【正文】 機(jī)無(wú)讀寫外RAM操作時(shí)，ALE信號(hào)固定為CPU時(shí)鐘頻率的1／6。若晶振為6MHz，則1／6為1MHz時(shí)．A／D轉(zhuǎn)換時(shí)間為64μs。通入通道IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7A01010101B00110011C00001111④D0—D7——數(shù)字量輸出端。⑤ ——A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。當(dāng)面端為高電平時(shí)，允許將A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果從Do—D7端輸出。通常由MCS－ 51型單片機(jī)的端與0809片選端()通過(guò)或非門與0809端相連接。當(dāng)DPTR為FEFFH，且執(zhí)行MOVX A，＠DPTR指令后，或非后產(chǎn)生高電平，使0809端有效，0809將A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)據(jù)總線Po口，CPU再讀入A中。⑥ALE——地址鎖存允許信號(hào)。8路模擬通道地址由A、B、C輸入，在0809的ALE信號(hào)有效時(shí)將該8路地址鎖存(注意0809ALE與803lALE的區(qū)別)。⑦START——啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換信號(hào)。當(dāng)START端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，立即啟動(dòng)0809進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。START端與ALE端連在一起，由MCS－51型單片機(jī)WR與0809片選端()通過(guò)或非門相連，當(dāng)DPTR為EFF8H，執(zhí)行“MOVX@DPTR，A”指令后，將啟動(dòng)0809模擬通道0的A／D轉(zhuǎn)換。FEF8H—FEFFH分別為8路模擬輸入通道的地址。執(zhí)行MOVX寫指令，井非真的將A中內(nèi)容寫進(jìn)0809，從而使0809的START和ALE有效，且輸出A／D通道0地址A0—A2。事實(shí)上也無(wú)法將A內(nèi)容寫進(jìn)0809，0809中沒有一個(gè)寄存器能容納A中內(nèi)容，0809的輸入通道是IN0—IN7，輸出通道是D0—D7，因此，執(zhí)行“MOVX＠DPTR，A”指令與A中內(nèi)容無(wú)關(guān)，但DPTR地址應(yīng)指向當(dāng)前A／D的通道地址。⑧EOC——A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)啟動(dòng)0809A／D轉(zhuǎn)換后；EOC輸出低電平；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC輸出高電平，表示可以讀取A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果。該信號(hào)取反后，若與MCS－51型單片機(jī)引腳INT0或連接，可引發(fā)CPU中斷，在中斷服務(wù)程序中讀A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)。若MC5—51型單片機(jī)兩個(gè)中斷源已用完，則EOC也可與P1口或四口的一條端線相連，不采用中斷方式，采用查詢方式，查得EOC為高電平后，再讀A／D轉(zhuǎn)換值。⑨VREF+、VREF ——正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端?；鶞?zhǔn)電壓的典型值為+5v，可與電源電壓(+5v)相連，但電源電壓往往有一定波動(dòng)，將影響A／D精度。因此，精度要求較高時(shí)，可用高穩(wěn)定度基準(zhǔn)電源輸入。當(dāng)模擬信號(hào)電壓較低時(shí)，基準(zhǔn)電壓也可取低于5v的數(shù)值。⑩Vcc——正電源電壓(+5v)。GND——接地端。ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是在時(shí)鐘信號(hào)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)由CLOCK端送入,其最高頻率為640MHz,在這個(gè)最高頻率下ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為100uS左右。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果(8位數(shù)字量)送到三態(tài)鎖存輸出緩沖器,此時(shí)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果還沒有現(xiàn)在DB0—DB7八條數(shù)字量輸出線上,單片機(jī)不能獲取之。單片機(jī)要想讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果,必須使ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平,打開三態(tài)輸出鎖存器,A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)在DB0—DB7上。 ADC0809的讀、寫、啟動(dòng)以及A/D轉(zhuǎn)換時(shí)序圖。在A/D轉(zhuǎn)換期間,EOC維持高電平,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),EOC變成高電平。ADC0809的START端收到下降沿后,并不立即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,EOC=1,而是延遲10uS后,才開始A/D轉(zhuǎn)換,EOC變?yōu)榈碗娖?。單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法有三種(1)延遲法:單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809后,延時(shí)130uS以上,可以讀到正確的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。(2)查詢法:EOC必須接到AT89C51的一條I/O線上。單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809后,延遲10uS,檢測(cè)EOC,若EOC=0則A/D轉(zhuǎn)換沒有結(jié)束,繼續(xù)檢測(cè)EOC直到EOC=1。當(dāng)EOC=1時(shí),A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束,單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。(3)中斷法:EOC必須經(jīng)過(guò)非門接到AT89C51的中斷請(qǐng)求輸入線INT0或INT1上,AT89C51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。