【正文】 圖 數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 ⑴ 按鍵時顯現(xiàn)人機對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進行發(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?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式甲醛檢測儀的各個功能。,彈出項目選項設(shè)置窗口，同樣先選中項目文件夾圖標(biāo)，這時在 Project 菜單中也有一樣的菜單可選。一般的編程器都支持這種格式。首先按 4打開串行調(diào)試窗口，再按運行 按鈕。進入調(diào)試模式軟件窗口樣式大致如圖所示。Source Group 139。我們把第一個程序命名為 ，保存在項目所在的目錄中，這時你會發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明 KEIL 的 C 語法檢查生效了。完成上面步驟后，我們就可以進行 程序的編寫了。目標(biāo)文件可由 LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS)。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 1. 系統(tǒng)概述 28 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 編譯軟件介紹 Keil 軟件簡介： 單片機開發(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)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，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、維護等優(yōu)點，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。 工作界面： Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖 所示。 ④具有強大的原理圖繪制功能。 ②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。 25 圖 單頻音報警電路圖 基于本系統(tǒng)的需求和功耗要求，只需要基本的報警功能即可，我選擇采用的是三極管驅(qū)動的單音頻報警電路。 單頻音報警 實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單，其發(fā)音元件通?？刹捎脡弘姺澍Q器，當(dāng)在蜂鳴器兩引腳上加 3～ 15V直流工作電壓，就能產(chǎn)生 3kHZ 左右的蜂鳴振蕩音響。 報警電路 在單片機應(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。針對于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數(shù)字等，以及其在一個界面同時要顯示的字?jǐn)?shù)，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運行結(jié)果，我們最終選擇 AMPIRE128x64 型 號的 LCD。 6） 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。 液晶顯示工作原理介紹 以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖 23 圖 液晶電路圖 ： 1） 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。間接控制方式則不使用單片機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的 I／ 0 口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。該類液晶顯示模塊采用動態(tài)的液晶驅(qū)動，可用 5V供電。 對于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能。需要注意的是，第一個數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸 出。見表 34。 ⑵ DS1302 主要性能有：時實時鐘能計算 2100 年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀 /寫時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與 DS1202/TTL 兼容。 ⑴ 我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜 態(tài) RAM，可以通過串行接口與單片機通信。在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)，據(jù)了解基于 EEPROM 的存儲芯片是一種很好的選擇。 ②軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測出鍵盤閉合時，先 執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。各根 I/O 口線之間不會相互影響。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。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。芯片轉(zhuǎn)換 時間僅為 32μS ，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。 178。 178。 178。 178。C ，工業(yè)級芯片溫寬為 ?40176。 一般功耗僅為 15mW； 178。 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 178。優(yōu)點是分辨率低于 12 位時，價格較低，采樣速率也很好。由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度，分辨率高等優(yōu)點，而且采用這種方法的 ADC 芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)吸收后，產(chǎn)生一個與甲醛濃度成正比的電壓信號， 該電壓信號經(jīng) AD0832與 AT89C52單片機相連，在顯示器上顯示出甲醛的濃度值，當(dāng)超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時報警?？傊?dāng)?shù)據(jù)采集與硬件的選擇有很大的關(guān)系。開關(guān)按下時是按鍵手動復(fù)位電路， RST 端通過電阻與 VCC 電源接通，通過電阻的分壓就可 以實現(xiàn)單片機的復(fù)位。 13 圖 上電復(fù)位電路圖 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。 復(fù)位電路原理 當(dāng)在 89C52 單片機的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機器周期時，單片機內(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)部時鐘方式。 