【正文】 9A的指令結(jié)構(gòu)有三種類型(表 1) :11 不帶數(shù)據(jù)的純指令 ,指令的寬度為8個(gè)BIT位 ,即微處理器需要發(fā)送8 個(gè) CLK脈沖。引腳10～16 (SG～SA)為段g～段a驅(qū)動(dòng)輸出。引腳1 ,2 (VDD)為正電源。這樣可以靈活的處理各方面的數(shù)據(jù)而且可以達(dá)到基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性，不會(huì)收到電源電壓的干擾。根據(jù)芯片的規(guī)范和要求。當(dāng)CS保持為低時(shí),第一個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在EOC的上升沿。TLC2543的工作過程分為兩個(gè)周期與接口時(shí)序，分別為I/O周期、轉(zhuǎn)換周期和接口時(shí)序。TLC2543是l2位開關(guān)電容逐次逼近型ADC 每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時(shí)鐘(I/O CLK)及地址數(shù)據(jù)輸入端(DATA INPUT)。電路安全穩(wěn)定可靠，測(cè)試電壓為+5V，并且在12V和5V電路中引線排針，以供日后使用?？梢源娣?12個(gè)字節(jié)，可擦寫100萬(wàn)次以上并且存儲(chǔ)100年。圖36就是本設(shè)計(jì)中的電路連接實(shí)際情況。其DS12887芯片地址分部如圖35所示?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口, 外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。主機(jī)模塊是由主控芯片AT89s5X504DS12887芯片和電源電路構(gòu)成。鍵盤可以通過不同的應(yīng)用場(chǎng)合和針對(duì)不同氣體做出不同的濃度設(shè)定，并且儲(chǔ)存報(bào)警的上限和報(bào)警時(shí)間，方便查詢和日后的工作調(diào)查。本設(shè)計(jì)主要研究并設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的煤氣報(bào)警系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)AD數(shù)據(jù)的采集和聲光的報(bào)警控制。智能儀表一出現(xiàn)就顯示了它強(qiáng)大的生命力，現(xiàn)已成為儀器儀表發(fā)展的一個(gè)重要方向。為了預(yù)防一氧化碳的泄漏，人們采用了各種措施。這時(shí)候氣體燃料的應(yīng)用也越來越廣泛。計(jì)算機(jī)的普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們己不滿足于傳統(tǒng)的居住環(huán)境，對(duì)家庭及住宅小區(qū)提出了更高的要求，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地發(fā)展起來。本課題設(shè)計(jì)煤氣報(bào)警采用了AT89S52單片機(jī)為報(bào)警器的核心部件，對(duì)煤氣報(bào)警器進(jìn)行控制。每年，因煤氣泄露造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題,造成的一氧化碳中毒事故，,因室內(nèi)煤氣濃度過高，引起煤氣爆炸的事故也不少見?；诖隧?xiàng)規(guī)定，煤氣泄漏自動(dòng)報(bào)警實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行 姚豐、劉念聰：一種單片機(jī)智能煤氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]，天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2004年6月 第13卷 第13期。如果CO中毒嚴(yán)重,輕者于康復(fù)過程中可能會(huì)頭昏眼花、喪失記憶或引起視覺及神經(jīng)上的障礙,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致腦部受損甚至發(fā)生死亡?！　≡诂F(xiàn)代化建設(shè)中，人們對(duì)儀器儀表所能起到的監(jiān)控作用，在技術(shù)上有著高層次的要求，因而儀器儀表工業(yè)是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)行技術(shù)改造，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，開發(fā)與節(jié)約能源和材料的先導(dǎo)工業(yè)。在小區(qū)內(nèi)保安室或是礦區(qū)主控室（以下簡(jiǎn)稱總臺(tái)）安裝好一個(gè)控制主機(jī)和報(bào)警模塊，在小區(qū)的每一個(gè)住戶安裝或是礦區(qū)的每一個(gè)礦點(diǎn)安裝一個(gè)到多個(gè)探測(cè)頭和報(bào)警模塊。方案二，可以通過傳感器感知信號(hào)多級(jí)放大電路，并用電位器調(diào)節(jié)得到固定的電壓值，當(dāng)?shù)玫娇扇夹詺怏w信號(hào)時(shí)，電阻值立刻變小，放大器的放大倍數(shù)增加，電壓也就隨著增加，驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通報(bào)警電路。89s52 單片機(jī)+5v電源看門狗X5045實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887顯示與鍵盤HD7279AAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換TLC2543信號(hào)處理傳感器報(bào)警電路 圖21 系統(tǒng)流程框圖 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳感器選用硬件系統(tǒng)的電路包括主機(jī)單元的電路和功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊電路?？