【正文】 復(fù)位電路：單片機(jī)開始工作的時候，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始運行程序。實際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，上電復(fù)位，要求接通電源后，單片機(jī)自動實現(xiàn)復(fù)位操作。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關(guān)按下時是RST端有兩個機(jī)器周期以上的高電平從而使STC89C52內(nèi)部復(fù)位。由于假若每一路都設(shè)置放大、濾波等器件，那么成本會很大，所以信號的采集一般用多路模擬通路進(jìn)行選擇。甲烷濃度傳感器由MC113組成；MC113傳感器的技術(shù)指標(biāo)如下表51所示。在使用中經(jīng)常采用電橋電路的方式進(jìn)行采樣檢測。圖54 測量電路表51 MC113傳感器的技術(shù)指標(biāo)工作電壓(V) 177。 AC or DC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) Tas 儲存溫度 　　20℃70℃ RH 相對濕度 　　小于　95% RH O2 氧氣濃度 　　21%(標(biāo)準(zhǔn)條件) 氧氣濃度會影響靈敏度特性 最小值大于２％ C．靈敏特性符號參數(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： —10mg/LAlcoholα（200/100）alcohol濃度斜率≤標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20℃177。預(yù)熱時間不少于24小時 MQ3特點及其測量電路原理* 對乙醇蒸氣有很高的靈敏度和良好的選擇性* 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性* 長期的壽命和可靠的穩(wěn)定性* 簡單的驅(qū)動回路MQ3 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖56所示, 由微型AL2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。其中：溫度：20℃、相對濕度：65%、氧氣濃度：21%、RL=50kΩ(在本設(shè)計中，其值固定)、Rs：元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值、R0:元件在潔凈空氣中的電阻值。.靈敏度調(diào)整：MQ3 型氣敏元件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。對于氣體濃度常見有兩種表示方法（1）體積濃度 體積濃度是用每立方米的大氣中含有污染物的體積數(shù)（立方厘米）或（ml/m3）來表示， 常用的表示方法是ppm，即1ppm=1立方厘米/立方米=106。上式中C的理想最大值為6374ppm，由于一般不可能達(dá)到此值，且所測酒精濃度一般較小，故可認(rèn)為其在上式在線性范圍內(nèi)成立。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，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。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，只對CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。由于本系統(tǒng)所需按鍵較少，所以選擇獨立式按鍵。在此電路中，按鍵輸入部采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O口線有確定的高電平，（STC89C52 .P1口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再外接上拉電阻。當(dāng)按鍵釋放時，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時，待后沿抖動消失后再判別鍵是否釋放。直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或I/O設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上，單片機(jī)以訪問存儲器或I/O設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。本系統(tǒng)采用間接控制方式：以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖512: 圖 512在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個有點：顯示質(zhì)量高；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)的接口更加簡單可靠，操作更加方便；體積小、重量輕 ；功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。這種報警信號通常有三種類型：一是閃光報警，因為閃動的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽覺器官，易于引起和加強(qiáng)警覺；三是語音報警，不僅能起到報警作用，還能直接給出警報種類的信息。此外揚聲器一端接高電平，當(dāng)值高于警報值的時候線路選通亦能驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音。電路圖如下圖514： 圖514 差動放大器與濾波電路設(shè)計由于采樣過來的信號，總摻雜著一些干擾信號，故需要一定的線路對其處理。其中對于低通濾波器，截止頻率f=1/RC=1/（10K*）=10K Hz。該模塊使用USB公座，可直接接到電腦的USB端口。由于我主要負(fù)責(zé)的是硬件設(shè)計，所以只是簡單的介紹硬件方面的內(nèi)容。匯編語言的機(jī)器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高?；贑語言和匯編語言的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用C語言編寫方法。 AD轉(zhuǎn)換模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大濾波后的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為MCU能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給MCU。CS在整個轉(zhuǎn)換過程中都必須為低，當(dāng)CS為低時，在數(shù)據(jù)輸入端DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個高電平，接著在CLK上加一個時鐘，DI上的邏輯1就會使ADC0832的DI脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù)伴隨著時鐘通過DI端移入多路器，當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時，DI變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。當(dāng)CS從低變?yōu)楦邥r，ADC0832內(nèi)部所有寄存器清零。開始初始化液晶、定時器，開中斷，設(shè)置串口波特率若控制串口通信的鍵按下，則開中斷進(jìn)行串口數(shù)據(jù)傳輸鍵盤檢測，控制液晶顯示內(nèi)容啟動AD轉(zhuǎn)換，并返回AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)判斷是否超門限值，以示報警處理AD轉(zhuǎn)換過來的數(shù)據(jù)，并送液晶顯示結(jié)束 圖 61 程序流程圖 ，單獨使用一個口，為了避免數(shù)據(jù)的干擾，由于P0口沒有上拉電阻，所以需要一個排阻進(jìn)行電壓的擴(kuò)大。PC機(jī)程序設(shè)計 VB應(yīng)用界面設(shè)計流程（1）單擊“開始”按鈕，選擇“程序—Microsoft Visual Basic ”。