單片機(jī)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后可以做其它工作,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),EOC由0—1經(jīng)過(guò)非門傳到INT端,AT89C51收到中斷請(qǐng)求信號(hào),若AT89C51開中斷,則進(jìn)入中斷服務(wù)程序,在中斷服務(wù)程序中單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。溫度、煙霧、煤氣、防盜傳感器的輸出分別接到ADC0809的INININ6和IN7。ADC0809的通道選擇地址A，B，C分別由AT89C51的P0．0～P0．2經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。=0時(shí)，與寫信號(hào)WR共同選通ADC0809。圖中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WR信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。例如，輸出地址7FF8H可選通通道IN4，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換；輸出地址7FF9H可選通通道IN1，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖中ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到89C51的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元。 P0 ALE89C51/INT1/WR/RD74LS373CLK AD0~D7 B CEOCV+VSTALE OE==1/21 數(shù)據(jù)采集模塊 單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤是只要按下它的某一個(gè)鍵，就能產(chǎn)生這個(gè)鍵的代碼，與此同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以通知CPU接收鍵碼。編碼鍵盤使用方便，也不用編寫太復(fù)雜的程序。但硬件電路復(fù)雜，比非編碼簡(jiǎn)易鍵盤成本要高。非編碼鍵盤也稱簡(jiǎn)易鍵盤，它的按鍵是排列成行、列矩陣形式的。按鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開，因此必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，它基本上不需要附加什么硬件電路。但需要通過(guò)軟件來(lái)解決按的識(shí)別、防抖動(dòng)以及如何產(chǎn)生鍵碼的問(wèn)題。為了節(jié)約成本，本系統(tǒng)選用簡(jiǎn)易鍵盤作為撥號(hào)輸入。單片機(jī)所用的顯示有LED和LCD兩種，從設(shè)計(jì)的難度和成本造價(jià)來(lái)說(shuō)LCD都要高于LED。本作品要顯示的是要撥的號(hào)碼和來(lái)電顯示對(duì)方機(jī)子的號(hào)碼，為數(shù)字顯示。因此，本作品選用了由LED組成的7段發(fā)光顯示器，它有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、易于與單片機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。7段LED選用的是共陽(yáng)極的。CAN（Controller Area Network）總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是Bosch公司在現(xiàn)代汽車技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局域網(wǎng)。由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。CAN的通信協(xié)議主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn)CAN總線協(xié)議的部分和實(shí)現(xiàn)與微處理器接口部分的電路組成。對(duì)于不同型號(hào)的CAN總線通信控制器，實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議部分電路的結(jié)構(gòu)和功能大多相同，而與微處理器接口部分的結(jié)構(gòu)和方式存在一些差異。CAN控制器選用SJA1000作為控制器。SJA1000是高集成度CAN控制器。具有多主結(jié)構(gòu)、總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)、成組與廣播報(bào)文功能及硬件濾波功能。輸入時(shí)鐘頻率為16MHZ時(shí)鐘,輸出可編程控制。由以下幾部分構(gòu)成：接口管理邏輯、發(fā)送緩存器、接收緩存器、位流處理器、位定時(shí)邏輯、收發(fā)邏輯、錯(cuò)誤管理邏輯、控制器接口邏輯等。SJA1000在電路中是一個(gè)總線接口芯片，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)微處理器之間的數(shù)據(jù)通信。該電路的主要功能是通過(guò)CAN總線接收來(lái)自上位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析組態(tài)然后下傳給下位機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)控制功能，當(dāng)CAN總線接口接收到下位機(jī)的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000就產(chǎn)生一個(gè)中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過(guò)中斷處理程序接收每一幀信息并通過(guò)CAN總線上傳給上位機(jī)進(jìn)行分析。AT89C51是CAN總線接口電路的核心，其承擔(dān)CAN控制器的初始化、CAN的收發(fā)控制等任務(wù)。CAN總線收發(fā)器選用PCA82C250作為總線收發(fā)器。 PCA82C250是CAN 協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。82C250 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為CAN 控制器提供不同的接收性能。而且它與“ISO 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。PCA82C250的目的是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾（RFI）實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，否則達(dá)不到預(yù)期的效果。