【正文】 系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式。晶振全稱為晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators），其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率。內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路實(shí)現(xiàn)方法是在XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體，與單片機(jī)片內(nèi)震蕩電路形成震蕩回路，圖中電容C3和C4的容值為22pF，它們的作用是加快起振和穩(wěn)定頻率。3 信號(hào)采集和AD轉(zhuǎn)換過(guò)程的軟硬件設(shè)計(jì) MQ3酒精濃度傳感器模塊簡(jiǎn)介圖31 MQ3酒精濃度傳感器模塊引腳示意圖MQ3酒精濃度傳感器模塊由傳感器探頭和調(diào)理電路組成。MQ3酒精濃度傳感器探頭輸出的微弱電流送入調(diào)理電路，使信號(hào)放大并濾去雜波。MQ3酒精濃度傳感器模塊引腳示意圖如上圖，除VCC和GND以外，模塊還有兩個(gè)輸出端口，TTL電平輸出端口和模擬信號(hào)輸出端口。在檢測(cè)的酒精濃度值大于傳感器內(nèi)預(yù)設(shè)值時(shí)，TTL電平輸出端口將輸出高電平，起報(bào)警信號(hào)作用，若小于預(yù)設(shè)值則輸出低電平。由于傳感器模塊內(nèi)部預(yù)設(shè)值不方便通過(guò)程序改變，所欲在本設(shè)計(jì)中TTL電平輸出端口懸空，而報(bào)警值則在程序中設(shè)定，報(bào)警由單片機(jī)程序控制，這要便于修改。模擬信號(hào)輸出端口能輸出0到+VCC 的模擬信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)的酒精濃度越大時(shí)輸出電壓越高。此端口接入ADC0804的6號(hào)引腳，實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換。  表31 MQ3傳感器參數(shù)表名稱MQ3傳感器 符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注 Vc 回路電壓≤15VAC or DC VH 加熱電壓177。 AC or DC RL 負(fù)載電阻可調(diào) RH 加熱電阻31Ω177。3Ω室溫 PH 加熱功耗≤900mW 符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注 Tao 使用溫度 10℃50℃ Tas 儲(chǔ)存溫度 20℃70℃ RH相對(duì)濕度 小于 95% RH O2 氧氣濃度 21%(標(biāo)準(zhǔn)條件) 氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性最小值大于２％ 符號(hào) 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體電阻 1MΩ 8 MΩ (200ppm alcohol ) 適用范圍： 101000ppm Alcohol α（200/100）alcohol 濃度斜率 ≤ 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 溫度： 20℃177。2℃ Vc:177。 相對(duì)濕度： 65%177。5% Vh: 177。 預(yù)熱時(shí)間 不少于24小時(shí) AD轉(zhuǎn)換軟硬件件設(shè)計(jì) ADC0804簡(jiǎn)介圖32 ADC0804引腳示意圖ADC0804是屬于連續(xù)漸進(jìn)式的A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價(jià)錢便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上。 　　芯片參數(shù)： 　　工作電壓：+5V，即VCC=+5V。 　　模擬輸入電壓范圍：0～+5V，即0≤Vin≤+5V。 　　分辨率：8位，即分辨率為1/2=1/256，轉(zhuǎn)換值介于0～255之間。 　　轉(zhuǎn)換時(shí)間：100us（fCK=640KHz時(shí)）。 　　轉(zhuǎn)換誤差：177。1LSB。 　　參考電壓：，即Vref=。 本設(shè)計(jì)中ADC0804外圍硬件連接圖33 ADC0804外圍電路連接20號(hào)引腳角和10號(hào)引腳分別接VCC和GND，為芯片提供工作電壓。在精確測(cè)量時(shí)，8號(hào)引腳模擬地和10號(hào)引腳數(shù)字地應(yīng)該分開接，為芯片提供基準(zhǔn)電壓，此處把它們接在一起，同時(shí)接地。1號(hào)引腳，，芯片被選中處于工作狀態(tài)。引腳二為外部讀數(shù)據(jù)允許位，,，芯片處于外部許狀態(tài)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)被送入DB0到DB7引腳，DB0到DB7引腳為數(shù)據(jù)輸出端口，它與單片機(jī)P3口依次相連，此時(shí)單片機(jī)可以從P3口取走。引腳三為外部寫數(shù)據(jù)允許位，，芯片處于外部寫允許狀態(tài)，此時(shí)芯片從6號(hào)和7號(hào)引腳獲取電壓差值，當(dāng)此引腳再次拉高時(shí)，芯片便開始AD轉(zhuǎn)換。6號(hào)引腳Vin(+)接傳感器模塊的模擬信號(hào)輸出端口，其間接入的10K電阻并不影響輸入電壓，但可以起到限流作用，防止瞬間高電流將芯片燒壞。