【正文】 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 和設(shè)計(jì)思路 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn) CO2 濃度測(cè)量是指從 CO2 傳感器或其它待測(cè)設(shè)備等模擬或數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采電量或非電量信號(hào)輸出。大部分 CO2濃度測(cè)量系統(tǒng)都是采用工控機(jī)或 PLC 方案，價(jià)格昂貴。 檢測(cè)器是以單片機(jī)為核心的，整個(gè)檢測(cè)器系統(tǒng)包括主模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、輸出控制模塊和顯示模塊等。因而可廣泛用于自動(dòng)通風(fēng)換氣系統(tǒng)或CO2 氣體的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)合。此外，為了方便客戶(hù)使用， FIGARO 公司還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了帶溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲衅魈幚砟KＡＭ－４。 5％； ?使用溫度： 10～＋ 50℃； 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 39 頁(yè) TGS4160 二氧化碳傳感器是一種內(nèi)含熱敏電阻的混合式二氧化碳敏感元件。元件的內(nèi)層采用 100 目雙層不銹鋼網(wǎng)套在鍍鎳銅環(huán)上，并用高強(qiáng)度樹(shù)脂粘合劑與基襯固定在一起。 TGS4160 內(nèi)部等效結(jié)構(gòu)圖如圖 22所示。熱敏電阻 熱敏電阻陽(yáng)極 S(+)陰極 S()+輸出1 6 5 2 34 TGS4160 圖 22 TGS4160等效內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)選擇 一般情況下，控制器的選擇需要遵循以下幾個(gè)原則： 1．控制器的基本性能參數(shù)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。當(dāng)基本性能參數(shù)都滿(mǎn)足后就要綜合考慮開(kāi)發(fā)西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 39 頁(yè) 成本問(wèn)題，開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短也對(duì)可移植性提出一定的要求，最后還需考慮到系統(tǒng)是否容易維護(hù)等問(wèn)題。 方案一：采用 89C51，其內(nèi)部有 4KB 的存儲(chǔ)器，編碼后以并行方式傳輸數(shù)據(jù)。 顯示模塊 目前主要的顯示屏有 LCD 與 LED 兩種， LCD 與 LED是指液晶電視背光技術(shù)的兩個(gè)發(fā)展階段，也是目前市場(chǎng)主要的兩種液晶電視背光技術(shù)。 LED 的技術(shù)相比 LCD更先進(jìn)，整體視覺(jué)效果更好，更節(jié)能，當(dāng)然價(jià)格會(huì)更高一些。 LED 與 LCD 的功耗比大約為 1:10， LED 更節(jié)能。 LED 顯 示屏的單個(gè)元素反應(yīng)速度是 LCD 液晶屏的 1000 倍，在強(qiáng)光下也可以照看不誤，并且適應(yīng)零下 40度的低溫。 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 39 頁(yè) 電源模塊設(shè)計(jì) 圖 31 為系統(tǒng)的電源電路。 B A T T1S HD N3LX5O UT4G ND2U1M A X 1 7 2 4 E Z K 5 0C11uC21uC31uC41uD1DI O DE S CL11 0 uL21 0 uL32 2 uL41 5 u 圖 31 電源電路 單片 機(jī) AT89C51 單片機(jī) 介紹 芯片 AT89C51 是 Atmel 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 單片機(jī)，片內(nèi)含有4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器 (PEROM)和 128bytes 的隨即存取數(shù)字存儲(chǔ)器 (RAM)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51 單片機(jī)性?xún)r(jià)比高，可靈活應(yīng)用于各種領(lǐng)域。 1000次擦寫(xiě)周期 178。 32個(gè)可編程 I/O接口 178。低功耗空閑和掉電模式 178。