【正文】 片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)， 89c52 的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期 輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P3 口作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如表 32所示： RST：復(fù)位輸入。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高 八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。并因此作為輸入時(shí)， P2口的 管腳被外部拉低，將輸出電流。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在 flash編程時(shí)， P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。近年來(lái)，單片機(jī)的生產(chǎn)廠家在單片機(jī)設(shè)計(jì)上采用了各種提高可靠性的新技術(shù)，主要表現(xiàn)在一下幾點(diǎn)： (1) EFT(Electrical Fast Transient)技術(shù) (2) 低噪音布線技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù) (3) 采用低頻時(shí)鐘 總之，單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下，表現(xiàn)出幾大趨勢(shì)： ? 可靠性及應(yīng)用水平越來(lái)越高，和 inter 連接已是一種明顯的走向； ? 所集成的部件越來(lái)越多； ? 功耗越來(lái)越低； ? 和模擬電路結(jié)合越來(lái)越多。 2. 單片機(jī) 的發(fā)展與趨勢(shì) 由于單片機(jī)具有以上特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、智能化設(shè)備和各種家用電器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中具有極豐 7 富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 (3) 易擴(kuò)展。這種超大規(guī)模集成電路芯片即稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)，通常簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。而工業(yè)控制、儀器儀表、家電產(chǎn)品等市場(chǎng)廣闊，要求PC機(jī)技術(shù)與之相適應(yīng)。 5 系統(tǒng)初始化 、 按鍵掃描顯示選擇菜單測(cè)量相關(guān)設(shè)置數(shù)據(jù)處理 顯示數(shù)據(jù)串行通信上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理AT 89 C 52LCD傳感器信號(hào)調(diào)制A / D按鍵時(shí)鐘外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器 設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 部分 主要 包括 ：（ MCU、 A/D、時(shí)鐘芯片、 LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù) RAM）等芯片的選擇； 硬件主電 路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、液晶顯示電路設(shè)計(jì)、外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器接口電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤(pán)接口電路等功能模塊電路設(shè)計(jì)。由于 甲醛含量 超量的話，將對(duì)人體健康造成很大的影響。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用功能模塊化的設(shè)計(jì)思 想，系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計(jì)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)三大部分。 ，如壁紙、地毯、油漆。 甲醛的來(lái)源 ，如膠合板、細(xì)木工板、高密度板、刨花板。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液 形式出現(xiàn)。本系統(tǒng)的量程為 010ppm,精度為 。 文中詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理過(guò)程以及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)和報(bào)警電路的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程。 1 摘 要 本文研究設(shè)計(jì)了一種用于公共場(chǎng)所及室內(nèi)具有檢測(cè)及超限報(bào)警功能的甲醛智能測(cè)試儀。系統(tǒng)對(duì)于采樣地點(diǎn)超出規(guī)定的甲醛容許濃度時(shí)采用三極管驅(qū)動(dòng)的單音頻報(bào)警電路提醒監(jiān)測(cè)人員。 關(guān)鍵詞 : 甲醛檢測(cè)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，硬件電路，軟件設(shè)計(jì)， A/D轉(zhuǎn)換器，AT89C52 單片機(jī) 2 目 錄 第１章 緒論 ........................................................ 3 引言 ........................................................ 3 第２章 概述 ........................................................ 4 系統(tǒng)總概述 ................................................... 4 總體方案設(shè)計(jì) ................................................. 4 硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 5 軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 5 硬件結(jié)構(gòu)框圖 ............................................. 5 軟件結(jié)構(gòu)框圖 ............................................. 5 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ................................................... 6 硬件選擇 ............................................... 6 MCU 的選擇與簡(jiǎn)介 ........................................ 6 單片機(jī)最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) .................................... 8 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ........................................... 14 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡(jiǎn)介 ................................... 15 按鍵選擇與簡(jiǎn)介 .......................................... 17 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器 ......................................... 