【正文】 51指令系統(tǒng) ， 功能強(qiáng)大 。 AT89C52有PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。對(duì)端口寫(xiě) “1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 ALE/ ：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。在次期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 信號(hào)。 廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 介紹完以上的單片機(jī)系統(tǒng)的核心芯片之后，我們采用 AT89C52來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能運(yùn)行起來(lái)的需求最小的系統(tǒng)，電路圖 見(jiàn)圖 23： 圖 23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 。 ② 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)器周期時(shí)，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)）。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開(kāi)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。 甲醛傳感器由甲醛探頭和 CH20 傳感器組成。 （ 2） 由于 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容、 5V電源供電時(shí)輸入電壓在 0～ 5V之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32微秒、一般功耗僅為 15MW等優(yōu)點(diǎn)，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以我們采用 ADC0832 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。 ② CH0模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。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。此時(shí)芯片開(kāi)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)。電路圖 見(jiàn)圖 28： 廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 28按鍵電路圖 （ 2） 獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的 單個(gè)按鍵電路。 ③由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對(duì)較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法。時(shí)鐘 /RAM的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá) 31 字節(jié)的字符組方式通信。需要注意的是，第一個(gè)數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個(gè)下降沿被輸出。 （ 1） AMPIRE128X64液晶模塊引腳說(shuō)明 AMPIRE128X64液晶共有 22個(gè)引 腳， 引腳說(shuō)明如 表 25所示： 表 25液晶引腳說(shuō) 明圖 AMPIRE128X64 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 ① 字符顯示：字符顯示比較復(fù)雜，一個(gè)字符由 16x8 點(diǎn)陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的 RAM區(qū)的字節(jié)，再使不同的位置為‘ 1’其他的為‘ 0’；為‘ 1’的點(diǎn)亮，為‘ 0’的不亮，這樣就顯示出一個(gè)字符。這種報(bào)警信號(hào)通常有三種類型：一是閃光報(bào)警，因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報(bào)警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽(tīng)覺(jué)器官，易于引起和加強(qiáng)警覺(jué)；三是語(yǔ)音報(bào)警，不僅能起到報(bào)警作廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 用，還能直接給出警報(bào)種類的信息。它運(yùn)行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是： （ 1） 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。程序編寫(xiě)語(yǔ)言比較常見(jiàn)的有 C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。 廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式甲醛檢測(cè)儀的各個(gè)功能。 時(shí) 鐘模塊 （ 1） DS1302模塊主要是用于設(shè)置時(shí)間和與 MCU通信經(jīng) LCD顯示時(shí)間。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 ISIS和Keil uVision進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。根據(jù)設(shè)計(jì)前對(duì)該系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)功能的要求，綜合考慮我 采用 AT89C52 單片機(jī)為控制核心。基于這樣的思路 ，才 完成了便攜式甲醛檢測(cè)儀的基本設(shè)計(jì)。我們沿著這條經(jīng)驗(yàn)之路，不斷地嘗試摸索，慢慢地也掌握了設(shè)計(jì)的基本流程和思考的方法。 TMOD=0x11。 //定義一個(gè)”開(kāi)始測(cè)量“數(shù)組 // main1_menu[0].subs=NULL。 measure_menu[1].menu_count=2。 } shuaxin=1。 if (max_item=4) //菜單項(xiàng)為 3則表示為主菜單 . { for(n=0。nmax_item。 Disp_Img(FirstPage)。 main_menu_initial()。 float xdata lv。 uchar ndat=0。 _nop_()。//拉高 CLK端 ADDI=channelamp。//拉高 CLK端 ADDI=(channel1)amp。 dat=0。//形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_()。//收數(shù)據(jù) ADCLK=1。i++) { j=0。 _nop_()。//控制命令結(jié)束 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 ADCS=0。 uchar j。 //讀鍵 . led_menu_pro()。 main_Menu()。 Init_Clock()。 ?? default: break。 } v oid led_menu_show() { uchar n。 switch(keyval) { case 0: break。 //開(kāi)始測(cè)量函數(shù) measure_menu[0].children_menus=NULL。 } * //初始化 CPU結(jié)束 // void main_menu_initial() //LCD主菜單初始化 .// { main1_menu[0].menu_count=4。 TR0=1。作為一個(gè)自學(xué)本科的學(xué)生 ，我對(duì)實(shí)際的工程設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)不夠，經(jīng)驗(yàn)不足，難免在設(shè)計(jì) 的整體框架中，有很多的細(xì)節(jié)沒(méi)有考慮。 首先要了解系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能；其次根據(jù)功能去選擇相應(yīng)的硬件資源；再次將一個(gè)大的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化 劃分，然后逐一去攻破。針對(duì)目前的現(xiàn)狀，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵守體積小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高的原則。