【正文】 XD)11(RXD)10GND20VCC40U3AT89C52+5VVCC10uFC20S110KR1VCC12Y2XTAL30pFC1730pFC19RXDTXDAD_DB0AD_DB1AD_DB2AD_DB3AD_DB4AD_DB5AD_DB6AD_DB7AD_CLKAD_STARTLCD_DB1LCD_DB2LCD_DB3LCD_DB4LCD_DB5LCD_DB6LCD_DB7LCD_RSLCD_WRLCD_DB0LCD_CS11302CLK1302RST1302 I/O 圖 32 51 單片機最小的系統(tǒng)電路 單片機芯片的的輸入 /輸出引腳在設(shè) 計中的接線如下： 1. （ 1 腳 8 腳）為 LCD 顯示模塊的數(shù)據(jù)端口，分別為 DB0DB7。 –（ 21 腳 22 腳）分別為鍵盤控制芯片的控制端口，分別控制 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的時鐘和啟動數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。使得傳感器應(yīng)用在軟件上。圖 33 為 INA114 元件圖。 GND光幕R111R+5V5VRG_21VIN2V+IN_23V4REF5VO6V+IN7RG8U6INA114_P_8R8 1KR141KC25103C31103C27106C32104C28104R4520 low driftR101KC29105OUT_V 圖 34 模擬信號采集電路 INA114 要想 設(shè)置 在 1 至 1000 之間的任意增益值 只需要一個外部電阻就可以解 決， 內(nèi)部輸入過壓保護能夠長期耐受 177。 的電壓下工作 ， 使用電池 （ 組 ） 或 5V 單電源系統(tǒng)，靜態(tài)電流最大為 3mA。電路的最大失調(diào)電壓 50uV，共模信號抑制比低，采用雙電源供電177。需要注意的是， C27 影響差動信號， C25 和 C31影響共模信號，為了不影響共模抑制比 和 帶寬 的 性能， 該電路 要求 C25 和C31 至少比 C27 少一個數(shù)量級。 前端信號處理電路 設(shè)計 TL082 介紹 TL082 是通用的 JFET 雙運算放大器， 該運算放大器擁有 較低輸入偏置電壓和偏移電流 ，而且 輸出沒有短路 保護，輸入級具有較高的輸入阻抗。 圖 36 TL082 元件圖 前端信號處理電路 模擬信號采集電路輸出的檢測值經(jīng)過由 TL082 構(gòu)成的電壓跟隨器輸出給吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 13 頁 高精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器，電壓跟隨器可以有效減小對控制電路部分的影響，最后 A/D 輸出給單片機處理。 104C23GND+5VOUT1+8IN24IN+3U7TL082104C33GND5V10KR1610KR1310KR9GND10KR2AD_INZ1GND GNDOUT_V 圖 37 信號處理電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ADC0809 介紹 ADC0809 是 外國一家 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 ，它是有 8 位 逐次逼近式 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ，并且具有 8 通道。 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 14 頁 圖 38 ADC0809 元件圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 微控制器是以數(shù)字信號形式進(jìn)行運算的，而放大電路處理的是模擬量，這就需要 A/D 轉(zhuǎn)換器。輸入電壓范圍可以通過引腳編程設(shè)置為 177。芯片集成度高，外圍電路非常簡單，圖中的電容為基準(zhǔn)電壓緩沖輸出強制 /檢測引腳的去耦電容。同時帶有內(nèi)置的 8192 個 1616 點陣漢字和 128 個 168 點陣字符，程序調(diào)用方便，還可以顯示圖形，可構(gòu)成良好的人機交互界面。 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 16 頁 LCD_DB1LCD_DB2LCD_DB3LCD_DB4LCD_DB5LCD_DB6LCD_DB7LCD_RSLCD_WRLCD_DB0LCD_CS1123456789101112131415161718192021222324JP1PG12864AGNDRS1RS2C1110uF+5VGND+5VC12104 圖 310 液晶模塊電路 電源接口電路 設(shè)計 元件的選型 由于部分電路所需電壓為 5V，故采用 LM7805 供電，采用集成穩(wěn)壓芯片進(jìn)行穩(wěn)壓輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單，外圍器件少，性能優(yōu)良、調(diào)試方便的優(yōu)點。 圖 311 LM7805 外形圖 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 17 頁 電源接口電路 電源接口 電路如圖 312 所示。 圖 312 電源模塊電路 串口通信電路設(shè)計 串口通信 電路如圖 313 所示。 