【正文】 場實時控制隨著傳感器和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已有了基于單片機的便攜式甲醛測試儀，并且測試測試范圍、分辨率、精度、穩(wěn)定性已接近標準要求。 設(shè)計能夠滿足生活需要，攜帶方便的 便攜式甲醛檢測儀 迫在眉睫。主要包括一下功能模塊： 51 驅(qū)動、檢測、液晶顯示、時鐘、鍵盤、模數(shù)軟換。 微型計算機的基本機構(gòu)是由中央處理器、儲存器、和 I/O 設(shè)備構(gòu)成的。 (2) 可靠性好。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。 (5) 一般單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置有用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序。歸納起來，它是沿著兩條路發(fā)展的： ，提高芯片的工作速度，降低工作電壓和降低功耗： CPU 體系結(jié)構(gòu)，最基本的外設(shè)裝置（如異步串行口，定時器等）和一套公用的指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，把不同的外設(shè)裝置集成到芯片內(nèi)，在同一個家族內(nèi)繁衍滋生出各種型號的單片機。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。 GND：接地。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復用。 9 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 在 flash編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 P2口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為 高電平，并用作輸入。 ALE/PROG： 當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /EA /VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。對于 CHMOS工藝的單片 機，外部時鐘要由 XTAL1 端引入，而 XTAL2 端應(yīng)懸空。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動作，導致嚴重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器）內(nèi)容不確定可能導致定時器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù) ?? ..因此，任何單片機在開始工作前，都必須進行一次復位過程，使單片機處于一種確定的狀態(tài)。上電瞬間 RST引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關(guān)按下時是 RST 端有兩個機器周期以上的高電平從而使 AT89C52 內(nèi)部復位。然而選擇多路模擬開關(guān)時必須考慮以下的幾個因素：通道數(shù)量、切換速度、開關(guān)電阻和器件的封裝形式。 甲醛傳感器由甲醛探頭和 CH20 傳感器組成。10% 響應(yīng)時間 (T 90) 〈 50 seconds 濕度范圍 20℃ to 45℃ 零點輸出 (純凈空體，20℃ ) 〈 ppm 最大零點漂移 (20℃ to 40℃ ) ppm 長期漂移 〈 2% /每月 推薦負載值 10Ω 線性度輸出 線性 重 量 約 32 克 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡介 ⑴ 實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互 牽制的。 8 位分辨率； 178。 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32μS ； 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 178。C to +70176。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 CLK 芯片時鐘輸入。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓 17 輸入在 0~5V 之間。 單片機對 ADC0832 的控制原理： 正常情況下 ADC0832 與單片機的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、DI。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。 按鍵選擇與簡介 ⑴ 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機對話功能，該功能即能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和 LCD 連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。每個獨立式按鍵占有一根 I/O 口線。 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)。 外圍擴充存儲器 基于 AT89C52 單片機具有 8KB 的程序存儲器（ ROM）， 256B 的數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲所需的容量，現(xiàn)在需要擴充存儲器的容量。對時鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡單，縮短程序開發(fā)時間，實際上也就縮短了系統(tǒng)用于實際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了 DS1302時鐘芯片。其工作時功耗很低，廣泛應(yīng)用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。 20 ⑷ 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表、日歷、時鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對照表。 數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的 8個 SCLK 周期之后，在接下來的 8個 SCLK 周期中的每個脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0位開始。電路連接圖見圖 : 圖 上拉電阻電路圖 液晶顯示器簡介 。該型號顯示器消耗電量比較低，可以滿足系統(tǒng)要求。 