單片機最小系統(tǒng)的實現(xiàn) 介紹完以上的單片機系統(tǒng)的核心芯片之后，我們采用 AT89C52 來實現(xiàn)一個單片機系統(tǒng)能運行起來的需求最小的系統(tǒng)，電路圖 見圖 11 圖 單片機最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復(fù)位電路， AT89C52 芯片組成，構(gòu)成最小的單片機系統(tǒng)， 下面詳細(xì)介紹其中的兩個電路 。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定 為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 10 表 32 P3 的特殊功能 口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷 0） /INT1 （外部中斷 1） T0 （記時器 0 外部輸入） T1 （記時器 1 外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給 出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口 輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在這 種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。 P0 口： P0口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常 8 規(guī)編程器。另外在單片機 的應(yīng)用中，可靠性是首要因素，為了擴大單片機的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。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。 (4) 控制功能強。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用 CPU；程序指令及常數(shù)、表格固化在 ROM 中不易破壞；許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性 高。所謂的單片機是指將微型計算機 3個單元的多個分體中的主要功能用 1個集成電路芯片來實現(xiàn)，該芯片具有一個微型計算機的基本功能。 硬件結(jié)構(gòu)框圖 如圖 圖 硬件結(jié)構(gòu)框圖 軟件結(jié)構(gòu)框圖 如圖 6 圖 軟件結(jié)構(gòu)框圖 第 3 章 硬件設(shè)計 硬件選擇 MCU 的選擇與簡介 1. 單片機的概念和特點 現(xiàn)代社會中，盡管 PC 機的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，但是，在工控領(lǐng)域，在日益追求小而精、輕而薄的自動化控制器、自動化儀器儀表、家電產(chǎn)品等方面 ,PC機仍有所不相適宜的地方。針對目前的現(xiàn)狀，本系統(tǒng)設(shè)計遵守體積小，質(zhì)量輕，性價比高的原則。因此本設(shè)計可選用基于電化學(xué)原理的甲醛傳感器，其原理是空氣中的甲醛在 電極下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，通過檢測放大電路和放大倍數(shù)的調(diào)整經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后送單片機 、由單片機現(xiàn)場自動控制檢測并顯示甲醛濃度。系統(tǒng)主要功能內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)處理、時間設(shè)置、開始測量、超標(biāo)報警、鍵盤檢測、自動休眠：儀器若不進行稱量操作， 5 分鐘后自動進入休眠模式，以降低電源消耗。 ，廠家為了追求利潤使用不合格的板材，再粘貼面材料時使用不 合格的膠水，造成家具中甲醛含量超標(biāo)。在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單中甲醛列居第二位。 化學(xué)式（ HCHO ） 易溶于水、醇和醚。 另外，該系統(tǒng)對濃度信號進行了信號補償?shù)忍幚?，減少了測量誤差，因此，具有較高的測量精度，而且結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良。系統(tǒng)將傳感器輸出的 4~20mA 的標(biāo)準(zhǔn)信號通過以 AD0832 為核心的A/D 轉(zhuǎn)換電路調(diào)理后，經(jīng)由單片機進行數(shù)據(jù)處理，最后由 LCD 顯示甲醛濃度值。其設(shè)計方案基于 89C51 單片機，選擇瑞士蒙巴波公司的 CH20/S10甲醛傳感器。同時，操作人員對于具體報警點的上 限值可以通過單片機編程進行設(shè)置。 ....................................... 21 報警電路 ................................................ 24 硬件仿真環(huán)境介紹 ........................................ 25 第 4 章 軟件設(shè)計 .................................................. 27 編寫語言的選擇 .............................................. 27 編譯軟件介紹 ............................................... 27 主程序模塊 .................................................. 31 模數(shù)轉(zhuǎn)換 .................................................... 32 按鍵模塊 .................................................... 32 時鐘模塊 .................................................... 33 液晶顯示模塊 ................................................ 33 第 5 章 系統(tǒng)仿真 ................................................. 34 第 6 章 結(jié)束語 ................................................... 36 致 謝 ....................................................... 37 參考文獻 ..................................................... 38 附錄 ........................................................ 39 3 第１章 緒論 引言 甲醛的特性及危害 甲醛是一種無色，有強烈刺激性氣味的氣體。此溶液沸點為 ℃故在室溫時極易揮發(fā)，隨著溫度的上升甲醛的揮發(fā)速度加快。板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛逐漸向周圍環(huán)境釋放，是室內(nèi)空氣中甲醛的主要來源。 本系統(tǒng)采用單片機為控制核心， 以 實現(xiàn) 便攜式甲醛檢測儀的 基本控制功能。但這些方法費力費時、成本高、自動化程度低過程復(fù)雜、大多數(shù)過程是人工操作很難做到現(xiàn)