LCD1602的寫工作時序圖如圖62所示：圖 62 LCD1602寫操作時序當(dāng)處于寫指令時，RS為低脈沖，R/W為低脈沖，D0D7=指令碼，E=高脈沖。 按鍵模塊按鍵時顯現(xiàn)人機(jī)對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與MCU串行通信，然后在液晶上顯示。接著從處理器接收時鐘信號，每經(jīng)過一個時鐘，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會從高位到低位依次從DO移出，經(jīng)過8個時鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從DO移出（也是每個時鐘移一位）。工作時序如下所示： ADC0832有8只引腳，CH0和CH1為模擬輸入端，CS為片選引腳，只有CS置低才能對ADC0832進(jìn)行配置和啟動轉(zhuǎn)換。具體框圖見下圖61。還有很多處理器都支持C編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。這種方法對于設(shè)計復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)很有效。本設(shè)計引出接口包括5V、TXD、RXD、GND、RST，其中TXD，RXD可直接接MCU串口，RXD接MCU的TXD，TXD接MCU的RXD即可，也可以接各種帶串口的設(shè)備。另外采用二級有源低通濾波器，進(jìn)行濾波。采用芯片7805與7905以產(chǎn)生穩(wěn)定的+5V、5V電壓。本設(shè)計采用聲光報警。 報警線路設(shè)計在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的P0口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時序控制信號線通常利用單片機(jī)的P2口中未被使用的I/O口來控制。 LCD1602液晶顯示設(shè)計LCD1602液晶顯示模塊與計算機(jī)的接口電路有兩種方式。①硬件削抖是采用硬件電路的方法對鍵盤的按下抖動及釋放抖動進(jìn)行削抖，經(jīng)過削抖電路后使按鍵的電平信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。每個獨立式按鍵占有一根I/O口線。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時，將CH0作為負(fù)輸入端IN，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行. 其連接圖，如下圖510所示圖 510 按鍵設(shè)計⑴為增強(qiáng)人機(jī)對話功能，發(fā)出各種控制命令控制系統(tǒng)運行，本設(shè)計采用鍵盤輸入指令和數(shù)據(jù)的方式，以及和LCD連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。在第1 個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 它與ppm的換算關(guān)系是： X=……(51) 即： C= 式中： X—污染物以每立方米的毫克數(shù)表示的濃度值；C—污染物以ppm表示的濃度值； M—污染物的分之子量。(約200ppm)濃度的乙醇蒸氣校準(zhǔn)傳感器。Ro: 20℃，33%RH條件下。測量電路如圖57所示。 相對濕度： 65%177。5%室溫 PH 加熱功耗 ≤800mW 10靈敏度（mv）1%甲烷15401%丁烷30501%氫氣2040線形度（%）≤5測量范圍（％LEL）0～100響應(yīng)時間(90%)小于10 秒恢復(fù)時間(90%)小于30 秒使用環(huán)境 40－+70℃ 低于95%RH 儲存環(huán)境20—+70℃ 低于95%RH外形尺寸（mm）MC113:1419 MC113C: 81014圖55 MC113的靈敏度特性及響應(yīng)恢復(fù)特性表52 MQ3模塊詳細(xì)參數(shù)指標(biāo)符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 177。 MC113及其測量電路的特點.、 中毒。所采集的信號經(jīng)濾波電路和ADC0832后，被傳送至STC89C52單片機(jī)，在顯示器上顯示出對應(yīng)的濃度值，當(dāng)超過一定的標(biāo)準(zhǔn)時，便給以報警。酒精濃度傳感器由MQ3傳感器組成。電路圖見圖53： 圖53 復(fù)位電路RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。本設(shè)計中復(fù)位電路采用的是開關(guān)復(fù)位電路，開關(guān)S9未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故RST腳的電壓與VCC相同。因此，任何單片機(jī)在開始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時鐘方式。晶振電路:單片機(jī)工作的過程中各指令的微操作在時間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時間次序稱作時序，單片機(jī)的時鐘信號用來為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時間基準(zhǔn)。因其具有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，友好的用戶界面、編程高效、數(shù)據(jù)處理及驅(qū)動底層硬件功能強(qiáng)等優(yōu)點而受到廣泛的使用。它源自于BASIC編程語言。Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。其典型應(yīng)用電路見下圖44。一種方案是采用USB／RS232橋接器件如CP2102，CP2103進(jìn)行設(shè)計，計算機(jī)通過USB接口虛擬一個RS232接口，與傳統(tǒng)設(shè)備器件連接，設(shè)備對計算機(jī)接口的形式為USB接口。引腳圖如下圖43所示。E為高時，所有開關(guān)都進(jìn)入高阻態(tài)，直接無視S0至S2。硬件接口簡單，被廣泛使用。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第4腳：RS為數(shù)據(jù)/命令選擇端，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。LCD1602液晶顯示屏分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 STC89C52 MCUSTC89C52是的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和256K bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及8051產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元，功能強(qiáng)大，STC89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。Visual Basic（簡稱VB）是Windows操作系統(tǒng)下簡單、易學(xué)、高效的應(yīng)用軟件開發(fā)工具。．MSComm控件的主要屬性MSComm控件很多重要的屬性，常用屬性的功能如下：CommPort屬性：設(shè)置并返回通信端口號；Input屬性：返回并刪除接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)流；Output屬性：往傳輸緩沖區(qū)中寫數(shù)據(jù)流；PortOpen屬性：設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)（開或關(guān)）；Settings屬性：設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位和停止位參數(shù)；InputLen屬性：確定被Input屬性讀取的字符數(shù)，設(shè)置InputLen為0時，則Input屬性讀取緩沖區(qū)中的全部數(shù)據(jù)；InputMode屬性：確定用Input屬性讀取的數(shù)據(jù)類型，設(shè)置InputMode為InputModeText時，Input屬性通過一個Varia