T1Trans3AC2V+1AC4V3D1Bridge2Vin VoutGNDVR1LM7805100pFC1Cap Pol2100pFC6100pFC3Cap100pFC8CapIN21OUT3GNDU2LM7905CT100pFC4Cap100pFC9Cap100pFC7Cap Pol2100pFC2Cap Pol2+5V5V吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 18 頁 圖 313 串口通信模塊電路 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 19 頁 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 開發(fā)單片機系統(tǒng)除了需要硬件，軟件也不能少。如果具有一定的匯編功底后再學(xué)習(xí) C 語言會有更大的收獲。單片機 C 語言程序最常用的編程思路是模塊化設(shè)計，即將可以實現(xiàn)某一特定功能的函數(shù)放到一起，便于程序的閱讀和調(diào)用 [13]。 初始化 程序 程序的運行都是從 Main 函數(shù)開始， Main 函數(shù)中的最開始的程序就是初始化程序。 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 20 頁 圖 41 初始化流程圖 主程序 系統(tǒng)在完成初始化后讀取模塊，微控制器接收 A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)， LCD受到驅(qū)動并顯示相對的數(shù)據(jù)。程序設(shè)計流程圖見圖 42 所示。其次 ，在定時器中斷中，系統(tǒng)要調(diào)用 A/D 采樣程序，中斷結(jié)束后，吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 22 頁 通過 A/D 的值采集到的數(shù)據(jù)被送到主程序，這樣就可以計算出當(dāng)前的實時電壓值，然后通過計算得到結(jié)果，最后這個結(jié)果顯示等方式進(jìn)行輸出。 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 23 頁 圖 44 LCD 驅(qū)動程序 流程圖 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 24 頁 第 5 章 系統(tǒng)仿真 及調(diào)試 PROTEUS 軟件介紹 為更好的驗證本設(shè)計的軟件和硬件部分，使用 Proteus 進(jìn)行軟件的仿真，實現(xiàn)軟件的 debug。 Proteus 是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。當(dāng)將兩個軟件聯(lián)機起來后，我們就可以將 Keil 程序所編譯得的指令碼裝載進(jìn)入到 Proteus 軟件里的單片機系統(tǒng)模型里面，進(jìn)行非常直觀的仿真。 在完成上述步驟后，就可以實現(xiàn) Proteus 和 Keil 的聯(lián)機功能。 圖 51 系統(tǒng)仿真圖 吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 29 頁，第 26 頁 系統(tǒng)調(diào)試 先輸入一段顯示程序?qū)τ布欠衲軌蜻M(jìn)行正常工作，檢查完后對整體的主程序進(jìn)行編寫輸入。系統(tǒng)使用 光幕傳感器 作為有源光幕靶接收傳感器。 4. 系統(tǒng)設(shè)計達(dá)到參 數(shù)要求后，最重要的就是穩(wěn)定性。 感謝輔導(dǎo)我畢 業(yè)論文的 導(dǎo) 師，本論文是在 導(dǎo) 師的指導(dǎo)下一步一步完成的。在此，向 導(dǎo) 師致以我最真摯的謝意。 感謝同學(xué)們?yōu)槲姨峁┝藢氋F的意見，在我遇到困難感到灰心喪氣時給予我鼓勵。Electronic Engineering,2021. [16]Martin on modefiltered light sensor for methane of Chemistry,Hang Kong Baptist University,2021. 附錄 1 原理圖 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(T2)1(T2EX)2345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U3 AT89C52+5VVCC10uFC20S110KR1C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U4 MAX232ACSEVCC12Y2 XTAL30pFC1730pFC191uFC131uFC161uFC151uFC181uFC141 2 3 4 56 7 8 911 10J1 DB9+5VRXD TXDTXDRXDLCD_DB1 LCD_DB2 LCD_DB3 LCD_DB4 LCD_DB5 LCD_DB6 LCD_DB7LCD_RS LCD_WR LCD_DB0LCD_CS11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24JP1PG12864AGNDRS1RS2C1110uF+5V GND+5VC12 104C10 10pfX12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1 DS1302+5VBT13V12Y1C5 10pF1302CLK 1302RST1302 I/OAD_DB0AD_DB1AD_DB2AD_DB3AD_DB4AD_DB5AD_DB6AD_DB7 AD_CLK AD_STARTLCD_DB1 LCD_DB2 LCD_DB3 LCD_DB4 LCD_DB5 LCD_DB6 LCD_DB7 LCD_RS LCD_WRLCD_DB0 LCD_CS11302CLK 1302RST21202219231824172516