刂破鞑糠植捎昧嗣绹?guó)ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)，AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案李全釗、遲榮強(qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù) [M],高等教育出版史 2003年。圖33 89s52最小系統(tǒng) DS12887實(shí)時(shí)鐘芯片的特點(diǎn)，可作為IBM AT計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和日歷；與MC146818B和DS12887的管腳兼容；在沒有外部電源的情況下可工作10年；自帶晶振及電池；可計(jì)算到2100年前的秒、分、小時(shí)、星期、日期、月、年七種日歷信息并帶閏年補(bǔ)償；用二進(jìn)制碼或BCD碼代表日歷和鬧鐘信息；有12和24小時(shí)兩種制式，12小時(shí)有AM和PM提示；可選夏令時(shí)模式；可以應(yīng)用與NMOTOROLA和INTERL兩種總線；數(shù)據(jù)/地址總線可以復(fù)用；內(nèi)建128字節(jié)RAM（14字節(jié)時(shí)鐘控制寄存器，114字節(jié)通用RAM）；可編程方波輸出；總線兼容中斷（/IRQ）；三種可編程中斷。而AS引腳自然接到單片機(jī)的ALE引腳。X5045提供了三個(gè)時(shí)間值供用戶選擇使用。設(shè)計(jì)中所用到的電路圖如圖38所示。 本設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換器選擇了TLC2543，該芯片是TLC2543是德州儀器公司(TI)新型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，具有l(wèi)2位的分辨率，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成AD轉(zhuǎn)換過程，提供的最大采樣率為66KSPS，供電電流僅需1mA(典型值)。TLC2543的功能特點(diǎn)，12 bit分辨率A／D轉(zhuǎn)換器； 在工作溫度范圍內(nèi)10us轉(zhuǎn)換時(shí)間； 11個(gè)模擬輸入通道；4) 3路內(nèi)置自測(cè)試方式；采樣率為66 kb/s；線性誤差+1LSB(max)；有轉(zhuǎn)換結(jié)束(EOC)輸出；具有單、雙極性輸出；可編程的MSB或LSB前導(dǎo)；可編程的輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 TLC2543 數(shù)據(jù)手冊(cè) [OL]，Texas Instrument公司出品。I/O周期的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)與輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(位數(shù))同時(shí)由輸入數(shù)據(jù)的DD2位選擇為12或16。I/O周期和轉(zhuǎn)換周期交替進(jìn)行,從而可減小外部的數(shù)字噪聲對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響。對(duì)模擬器件和數(shù)字器件，電源的地線回路必須分開，以防止數(shù)字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入，產(chǎn)生噪聲電壓，從而對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾。串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng)LED；各個(gè)獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性；循環(huán)左移和右移指令；具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立led；64鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動(dòng)電路。引腳8 (DATA)為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端 ,當(dāng)芯片接收指令時(shí),此引腳為輸入端。引腳28 (RESET)為復(fù)位端。HD7279A應(yīng)連接共陰式數(shù)碼管，無需用到的鍵盤和數(shù)碼管可以不連接，省去數(shù)碼管或?qū)?shù)碼管消隱屬性均不會(huì)影響鍵盤的使用。復(fù)位RESET可以直接與正電源連接，需要較高可靠性時(shí)可以接一個(gè)外部的復(fù)位電路，或是有MCYU控制。而與共陰極LED顯示器接法基本也是很經(jīng)典接法一至，只是利用了0、7作為使用的鍵盤，加上電源去耦電容。本設(shè)計(jì)采用的是LM358放大器。產(chǎn)生短促的報(bào)警聲音或閃爍燈光。串口的1117引腳分別連接74HC373的OE、1Q、4D、LE，74HC373的0D、+5V，并且接100歐電阻接到串口的第2和第5引腳。而工業(yè)級(jí)別的傳感器選擇了NAP505型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器，精確度高而且穩(wěn)定，適合工業(yè)上使用。 10% 保存期限6個(gè)月以內(nèi)密閉容器檢知對(duì)象氣體 一氧化碳測(cè)定范圍 0—1000ppm輸出電流 40177。這種傳感器具有極性，所以VC需用直流電源。 因此，在使用此類型氣敏器件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。方案是利用89s52單片機(jī)作為主控芯片，TLC2543作為A/D轉(zhuǎn)化器，X5045作為硬件看門狗，并且作為儲(chǔ)存報(bào)警上限，DS12887作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊計(jì)時(shí)并儲(chǔ)存報(bào)警記錄，兩個(gè)不同輸出的傳感器和信號(hào)處理模塊。