這樣才能使單片機(jī)低功耗計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加完善，本次系統(tǒng)仿真采用的是軟件仿真，使用的是 proteus軟件。 廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 按鍵模塊 （ 1） 按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按鈕，通過(guò)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。 軟件編寫(xiě)的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據(jù)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能寫(xiě)各個(gè)子程序。 軟件結(jié)構(gòu)框圖 31： 圖 31 軟件結(jié)構(gòu)框圖 編寫(xiě)語(yǔ)言的選擇 對(duì)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級(jí)語(yǔ)言， C語(yǔ)言就是其中的一種。 （ 4） 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 圖 214單頻音報(bào)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(bào)警功能即可，我選擇采用的是三極管驅(qū)動(dòng)的單音頻報(bào)警電路。取模方式選擇 C51格式 在文字輸入?yún)^(qū)輸入漢字，在點(diǎn)陣區(qū)生成點(diǎn)陣碼，例如在文字輸入?yún)^(qū)輸入“歡”字，其點(diǎn)陣碼生成如下 ： 圖 213 點(diǎn)陣生成截圖 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過(guò)指示燈或數(shù)碼顯示來(lái)指示 ，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。液晶顯示原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣就可以顯示出圖形。本系統(tǒng)采用間接控制方式。該型號(hào)顯示器消耗電量比較低，可以滿足系統(tǒng)要求。如果有額外的 SCLK周期，它們將被忽略。 （ 1） 我們時(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(guò)串行接口與單片機(jī)通信。 ②軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測(cè)出鍵盤(pán)閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)，待接通時(shí) 的前沿抖動(dòng)消失后再判別是否有健按下。鍵盤(pán)分為：獨(dú)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。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 ⑧ Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。C to +85176。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的。 （ 2） 甲醛傳感器的選擇 甲醛傳感器由甲醛探頭 CH20 傳感器組成。 本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，開(kāi)關(guān) S9未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故 RST腳的電壓與 VCC相同。 （ 2）復(fù)位電路 ① 復(fù)位的意義 單片機(jī)開(kāi)始工作的時(shí)候，必須 處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知哪是第一條程序和如 何開(kāi)始運(yùn)行程序。 j)XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無(wú)效。 g)RST：復(fù)位輸入。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVDPTR指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 （ 3） 單片機(jī)選擇 ① 本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心。 ⑤ 一般單片機(jī)內(nèi)無(wú)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。 ② 可靠性好。 廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 硬件設(shè)計(jì) 硬件 設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu) 硬件設(shè)計(jì) 部分 主要 包括 ：（ MCU、 A/D、時(shí)鐘芯片、 LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù) RAM）等芯片的選擇；硬件主電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、液晶顯示電路設(shè)計(jì)、外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器接口電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路 、鍵盤(pán)接口電路等功能模塊電路設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采 用功能模塊化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計(jì)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)三大部分。 ，一般相對(duì)誤差為177。 （ 3） 含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的各類裝飾材料，如壁紙、地毯、油漆。甲醛已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。另外， 該系統(tǒng)對(duì)濃度信號(hào)進(jìn)行了信號(hào)補(bǔ)償?shù)忍幚?，減少了測(cè)量誤差，因此 ， 具有較高的測(cè)量精度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良。 其設(shè)計(jì) 方案基于 89C51單片機(jī) ，選擇瑞士蒙巴波公司的 CH20/S10甲醛傳感器。易溶于水、醇和醚。全身癥狀有頭痛、乏力、心悸、失眠、體重減輕以及植物神經(jīng)紊亂等。變色的程度可反映出所受光的反射光量，反射光 量的強(qiáng)度變化率可以作為被測(cè)氣體的甲醛含量的應(yīng)答值。它可以將甲醛氣體的濃度轉(zhuǎn)換為微弱的電流信號(hào)。 本 設(shè)計(jì)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(kuò)散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，通過(guò)檢測(cè)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(jī) 、由單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制檢測(cè)并顯示甲醛濃度。在這種情況下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了（也稱作微型計(jì)算機(jī)）。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。隨著微電子工藝水平的提高，近十年來(lái)單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。 ② AT89C52介紹 AT89C52 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器 (PEROM)和 256K bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及 8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大， AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 AT89C52引腳功能： a)Vcc：電源電壓 。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 f)P3口： P3口時(shí)一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸 出固