【正文】 器的 ， 因此本設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)變阻器模擬傳感器檢測(cè)甲醒和天然氣時(shí)輸出的模擬 信 號(hào) ， 經(jīng) AD0832 轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)。 我的畢業(yè)課題是室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是一個(gè)實(shí)際的 小 工 程。我們遇到了很多的難題，比如硬件器件的選擇，功能的實(shí) 現(xiàn) 等 。 [8]何 立民 MCS51系列 單 片機(jī)應(yīng)用設(shè) 計(jì) 》、系統(tǒng)配置與接口技術(shù) . [9]缸飩 ， 也 [l\呵 ， 2∞ 4. [10] Mu1tisensor Data FusionSystem for Intelligent Robotics and Automation[M]， 1998 26 附錄 附錄一硬件設(shè)計(jì)主電路圖 27 附錄二檢測(cè)主程序程序 include AT89X52. H include include include stdlib. h include //調(diào)用外函 數(shù) // include include LCD. h /**********初始化 CPU*******材料 */ void init… cpuO EA=l。 TH1=Ox3c。 keyval=Pl 。 main1_menu[0]. children_menus=measure_menu。 // 開始測(cè)量函數(shù)， measure_menu[O]. subs=start_measure_function。 measure… menu [1]. display=qx。 // 還有 void store_menu_ initial() 、 void time_menu_initial() // void led_f max_item=menu_ ledmenu_count。39。e在 目戶rnh=o c 1AnIu OenO se = AU 、 if (shuaxin) Clr_ScrO。 max_item=menu_ ledmenu_count。 select_item(user_choosen) 。 for(n=O。 void select_item(uchar n) draw_bmp(n*2， 2， 16， 0， curflag)。 31 init lcdO。 RefreshO。 Clr_ScrO。 time_menu_initial()。 measure_menu_initial()。 Clr_Scr 0。 delay(2021)。 II開始測(cè)量函 數(shù) II 1*一一一一一一一一主函數(shù)一一一一 一一一一 一 *1 mainO init_cpu 0 。n++) 11 開始測(cè)量 數(shù)組 draw_如 np((n+l)*2， 20， 32， 0， menu_led[n]. display) 。 II break。n4。 // 向上 向 下 確認(rèn) 取消 鍵 // //是否需要刷新 LCD 標(biāo)志位 . led_menu_show 0。 S hsritl 氣 E‘， ， 39。 29 … uee Ls，.U n 173。 measure… menu[l]. children_menus=NULL。 measure… menu[O].parent… menus=main1 menu。 //還有 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 、 時(shí)間設(shè)置 … … // void measure_menu_initial() // 開始測(cè)量 菜單設(shè) 置 // measure_menu[0].menu_count=2。 //有 4 個(gè)菜單 項(xiàng) .// mainl_menu[O]. display寸= neasurearray。 //初始化 cPu /*void timel(void) interrupt 3 using 1 THl= (6553650000) /256。 TR1=1。 最后我還要再次深深地感謝李銳君老師，正是 基 于 李老師的悉心指點(diǎn)和大家 的全心的幫助，我才能比較順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。我們的 指 導(dǎo) 老師 :李銳君老師并沒有指責(zé)，而是給 予我們鼓勵(lì)和很 多 寶 貴的建議，并且悉心 引 導(dǎo) ，給予我一個(gè)比 較 清晰的設(shè)計(jì)思路。李老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn) 的治學(xué)態(tài)度，精益求精 的 工 作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人 的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。最后把所有模塊進(jìn)行優(yōu)化 整 合 ， 便得到了一個(gè) 完整的系統(tǒng)。 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主 要 分為 硬 件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 23 結(jié)束語 目 前 ， 公共場(chǎng)所民用建筑室內(nèi)需要檢測(cè)甲黯氣 體 ， 同樣建筑材料中甲醒含量 也 需 要檢測(cè)。本次系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)其中的原理圖編輯 和 PCB布線就 是在 這 個(gè) 軟件環(huán)境中完成 的 ， 至 于 軟件設(shè) 計(jì) ， 則是采 用 proteus軟件中 的 1S1S和 Keil uVision進(jìn)行聯(lián)合調(diào) 試 [創(chuàng) 。:::. 氣至于 蘭主 罕事 ?胃 4會(huì) 按 l39。!甕瑪及與 嚀可黎立在將 f呆茸戶 茍 言 寫 字表辭去來 f乍 l句 DS 宅 號(hào) j^ ξ嚴(yán) :嚀雪 F 類文撈事 ? 液晶顯示模塊 圖 44時(shí)鐘模塊操作流程圖 LCD模塊在本系 統(tǒng)中主要 起 著 開 界面 漢 字 顯 示 ，以及各控制 效 果的顯示。 (2)ADC0832 轉(zhuǎn)換的流程圖如下圖 42 歹 F 女臺(tái) 讀取 2 字節(jié)數(shù)據(jù) 按鍵模塊 圖 42數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 (1) 按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按 鈕 ， 通過按鍵的操 作 ， 對(duì)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。 主程序模塊 主程序?qū)崿F(xiàn)的功 能 :與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式甲醒檢測(cè)儀的各個(gè)功能。 編譯軟件介紹 Keil 軟件簡(jiǎn) 介 : 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件 外 ， 同樣 離 不 開軟 件 ， 我們寫的匯編 語 言 源程序 要變?yōu)? CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方 法 ， 一種是 手 工 匯 編 ， 另 一種是機(jī)器匯編 ， 目前已極少使用 手 工 匯 編的方法了 。且具有良好的模塊 化 、 容易閱 讀 、 維 護(hù) 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 且編寫的模塊程序 易 于 移植。程序編寫語言比較常見的有 C 語 言 、匯編 語 言。這種方法 對(duì) 于 設(shè)計(jì)復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)很有效。 ④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 17 ②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。 以 下 為報(bào)警電路接線圖如圖 312 一 節(jié)言芳軍 喜 廠 仁 立宣 F司 e 2戰(zhàn) 1 J， ..x I 硬件仿真環(huán)境介紹 圖 312 報(bào)警電路圖 Proteus ISIS 是英國(guó) Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。 其 中 ， 前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 ， 軟件編程方 便 ， 常常在單 片 機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)中 使 用 : 而語音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直 接 ， 但硬件成 本 高 ， 結(jié)構(gòu)較復(fù) 雜 ， 軟件量也 增加。 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。該型號(hào)顯示器消耗電量比較 低 ， 可以滿足系統(tǒng) 要求。 3 中 『 . 可.::冉254。39。39。 ...… 甕173。J飛 12一一 立 嘈 1 4 l豆 悍 39。 其電路圖如圖 39: 4豆 L且 e }←→ 持 DS1302 主要性能 有 :時(shí)實(shí)時(shí)鐘能計(jì)算 2100 年之前的秒、 分 、 時(shí) 、 日 、 日期、 星 期 、 月 、 年的能 力 ， 還有閏年的調(diào)整能 力 。 時(shí)鐘電路選擇的芯片是 DS1302， 其 內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí) 鐘 /日 歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM， 可以通過串行接口與單片機(jī)通信。 外國(guó)擴(kuò)充存儲(chǔ)器 基 于 AT89C52 單片機(jī)具有 8KB 的程序存儲(chǔ)器 CRO M)， 256B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (隊(duì) M)， 由 于 考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)所需的容 量 ， 現(xiàn)在需要擴(kuò)充存儲(chǔ)器 14 的容量。 硬件削抖是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削 抖 ， 經(jīng) 過削抖電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。 每 個(gè) 獨(dú)立式按鍵占有一 根 1/0 口線。 i. 0一 ， 39。 按鍵選擇與簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功 能 ， 該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入 以及和 LCD 連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。 此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn) 換 工 作 ， 同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原 理 : 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù) 線 ， 分別是 CS、 CLK、DO、 DI。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓 輸入在 0 5V 之間。 芯片接口說 明 : ? CS_ 片選使 能 ， 低電平芯片便能 : ? CHO 模擬輸入通道 0， 或作為 IN+/使 用 : ? CHl 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使 用 : ? GND 芯片參考 0 電位 (地 ) 。 一般功耗僅為 15mW。 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換 : 圖 36 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 電路圖見圖 36 如 下 : .U.. J … …... XTAL1 PO O/ADO P0 1/AD1 PO 萬 39。這類型 ADC 的分辨率和采 樣速率是相 互 牽 制的。 11 υ4 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡(jiǎn)介 (1)實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很 多 ， 有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法 和并行轉(zhuǎn)換法。C7039。Cto 4039。C 壓 力 范 圍 大氣壓 土 10% 響應(yīng)時(shí)間 (T (50 seconds 溫度范圍 2039。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)吸收 后 ， 產(chǎn) 生一個(gè)與甲醒濃度成正比的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng) AD08 32 與 AT8 9C52 單片機(jī) 相 連 ， 在顯示器上顯示出甲酷的濃度 值 ， 當(dāng)超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警 。甲醒傳感器 /甲醒模塊 CCH20 傳 感器〉詳細(xì)介紹如下表 33: MQ5 氣體傳感器的選擇 : MQ5 氣體傳感器由微型 AL203 陶瓷管 、 Sn02 敏 感 層 ， 測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成 的敏感元件組成 。 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。選擇合理的充電常 數(shù) ， 就能保證在開關(guān)按下時(shí)是 RST 端有 兩 個(gè) 機(jī) 器周期以上 的高電平從而使 AT89C52 內(nèi)部復(fù)位。 圖 34 上電復(fù)位電路圖 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間 (2 個(gè)機(jī)器周期 )， 單片機(jī)就可以進(jìn) 行復(fù)位操作。 復(fù)位電路原理 :當(dāng)在 89C52 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周 期肘 ， 單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作 (若該引腳持續(xù)保持高電 平 ， 單片機(jī)就 處 于 循 環(huán)復(fù)位狀態(tài)〉。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式。王 2 來實(shí)現(xiàn)一個(gè)單 日 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復(fù)位電路 ， AT89C52 芯片組 成 ， 構(gòu)成最小的單片機(jī)系 統(tǒng) ， 下面 詳 細(xì)介 紹 其 中 的兩個(gè)電路。 6 。 和模擬電路結(jié)合越來越多。近 年來，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 單片機(jī)在目前的發(fā)展形 勢(shì) 下 ， 表現(xiàn)出幾大趨 勢(shì) : 但近年來也開始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序的單片 機(jī) [心 。 (4