，使用两根线路进行通信，分别是数据线（SDA）和时钟线（SCL），SDA线用于数据传输，SCL线用于数据传输的同步。SCL的每个时钟周期，SDA传输一位数据。

I²C规定，数据的接收方会在每个时钟周期的高电平期间读取数据，具体来讲就是在SCL处于高电平时，读取SDA上的数据，如下图所示。

因此，SDA必须在SCL低电平期准备好要发送的下一位数据，然后在SCL高电平期间保持稳定。

1.3 主从架构

I²C采用主从架构，一个主设备可连接多个从设备。主设备负责发起通信和控制总线，而从设备负责响应主设备的请求。如下图所示。

I²C总线中的每个设备都有一个唯一的地址（用7位二进制数字表示），用于在总线上标识自己。主设备可以根据地址选择性的与特定的从设备进行通信。

需要注意的是，SCL信号线上的时钟信号始终由主设备产生，而SDA信号线上的数据信号既可由主设备产生，也可由从设备产生。当主设备向从设备发送数据时，SDA信号由主设备产生，从设备接收信号；当主设备从从设备读取数据时，SDA信号由从设备产生，主设备接收信号。

1.4 通信协议

1.4.1 空闲状态

I²C协议规定，当SDA和SCL均为高电平时，总线为空闲状态。

1.4.2 起始和结束信号

主设备和从设备间的每次通信，都需要以一个起始信号开始，以一个结束信号终止。起始信号和结束信号的定义如下：

起始信号：当SCL处于高电平时，SDA由高变低。

停止信号：当SCL处于高电平时，SDA由低变高。

如下图所示。

起始信号和结束信号，都只能由主设备产生。

1.4.3 确认信号

I²C协议规定，发送方每发送一个字节（8位）的数据，接收方都要向发送方回复一个1位的确认信号，如下图所示。

如果该确认信号为0表示接收方已成功接收到该字节，发送方可继续发送下一字节，这个信号在I²C协议中称为ACK（Acknowledge）；如果该信号为1，则表示接收方未能成功接收到该字节，或者不希望接收更多数据，该信号在I²C协议中称为NACK（Not Acknowledge）。

1.4.4 从机地址和读写标识

由于一个I²C总线上可能有多个从设备，所以开始通信前，主设备需要先与目标设备取得联系，然后再进行数据传输，除此之外，主机还需要向目标设备明确本次通信的操作是写数据还是读数据。

上述操作的实现思路如下：

当主设备发送起始信号之后，会向所有设备发送一个字节的数据，这一个字节中，前7位为目标设备地址，第8位为读/写标识（1表示读，0表示写），如下图所示。

当各从设备收到这个字节的数据后，会将7位地址与自身进行对比，相同则会向主设备回复确认信号，不相同则不做任何回应。

当主设备收到目标设备的确认信号后，便会开始与该设备进行通信。

1.4.5 完整通信流程

综上所述，当主设备想要与某个从设备进行通信时，需要经历如下流程。

（1）发送起始信号

（2）发送目标从设备地址+读写标识位

（3）接收从设备回复的确认信号

（4）与从设备进行数据传输（发送/接收）

（5）发送终止信号

51单片机 | UART | 接收数据 | 判定字符串接收完毕

Thu, 28 Aug 2025 17:04:56 +0800

实现思路：
每接收一个字符，重置定时器，若定时器达到设定值则判定为字符串完整接收。

实现过程：

定义一个变量记录空闲时间，

static unsigned char s_idle_count = 0;

现阶段思路：每毫秒加一，每收到一个字符置零。

定义定时器0回调:

void Dri_UART_Timer0Callback()
{
    s_idle_count++;
}

在初始化函数Dri_UART_Init中注册空闲检测函数:

Dri_Timer0_RegisterCallback(Dri_UART_Timer0Callback);

此时s_idle_count每毫秒加一。

每收到一个新字符，重新计时（重置s_idle_count)，

在串口中断中重置：

void Dri_UART_Handler() interrupt 4
{
  if(RI == 1) {
    s_idle_count = 0;
    RI = 0;
  }
}

判断：当s_idle_count > 10时处理逻辑，

定义数组用于接收SBUF：

static char idata s_buffer[16];

（最长16字符）

定义索引：

static unsigned char s_index;

修改串口中断逻辑，给s_buffer的索引位赋值并自增索引位：

void Dri_UART_Handler() interrupt 4
{
  if(RI == 1) {
    s_buffer[s_index++] = SBUF;
    RI = 0;
  }
}

修改Dri_UART_Timer0Callback()，判断空闲时间大于十毫秒，同时数组应不为空（s_index不为0）：

s_idle_count++;
if (s_index > 0 && s_idle_count >=10)
{
    //数据处理逻辑
}

需要ReceiveString方法，在main中重复调用ReceiveString函数，

如果字符串接收完毕，函数返回1，将s_buffer内容赋给字符串，否则返回0。

判断是否接收完毕，定义标志位并赋初始值：

static bit s_is_complete = 0;

完善空闲计时方法，一旦接收完毕，标志位置1，

void Dri_UART_Timer0Callback()
{
  s_idle_count++；
  if (s_index > 0 && s_idle_count >= 10)
  {
    s_is_complete = 1;
  }
}

定义方法，将s_buffer数组内容赋给str，

并将标志位和索引清零：

bit Dri_UART_ReceiveString(char *str)
{
  if (s_is_complete == 1)
  {
    for (i = 0; i < s_index; i++)
    {
      str[i] = s_buffer[i];
    }
    s_is_complete = 0;
    s_index = 0;
    return 1;
  }
  return 0;
}

在main.c中：

#include <STRING.H>

声明数组：

unsigned char idata str[16];

初始化定时器和串口：

Dri_Timer0_Init();
Dri_UART_Init();

（先初始化定时器以设置NULL，否则无法正常注册）

使用STRING.H的strcmp比较字符串：

strcmp(str,"on") == 0

main方法：

void main()
{
  unsigned char idata str[16];
  Dri_Timer0_Init();
  Dri_UART_Init();
  while(1)
  {
    if (Dri_UART_ReceiveString(str))
    {
      if (strcmp(str,"on"))
      {
        P00 = ~P00;
        Dri_UART_SendString("LED1 IS ON");
      } else if (strcmp(str,"off")) {
        P01 = ~P01;
        Dri_UART_SendString("LED2 IS ON");
      } else {
        Dri_UART_SendString("UNKNOWN COMMAND")
      }
    }
  }
}

此时应可以正常接收命令，但若上一条命令长于本条，则无法正确识别，

原因：

短命令无法完全覆写长命令，而strcmp检测"\0"，故将无法检测正确内容

解决方式：

每次接受命令后后清空str[]数组
每次收到完整字符串，在最后一个字符后加"\0"

方式2的实现：

修改Dri_UART_ReceiveString方法，在for循环后于i位设'\0'：

bit Dri_UART_ReceiveString(char *str)
{
    if (s_is_complete == 1)
  {
    for (i = 0; i < s_index; i++)
    {
      str[i] = s_buffer[i];
    }
    str[i] = '\0';
    s_is_complete = 0;
    s_index = 0;
    return 1;
  }
  return 0;
}