直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或 I/O 設(shè)備直接接在單片機的總線上，單片機以訪問存儲器或 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。 4） 體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來 達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積 5） 的傳統(tǒng)顯示器要輕的多。液晶顯示原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就顯示黑色，這樣就可以顯示出圖形。根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)就可以找出顯示 RAM 的對應(yīng)地址，送上漢字要顯示的第一字節(jié) ，以此類推，最后送完 32B，這樣漢字就顯示出來了。其中，前兩種報警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件編程方便，常常在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用；而語音報警雖然警報信息較直接，但硬件成本高，結(jié)構(gòu)較復雜，軟件量也增加 。在圖 2 中， 接三極管基極輸入端，當 輸出高電平 “1” 時，三極管導通，蜂鳴器的通電而發(fā)音，當 輸出低電平 “0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 圖 6 Professional 圖標 進入 Proteus ISIS：雙擊桌面上的 ISIS 6 Professional 圖標（見圖 ）或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→“ Proteus 6 Professional” →“ ISIS 6 Professional” ，出現(xiàn)如圖 所示屏幕，表明進入 Proteus ISIS集成環(huán)境。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。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。整個軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。運行 Keil 軟件需要Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。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。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。 （ 2）選擇所要的單片機，這里我們選擇常用的 Ateml 公司的 AT89C51。 （ 4）點擊保存新建的程序，也可以用菜單 File－ Save 或快捷鍵 Ctrl+S 進行保存。Add File to Group 39。 （ 5） C 程序文件已被我們加到了項目中了，下面就剩下編譯運行了。按 4 我們可以打開 5中的串行調(diào)試窗口，這個窗口我們可以看到從 51 芯片的串行 口輸入輸出的字符，這里的第一個項目也正是在這里看運行結(jié)果。它保存物理程序存儲區(qū)中的目標代碼映象。Target139。 圖 編譯信息窗口 如上圖所示，沒有錯誤，沒有警告才算編譯成功。見圖 圖 初始化時鐘 初 始 化 LCD 屏 顯示開機畫面 顯示時間 顯示主菜單 初始化 CPU 開始 讀鍵 32 開始使能芯片輸入通道控制字產(chǎn)生時鐘信號讀取 2 字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)校驗送入指定寄存器結(jié)束 ⑴ 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為MCU 能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給 MCU。采用直接訪問方式。本次系統(tǒng)的硬件設(shè)計其中的原理圖編輯和 PCB布線就是在這個軟件環(huán)境中 完成的，至于軟件設(shè)計，則是采用 proteus軟件中的 ISIS和Keil uVision進行聯(lián)合調(diào)試。 36 第 6 章 結(jié)束語 目前，公共場所民用建筑室內(nèi) 需要 檢測甲醛氣體 ，同樣 建筑材料中甲醛含量也需要 檢測。針對目前的現(xiàn)狀，該系統(tǒng)設(shè)計遵守體積小， 質(zhì)量輕，性價比高的原則。 軟件是基于匯編與 C語言相結(jié)合編寫的，結(jié)合了兩種編寫語言的優(yōu)點，具有很好的可控性、模塊化和移植性。由于所學知識的限制，本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能不是很健全 ，但在設(shè)計該系統(tǒng)的過程中，讓我學會了系統(tǒng)設(shè)計的方法，和養(yǎng)成了系統(tǒng)思考的思維方式。 同時由于本設(shè)計是采用在 proteus 上進行仿真，在 keil 軟件上進行編程，最后二者聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)，但在仿真是無法實現(xiàn)甲醛傳感器，因此本設(shè)計采用滑動變阻器模擬傳感器檢測甲醛時輸出的模擬信號，經(jīng) AD0832 轉(zhuǎn)換輸入單片 37 機。本論文從選題到完成，每一步都是在 劉 老師 的指導下完成的，傾注了 劉 老師大量的心血。 我的畢業(yè)課題是便攜式甲醛顯示器的設(shè)計，是一個實際的小工程。我們遇到了很多的難題，比如硬件器件的選擇，功能的實現(xiàn)等。 [4] 趙新民 .《智能儀器原理及設(shè)計》 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1995。 TR0=1。 TL1=0xb0。 } void main_menu_initial() { main1_menu[0].menu_count=4。 main1_menu[0].parent_menus=NULL。 measure_menu[0].children_menus=NULL。 measure_menu[1].subs=NULL。 switch(keyval) { case 0: break。 break。 } void led_menu_show() { uchar n。n++) { draw_bmp(n*2,20,96,0,menu_led[n].display)。 default: break。 43 } select_item(user_choosen+1)。 Init_Clock()。 ClockMsg()。 main_Menu()。 store_menu_initial()。 led_menu_pro()。 uchar xdata dsw[20]。 uchar j。 if(channel==1)channel=3。 ADCS=0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。i8。 _nop_()。 dat=1。i++) { j=0。 _nop_()。 j=j7。 ADCLK=