18 時(shí)鐘芯片選擇與簡(jiǎn)介 ..................................... 19 上拉電阻 ............................................... 21 液晶顯示器簡(jiǎn)介。其 37%的水溶液稱(chēng)為福爾馬林，醫(yī)學(xué)和科研部門(mén)常用于標(biāo)本的防腐保存。這些板材中甲醛起膠合劑、防腐劑的作用，主要用于加強(qiáng)板材的硬度、防蟲(chóng)、防腐。 4 第２章 概述 本論文主要完成 甲醛檢測(cè)儀 軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： A/D 轉(zhuǎn)換器程序、控制程序、超標(biāo)報(bào)警、鍵盤(pán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示等。 室內(nèi)甲醛污染對(duì)人身體健康影響較大，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法絕大多數(shù)是化學(xué)分析法 ,使用的手段是實(shí)驗(yàn)室分析儀器 主要有比色計(jì)、 分光光度計(jì)、化學(xué)滴定、 氣相和液相色譜。 具有 民 用價(jià)值的便攜式甲醛 檢測(cè)儀 的研制受到了人們的高度重視。 設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)部分主要包括：編寫(xiě)語(yǔ)言的選擇、主程序 /子程序流程的設(shè)計(jì)、功能模塊程序的編寫(xiě)、軟 /硬件結(jié)合調(diào)試與演示。在這種情況下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了（也稱(chēng)作微型計(jì)算機(jī)）。 單片機(jī)具有以下特點(diǎn)： (1) 受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小，一般 8位單片機(jī)的 ROM 小于 8/16K 字節(jié)， RAM 小于 256 字節(jié)，但可在外部擴(kuò)展，通常 ROM、 RAM 可分別擴(kuò)展至 64K 字節(jié)。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。隨著微電子工藝水平的提高，近十年來(lái)單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 AT89S52 功能及特性 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 10000次擦寫(xiě)周期 0Hz～ 33Hz 32個(gè)可編程 I/O口線 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 UART串行通道 2. AT89S52各個(gè)管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。對(duì) P0端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā) 輸入（ ），具體如表 31所示。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 表 31 P1口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門(mén)電流。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的 。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此方式常用于多片 89C52 單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步，一般要求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間大于 12MHz的方波。 2 .復(fù)位電路復(fù)位的意義 單片機(jī)開(kāi)始工作的時(shí)候，必須處于一種確定的狀態(tài)，否則，不 知哪是第一條程序和如何開(kāi)始運(yùn)行程序。常用的上電復(fù)位電路如下圖所示。隨著電容的充電， RST腳上的電壓才慢慢下降。由于假若每一路都設(shè)置放大、濾波等器件，那么成本會(huì)很大，所以信號(hào)的采集一般用多路模擬通路進(jìn)行選擇。 甲醛傳感器 /甲醛模塊（ CH2O 傳感器）詳細(xì)介紹 如下表 33： (3)測(cè)量電路 測(cè)量電路由 CH20/S10 甲醛傳感器， ADC0832 組成。300nA/ppm4 20mA(甲醛模塊 分辨率 ppm 溫度范圍 20℃ to 45℃ 壓力范圍 大氣壓 177。逐次逼近型是將采樣信號(hào)和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個(gè)時(shí)鐘周期完成1 位轉(zhuǎn)換，依次類(lèi)推 ,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)制數(shù)。電路圖見(jiàn)圖 如下： 16 ⑶ ADC0832 具有以下特點(diǎn)： 178。 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間； 178。 商用級(jí)芯片溫寬為 0176。C ； 芯片接口說(shuō)明： 178。 178。 178。 178。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256級(jí)，可以適 應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。由于我所使用的是 8 位 ADC0832,所以本系統(tǒng)的精度為： 10ppm/256=。電路圖見(jiàn)圖 ： 18 圖 按鍵電路圖 ⑵ 獨(dú)立式按鍵是直接 用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。 ⑶ 鍵盤(pán)抖動(dòng)的消除：抖動(dòng)的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。 ③由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對(duì)較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法。電路圖見(jiàn)圖 ： 19 圖 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)電路圖 時(shí)鐘芯片選擇與簡(jiǎn)介 因?yàn)榇讼到y(tǒng)需要記錄測(cè)量發(fā)生的時(shí)間，所以需要時(shí)鐘芯片來(lái)記錄不同人在不同時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此我們?cè)谙到y(tǒng)中加入了時(shí)鐘芯片。時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá) 31字節(jié)的字符組方式通信。 768KHZ 晶振； SCLK：串行時(shí)鐘輸入端。如果有額外的 SCLK 周期，它們將被忽略。其電路圖見(jiàn)圖 ： 圖 時(shí)鐘電路圖 上拉電阻 在主電路圖中接在 P0口處有一個(gè)排阻 RP1 ，由于 P0口沒(méi)有內(nèi)接上拉電阻，為了為 P0 口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻 RP1，以確保有 P0 口有穩(wěn)定的電平?？紤]到同種 LCD顯示器的屏幕越大體積越大，功耗越大的特點(diǎn)，在同類(lèi)產(chǎn)品中選用了 AMPIRE128X64液晶顯示模塊。它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。這種訪問(wèn)方式不占用存儲(chǔ)器空間，它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)，其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí) 現(xiàn)。 3） 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。 ：漢字顯示和字符顯示的原理差不多，就是一個(gè)漢字一般采用圖形方式，事先從微機(jī)中用字模軟件提取要顯