空閑方式停止 CPU的工作，但允許RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。如圖 33 所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，引腳 XTAL2 則懸空。 本設(shè)計(jì)采用放電型的進(jìn)行人工復(fù)位的電路，如圖 35按鍵復(fù)位電路，上電時(shí)C3通過(guò) R2 充電，維持寬度大于 10ms 的正脈沖，就可以完成復(fù)位操作。 圖 35復(fù)位電路 CO2 檢測(cè)電路設(shè)計(jì) TGS4160 在溫度為 20℃177。處 理該信號(hào)選擇使用費(fèi)加羅（ FIGARO）公司的 FIC98646 專(zhuān)用處理器模塊 ,AM4模塊。 AM4 模塊的輸出電壓為 0～ 3V，需要經(jīng)過(guò)放大處理變?yōu)?0～ 5V傳送給 A/D 轉(zhuǎn)化器，才能為單片機(jī)傳送更為準(zhǔn)確的數(shù)字信號(hào)。其中，蜂鳴器電路中， 9013三極管起開(kāi)關(guān)作用，輸出高電平時(shí)，管腳輸出電壓 VOH==，輸出電流 I=1mA，經(jīng)過(guò) 2K限流電阻 R分壓后，到達(dá)9013基極的電壓為 ，使得三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管導(dǎo)通，蜂鳴器 上電而產(chǎn)生報(bào)警聲。 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 39 頁(yè) 2KR3470R4DC1LSQ109013VCC 圖 37 報(bào)警電路 顯示模塊 設(shè)計(jì) 在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般的數(shù)據(jù)顯示終端有兩大類(lèi)：一是采用 LED 數(shù)碼管顯示，二是采用 LCD 顯示。 圖 38 LED顯示電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) AD7705 是十六位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器，兩通道全差分模擬輸入，使用 +5V 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 39 頁(yè) 單電源 ,主要應(yīng)用于低頻測(cè)量。將一個(gè)外部的串行時(shí)鐘加于這一輸入端口，以訪問(wèn) TM7705 的串 V行數(shù)據(jù)； IN：為轉(zhuǎn)換器提供主時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘頻率的范圍為 500kHz～ 5MHz； OUT：當(dāng)主時(shí)鐘為晶振時(shí)，晶振在 MCLK IN 和 MCLK OUT 之間。這樣，器件不會(huì)在 MCLK OUT 腳上驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載而消耗不必要的功率； ：片選，低電平有效的邏輯輸入，選擇 TM7705。 REFIN(+)可以取 VDD 和 GND 之間的任 何值； IN()：差分基準(zhǔn)輸入的負(fù)輸入端。 圖 39 AD7705 與單片機(jī)的接口電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 AD7705 的串行接口包括 5 個(gè)信號(hào)：即 CS 、 SCLK、 DIN 、 DOUT 和 DRDY 。 在一般的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中 ,常常只 有 1 片 AD7705 或其它共用口線的器件 ,故 CS 通常接低電平 ,節(jié)省了單片機(jī)的輸出輸入控制線 ,這樣就可以配置成三線連接方式。但不管是查詢(xún)方式還是中斷方式 ,都需要增加一根數(shù)據(jù)線。 C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，兼有高級(jí)語(yǔ)言和初級(jí)語(yǔ)言的部分特點(diǎn)。 系統(tǒng)總流程圖 主程序是整個(gè)程序的主題結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)各模塊相互關(guān)系和次序。最后，把讀取的數(shù)字信號(hào)經(jīng)行處理，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的十進(jìn)制二氧化碳濃度值，存入對(duì)應(yīng)寄存器中。 本次設(shè)計(jì)通過(guò)有線通信進(jìn)行 CO2濃度檢測(cè)、顯示和處理。系統(tǒng)雖然可以應(yīng)用到檢測(cè)空氣中 CO2濃度，但對(duì)某些要求較高的場(chǎng)所可能會(huì)有精度和設(shè)計(jì)不足的問(wèn)題。 