7號(hào)引腳Vin（）接地，轉(zhuǎn)換的原始模擬電壓就是6號(hào)引腳和7號(hào)引腳的電壓差值。5號(hào)引腳在轉(zhuǎn)換時(shí)輸出高電平信號(hào)，結(jié)束時(shí)輸出低脈沖。它如果與單片機(jī)的外部中斷端口（）相連，在轉(zhuǎn)換結(jié)束后給單片機(jī)一個(gè)中斷，讓單片機(jī)讀走數(shù)據(jù)?？紤]到ADC0804的轉(zhuǎn)換時(shí)間還是非常快的，本設(shè)計(jì)中此引腳懸空，沒有和單片機(jī)外部中斷入口相連。在程序中可以用軟件延時(shí)的方式等待它轉(zhuǎn)換完畢，或者用定時(shí)器中斷方式每隔一定時(shí)間采樣，讓芯片有充分轉(zhuǎn)換時(shí)間。在本設(shè)計(jì)中采用了第一種做法模擬信號(hào)輸出端口，具體方法在下一小節(jié)中介紹。19號(hào)引腳跨接一個(gè)10K電阻與4號(hào)引腳相連，4號(hào)引腳在與56PF的電容相接，電容另一端接地。這樣電阻和電容便于芯片內(nèi)部電路形成了RC震蕩電路，它產(chǎn)生周期信號(hào)，為芯片提供時(shí)序，芯片正是在此時(shí)序的控制下有條不紊的工作。9號(hào)引腳應(yīng)接入二分之一的VCC為電路提供參考基準(zhǔn)電壓，具體做法是，將兩個(gè)10K電阻串聯(lián)接在VCC和GND上分壓，接號(hào)引腳并接在他們中間，獲取參考電壓。 本設(shè)計(jì)中AD轉(zhuǎn)換軟件實(shí)現(xiàn)圖34 ADC0804控制時(shí)序圖 參考上圖，CS端在初始化函數(shù)void init（）{……}中便將他拉低使芯片一直處于工作狀態(tài)，在主函數(shù)中先判斷是否處于檢測(cè)狀態(tài)，若是檢測(cè)狀態(tài)，不斷調(diào)用檢測(cè)命令和顯示命令，使單片機(jī)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)。當(dāng)測(cè)試值超標(biāo)，則使報(bào)警電路報(bào)警，顯示模塊和報(bào)警電路的軟硬件設(shè)計(jì)將在后面詳細(xì)介紹。下面具體講述轉(zhuǎn)換過(guò)程，上電后由于RD和WR都和I/O相連，即輸出默認(rèn)電平，無(wú)需初始化。在轉(zhuǎn)換時(shí)先將WR拉低，調(diào)用帶形參子函數(shù)void delay（）{……}，用delay（1）；語(yǔ)句延時(shí)約一毫秒，讓ADC0804有足夠時(shí)間讀走7號(hào)引腳上的電壓差值。RD拉高后，芯片開始轉(zhuǎn)換，此時(shí)程序用delay（5）；語(yǔ)句軟件延時(shí)約五毫秒，讓芯片轉(zhuǎn)換完成。再讓RD端拉低，同樣軟件延時(shí)一毫秒，讓單片機(jī)讀走數(shù)據(jù)。下面介紹轉(zhuǎn)換原則，ACD0804有八位數(shù)據(jù)輸出口，即轉(zhuǎn)換精度為256，它將最高值（此處為1000ppm），分為255份，當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時(shí)，用最大值除以255，再乘以該數(shù)據(jù)值便是最終轉(zhuǎn)換值。AD轉(zhuǎn)換子函數(shù)分析：void ad(){ wr=0。 //將WR拉低，讓芯片開始讀7號(hào)引腳電壓值 delay(1)。 //延時(shí)約一毫秒，讓芯片忙完 wr=1。 //將WR拉高，上升沿到來(lái)時(shí)，AD轉(zhuǎn)換開始 delay(5)。 //軟件延時(shí)約五毫秒，等待AD轉(zhuǎn)換完成 P3=0xff。 //將P3口全部拉高，等待測(cè)試數(shù)據(jù) delay(1)。 //延時(shí)一會(huì)，避免紊亂 rd=0。 //將RD拉低，芯片送出數(shù)據(jù) delay(1)。 //延時(shí)約一毫秒，讓P3口 temp=P3。 //將數(shù)據(jù)存入temp rd=1。 //將RD拉高}4 顯示模塊軟硬件設(shè)計(jì) LCD1602簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602每行可以輸出16個(gè)字符，可以顯示兩行，故稱1602，它不帶中文字庫(kù)，故只能顯示數(shù)字、字母和普通字符。在本設(shè)計(jì)中不檢測(cè)液晶的忙與閑，用前面對(duì)待ADC0804的方法，用軟件延時(shí)來(lái)等待液晶的忙操作時(shí)間。 ，單獨(dú)使用一個(gè)口，另外還要接上10K上拉電阻來(lái)提高P0口帶負(fù)載能力。當(dāng)處于讀狀態(tài)時(shí)，RS處于低脈沖，R/W為高脈沖，E為高脈沖 ，D0~D7=狀態(tài)字當(dāng)處于讀數(shù)據(jù)時(shí)，RS為高脈沖，R/W為高脈沖，E為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù)。當(dāng)處于寫指令時(shí)，RS為低脈沖，R/W為低脈沖，D0~D7=指令碼，E=高脈沖。當(dāng)處于寫數(shù)據(jù)時(shí)，RS為高脈沖，R/W為低脈沖，E為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)中LCD1602的硬件連接介紹圖41 LCD1602硬件連接圖1號(hào)引腳VSS接地2號(hào)引腳VDD接電源正，為液晶提供合適電壓。15號(hào)和16號(hào)引腳也分別接電源正和地，點(diǎn)亮液晶背光燈，15號(hào)叫也可以串接一個(gè)5歐姆電阻，適當(dāng)減小背光亮度，本設(shè)計(jì)中并未