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序，其靈活性特備的強(qiáng)。50MS定時(shí)采用89S52內(nèi)部定時(shí)器1，工作方式1，由于晶振為12MHZ，一個(gè)機(jī)器周期為1us，所以T1預(yù)裝初始值為655365000=15536=3CB0H。REGC=0X00。 // 傳送要寫入的數(shù)據(jù) // 傳送寫入使能指令表43 HD7279A指令集符號(hào)變量意義CMD_RESET0xa4復(fù)位清除指令CMD_TEST0xbf測(cè)試指令DECODE00x80下載數(shù)據(jù)，切按方式0譯碼DECODE10xc8下載數(shù)據(jù)，切按方式1譯碼CMD_READ0x15讀鍵盤指令UNDECODE0x90下載指令，但是不譯碼RTL_CYCLE0xa3循環(huán)左移指令RTR_CYCLE0xa2循環(huán)右移指令RTL_UNCYL0xa1左移指令RTR_UNCYL0xa0右移指令A(yù)CTCTL0x98消隱指令SEGON0xe0段點(diǎn)亮指令SEGOFF0xc0段關(guān)閉指令BLINKCTL0x88閃爍指令其中復(fù)位、測(cè)試、左右移和循環(huán)左右移是純指令，其他為帶命令指令。 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，為了節(jié)省資源和提高抗干擾能力的而進(jìn)行的，由各種中斷喚醒低功耗模式，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序之后，重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。 采集通道比較簡(jiǎn)單，因?yàn)槭敲總€(gè)時(shí)間片進(jìn)行采集的，而且TLC2543的轉(zhuǎn)換時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于片選時(shí)間的50ms，所以無需查詢EOC或是中斷觸發(fā)，直接可以獲得。若轉(zhuǎn)換由CS控制,則第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)發(fā)生在CS的下降沿。聲音報(bào)警利用了89S52內(nèi)部定時(shí)器2產(chǎn)生，定時(shí)器2在工作可編程時(shí)鐘輸出方式，相應(yīng)特殊功能呢個(gè)寄存器的設(shè)置為T2CON=0X00，T2MOD=，輸出1KHz方波時(shí)，捕獲寄存器從新裝載值（RCAP2H，RCAP2L）=0xF448。}If(MARK!=0)//附屬在任務(wù)10中的報(bào)警觸發(fā)條件。第一次按下設(shè)定鍵時(shí)，SET=0，并給SH_FLA_WAR=0,表示在設(shè)定報(bào)警上限狀態(tài)，并將第一個(gè)通道的報(bào)警上限值顯示，通道標(biāo)識(shí)位為CH_WARM=0，最后SET+1=1,中斷返回，等待下一個(gè)鍵處理。調(diào)用顯示時(shí)鐘程序中斷返回 圖410 閃爍右移程序確定鍵的定義是當(dāng)按下確定的時(shí)候，消除顯示。特別是SPI通信協(xié)議的深刻理解，對(duì)自己以后在編程和利用單片機(jī)資源方面有很大的幫助。（3）排除電源故障 本設(shè)計(jì)軟件調(diào)試結(jié)果如圖52所示。通過對(duì)傳感器的進(jìn)一步了解，雖然沒有具體使用，我熟悉了各類傳感器的使用和特性。[5]李全釗、遲榮強(qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù) [M],高等教育出版史 2003年。[14] ,2010[OL][15] [OL][16]李鳳霞：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程 [M],北京理工大學(xué)出版社 2001年。[7]X5045數(shù)據(jù)手冊(cè) [OL], Intersil公司出品。系統(tǒng)調(diào)試是本設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵，軟件與硬件的結(jié)合是本設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。先是把電壓的值調(diào)到最小，測(cè)試按鍵和顯示功能。焊接組裝完成后調(diào)試結(jié)果是，首先， 電源指示燈亮；其次，ISP模塊正確；接著，晶振起振測(cè)試到12MHZ的波形；最后，HD7279和數(shù)據(jù)采集電路接線正確。更加深刻的理解了看門狗這個(gè)簡(jiǎn)單的概念的理解和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的強(qiáng)大之處。保存各個(gè)存在BUFF的數(shù)據(jù)到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。第三按下又賦初值為SET=0。8個(gè)按鍵分別是顯示當(dāng)前時(shí)間、顯示報(bào)警上限、顯示先前報(bào)警的情況、顯示當(dāng)前通道煤氣濃度、設(shè)定鍵、閃爍位加1鍵、閃爍位右移鍵，這8個(gè)功能鍵合成系統(tǒng)人機(jī)操作。 T2MOD=0x02。圖45 TLC2543通信時(shí)序圖表44 TLC2543的輸入寄存器格式功能選擇輸入數(shù)據(jù)字節(jié)地址位L1L0LSBFBIPA7=MSBA0=LSBA7A6A5A4A3A2A1A0IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8IN9IN1000000000111000011110000011001100101010101010選擇輸入通道REF+與REF差模REF單端REF+單端如見斷電1111011110011010內(nèi)部測(cè)試輸出8位輸出12位輸出16位0X1101數(shù)據(jù)輸出長(zhǎng)度MSB高位在前LSB地位在前