此外，還要衷心感謝在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程提供過(guò)幫助的同學(xué)，他們的幫助對(duì)我完成對(duì)課題的理解和論文的撰寫(xiě)，起到了很大的作用。 同時(shí)，論文的順利完成，也離不開(kāi)同組其他同學(xué)的關(guān)心和幫助，在此對(duì)他們表示衷心的感謝。 TR1=1。 } /*void time1(void) interrupt 3 using 1 { TH1=(6553650000)/256。 //定義一個(gè) ” 開(kāi)始測(cè)量 “ 數(shù)組 // main1_menu[0].subs=NULL。 measure_menu[0].display=qr。 measure_menu[1].menu_count=2。 measure_menu[1].parent_menus=main1_menu。 } shuaxin=1。 shuaxin=0。 if (max_item=4) //菜單項(xiàng)為 3則表示為主菜單 . { for(n=0。 //標(biāo)記出當(dāng)前菜單項(xiàng) . } else { switch(temp_choosen) { case 0: draw_bmp(0,20,96,0,measurearray)。nmax_item。 } void start_measure_function(void) //開(kāi)始測(cè)量函數(shù) // {main_Menu()。 Disp_Img(FirstPage)。 delay(2500)。 main_menu_initial()。 munication_menu_initial()。 float xdata lv。 //點(diǎn)陣字符儲(chǔ)存 uchar code table[]={ //字符查表 0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*.,0*/ }。 uchar ndat=0。 _nop_()。 _nop_()。 ADCLK=0。 //拉高 CLK 端 ADDI=channelamp。 ADCLK=0。 //拉 高 CLK 端 ADDI=(channel1)amp。 ADCLK=0。 dat=0。 //收數(shù)據(jù) ADCLK=1。 //形成一次時(shí)鐘脈沖 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁(yè) 共 39 頁(yè) _nop_()。 } for(i=0。 //收數(shù)據(jù) ADCLK=1。 //形成 一次時(shí)鐘脈沖 _nop_()。 if(i7)ndat=1。 //拉高數(shù)據(jù)端 ,回到初始狀態(tài) dat=8。 // 先清屏 // CS2=1。 //AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果 l=k/*。 // sprintf(dsw,%,l)。 case 1: } switch(dsw[1]) { case 0: sz_disp16(2,40,1,sz0)。CS1=0。 // 時(shí)鐘線引腳 // ?? // 其它引腳略 ?? /*定義時(shí)間日期顯示緩存 */ unsigned char Curtime[7]。 void WriteTo1302(unsigned char Addr,unsigned char Date)。 void Init_T0(void)。 void Refresh(void)。 i0。 ACC = ACC 1。i) { WriteTo1302(Addr,*pSecDa)。 // 控制命令 ,WP=1,寫(xiě)保護(hù) // } /*讀取時(shí)間 */ void GetTime(void) { for (i=0。 } sec = Curtime[0]。 if(KT==1) //檢驗(yàn)可調(diào)標(biāo)志位 KT// { hms++。0x0f)==0x0a) {secamp。} // 如果星期滿(mǎn)七，重新從星期一開(kāi)始計(jì) // if((secamp。0xf0)==0x30)amp。} if(((monthamp。=0x00。} Curtime[0] = sec。 // 將調(diào)整過(guò)后的時(shí)間值寫(xiě)入 // } / *時(shí)鐘初始化子函數(shù) */ void Init_Clock(void) { K1=1。 K5=1。 n=0。CS2=0。 } // 十秒位 // else { hz_disp16(5,32,1,kongbai2)。 } // 十分位 // else { hz_disp16(5,0,1,kongbai2)。 hz_disp16(1,48,1,shi2)。 // 復(fù)位端 // sbit E = P2^1。 西安建筑科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè) 共 39 頁(yè) delay(0)。 } /*寫(xiě)數(shù)據(jù)到 LED*/ void write_data(unsigned char Dispdata) /*清顯示屏 */ void Clr_Scr() {