（1）總線兩端必須接兩個(gè)終端匹配電阻RT，忽略掉它們，會(huì)使數(shù)據(jù)通信的抗干擾性及可靠性大大降低。（2）PCA82C250為CAN控制器和物理總線之間的接口，它可以提供向總線的差動(dòng)發(fā)送能力和CAN控制器的差動(dòng)接收能力，TXD和RXD引腳分別發(fā)送經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后的發(fā)送和接收信號(hào)。其引腳8（RS）可以選擇2種不同的工作方式：把該引腳直接與地相連，系統(tǒng)將處于高速工作方式，在這種方式下，為避免射頻干擾，建議使用屏蔽電纜作總線；而在波特率較低，總線較短時(shí)，一般采用斜率控制方式，上升及下降的斜率取決于RS的阻值，實(shí)踐表明15200k為RS較理想的取值范圍，在這種方式下，可以使用雙絞線作總線（本系統(tǒng)采用該工作方式）。（3）SJA1000的TX1腳懸空，否則，將不能形成CAN協(xié)議要求的電平邏輯。因本系統(tǒng)傳輸距離近，環(huán)境干擾小，可以不用電流隔離，這樣可以直接把82C250的VREF端（）與SJA1000的RX1相連，從而簡(jiǎn)化了電路。（4）設(shè)計(jì)時(shí)將SJA1000的CLOCKOUT的時(shí)鐘信號(hào)接至AT89C51的時(shí)鐘電路輸入端，作為AT89C51的外部時(shí)鐘輸入，解決了時(shí)鐘同步問(wèn)題；SJA1000中斷輸出信號(hào)/INT接至AT89C51的/INT0端，通過(guò)中斷方式與AT89C51通信。 ALE/PROG/RD//WR/ /INT0/ XTAL1 RSTAD0 TX0AD1 TX1AD2 RX0AD3 RX1AD4 VDD1AD5 VDD2AD6 VDD3AD7 VSS1/CS VSS2ALE VSS3/RD XTAL1/WR/INT XTAL2CLK/RSTTXD CANHRXD CANLVREF RS AT89C51 SJA1000 接口主要元器件電路圖上述所說(shuō)的各種信號(hào)采集模塊都是經(jīng)過(guò)傳感器來(lái)進(jìn)行信號(hào)采集，再送到ADC0809。傳感器是一個(gè)從系統(tǒng)接收功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件。按照這一定義，可以說(shuō)傳感器是一種吸收(提取)、轉(zhuǎn)換和傳送能量的器件。嚴(yán)格地說(shuō)，應(yīng)該區(qū)別檢測(cè)和變換這兩個(gè)概念。前者只是將被測(cè)量轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中去，而后者從字面上說(shuō)是將被測(cè)量的種類加以改變。有時(shí)，對(duì)被測(cè)量只進(jìn)行一次變換還不夠，必須進(jìn)行第二次、第三次變換，一直到所希望的能量形式為止。傳感器轉(zhuǎn)換能量的理論基礎(chǔ)都是利用物理學(xué)、化學(xué)等各種現(xiàn)象和效應(yīng)來(lái)進(jìn)行能量形式的變換。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器輸出信號(hào)的形式應(yīng)盡可能是電量。傳感器的組成按其定義一般是由敏感元件、變換元件和測(cè)量電路三部分組成。除自源型傳感器外，還需外加輔助電源，用框圖表示。由圖可知，傳感器由以下幾個(gè)部分組成：敏感元件轉(zhuǎn)換元件測(cè)量電路輔助電源 傳感器的組成框圖（1）敏感元件(預(yù)變換器) 直接感受被測(cè)量(一般為非電量)并將其轉(zhuǎn)換為與被測(cè)量有確定關(guān)系的易變成電量(包括電量)的其它量的元件。（2）轉(zhuǎn)換元件(變換器) 它能將其它物理量直接轉(zhuǎn)換為有確定關(guān)系的電量的元件。（3）測(cè)量電路(變換電路) 把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)變?yōu)楸阌谔幚?、顯示、記錄、控制的可用電信號(hào)的電路。測(cè)量電路的類型視轉(zhuǎn)換元件的不同而定．經(jīng)常采用的有電橋電路和其它特殊電路，加高阻抗輸入電路、脈沖電路、振蕩電路等。（4）輔助電源 供給轉(zhuǎn)換能量。 軟件模塊通過(guò)上面分析，決定選用C51系列單片機(jī)作為控制器，那么它的軟件編寫就要按照單片機(jī)語(yǔ)言：C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言來(lái)編寫，這里選用執(zhí)行效率高的匯編語(yǔ)言編寫。 開發(fā)工具為keil c51，它的功能強(qiáng)大，支持c語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的編寫與調(diào)試，其軟件模擬I/O口也會(huì)給軟件調(diào)試帶來(lái)極大的方便。進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，需要溫度和煙霧兩個(gè)傳感器，當(dāng)溫度達(dá)到一定的度數(shù)和煙霧的濃度達(dá)到一定的百分比時(shí)，就進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警。在本設(shè)計(jì)中，作者選用了數(shù)字溫度傳感器AS18B20和煙霧傳感器NIS09C來(lái)進(jìn)行報(bào)警。把數(shù)字溫度傳感器AS18B20和煙霧傳感器NIS09C分別接到ADC0809IN4口和IN5口。當(dāng)進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警時(shí)，ADC0809就將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將指針指向下一個(gè)通道。進(jìn)行煤氣報(bào)警。當(dāng)進(jìn)行煤氣報(bào)警時(shí)，ADC0809就將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將指針指向下一個(gè)通道。人體有恒定的體溫，一般在37攝氏度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外線。熱電釋紅外傳感器探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線而進(jìn)行工作。人體發(fā)出的紅外線，通過(guò)菲涅爾濾光片增強(qiáng)后，聚集到紅外感應(yīng)源上。熱電式元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)將會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。進(jìn)行防盜報(bào)警時(shí)，作者選用了價(jià)格比較合適的熱電釋紅外傳感器RE200B。當(dāng)人體靠近熱電釋紅外傳感器RE200B到一定距離時(shí)，熱電釋紅外傳感器就會(huì)報(bào)警，ADC0809就會(huì)將采集的信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。把四個(gè)發(fā)光二極管分別接在AT89C51的P1．4～P1