【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BIT位 ,即微處理器需要發(fā)送8 個 CLK脈沖。引腳10～16 (SG～SA)為段g～段a驅(qū)動輸出。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,第一個數(shù)據(jù)出現(xiàn)在EOC的上升沿。TLC2543的工作過程分為兩個周期與接口時序，分別為I/O周期、轉(zhuǎn)換周期和接口時序。TLC2543是l2位開關(guān)電容逐次逼近型ADC 每個器件有三個控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時鐘(I/O CLK)及地址數(shù)據(jù)輸入端(DATA INPUT)。電路安全穩(wěn)定可靠，測試電壓為+5V，并且在12V和5V電路中引線排針，以供日后使用。可以存放512個字節(jié)，可擦寫100萬次以上并且存儲100年。圖36就是本設(shè)計中的電路連接實際情況。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定時計數(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)用場合和針對不同氣體做出不同的濃度設(shè)定，并且儲存報警的上限和報警時間，方便查詢和日后的工作調(diào)查。本設(shè)計主要研究并設(shè)計一個基于單片機(jī)的煤氣報警系統(tǒng)，并實現(xiàn)對AD數(shù)據(jù)的采集和聲光的報警控制。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。這時候氣體燃料的應(yīng)用也越來越廣泛。計算機(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)計煤氣報警采用了AT89S52單片機(jī)為報警器的核心部件，對煤氣報警器進(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?；诖隧椧?guī)定，煤氣泄漏自動報警實現(xiàn)智能化勢在必行 姚豐、劉念聰：一種單片機(jī)智能煤氣系統(tǒng)的設(shè)計 [J]，天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報 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，提高勞動生產(chǎn)率和社會經(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（以下簡稱總臺）安裝好一個控制主機(jī)和報警模塊，在小區(qū)的每一個住戶安裝或是礦區(qū)的每一個礦點安裝一個到多個探測頭和報警模塊。方案二，可以通過傳感器感知信號多級放大電路，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信號時，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)動三極管導(dǎo)通報警電路。89s52 單片機(jī)+5v電源看門狗X5045實時時鐘DS12887顯示與鍵盤HD7279AAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換TLC2543信號處理傳感器報警電路 圖21 系統(tǒng)流程框圖 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計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現(xiàn)系統(tǒng)模塊電路?？刂破鞑糠植捎昧嗣绹鳤TMEL公司的AT89S52單片機(jī)，AT89S52是一個低功耗，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只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(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存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案李全釗、遲榮強(qiáng)：單片機(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實時鐘芯片的特點，可作為IBM AT計算機(jī)的時鐘和日歷；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；可計算到2100年前的秒、分、小時、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小時兩種制式，12小時有AM和PM提示；可選夏令時模式；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提供了三個時間值供用戶選擇使用。設(shè)計中所用到的電路圖如圖38所示。 本設(shè)計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，12 bit分辨率A／D轉(zhuǎn)換器； 在工作溫度范圍內(nèi)10us轉(zhuǎn)換時間； 11個模擬輸入通道；4) 3路內(nèi)置自測試方式；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)長度 TLC2543 數(shù)據(jù)手冊 [OL]，Texas Instrument公司出品。I/O周期的時鐘脈沖個數(shù)與輸出數(shù)據(jù)長度(位數(shù))同時由輸入數(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)字噪聲對轉(zhuǎn)換精度的影響。對模擬器件和數(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，從而對模擬信號產(chǎn)生干擾。串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED；各個獨(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,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，需要較高可靠性時可以接一個外部的復(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)計采用的是LM358放大器。產(chǎn)生短促的報警聲音或閃爍燈光。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個月以內(nèi)密閉容器檢知對象氣體 一氧化碳測定范圍 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，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，并且作為儲存報警上限，DS12887作為實時時鐘模塊計時并儲存報警記錄，兩個不同輸出的傳感器和信號處理模塊。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機(jī)硬件的應(yīng)用程序，其靈活性特備的強(qiáng)。50MS定時采用89S52內(nèi)部定時器1，工作方式1，由于晶振為12MHZ，一個機(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指令集符號變量意義CMD_RESET0xa4復(fù)位清除指令CMD_TEST0xbf測試指令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段點亮指令SEGOFF0xc0段關(guān)閉指令BLINKCTL0x88閃爍指令其中復(fù)位、測試、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)。 采集通道比較簡單，因為是每個時間片進(jìn)行采集的，而且TLC2543的轉(zhuǎn)換時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于片選時間的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,則第一個輸出數(shù)據(jù)發(fā)生在CS的下降沿。聲音報警利用了89S52內(nèi)部定時器2產(chǎn)生，定時器2在工作可編程時鐘輸出方式，相應(yīng)特殊功能呢個寄存器的設(shè)置為T2CON=0X00，T2MOD=，輸出1KHz方波時，捕獲寄存器從新裝載值（RCAP2H，RCAP2L）=0xF448。}If(MARK!=0)//附屬在任務(wù)10中的報警觸發(fā)條件。第一次按下設(shè)定鍵時，SET=0，并給SH_FLA_WAR=0,表示在設(shè)定報警上限狀態(tài)，并將第一個通道的報警上限值顯示，通道標(biāo)識位為CH_WARM=0，最后SET+1=1,中斷返回，等待下一個鍵處理。調(diào)用顯示時鐘程序中斷返回 圖410 閃爍右移程序確定鍵的定義是當(dāng)按下確定的時候，消除顯示。特別是SPI通信協(xié)議的深刻理解，對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)計軟件調(diào)試結(jié)果如圖52所示。通過對傳感器的進(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)：單片機(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語言程序設(shè)計教程 [M],北京理工大學(xué)出版社 2001年。[7]X5045數(shù)據(jù)手冊 [OL], Intersil公司出品。系統(tǒng)調(diào)試是本設(shè)計成功與否的關(guān)鍵，軟件與硬件的結(jié)合是本設(shè)計的最終目標(biāo)。先是把電壓的值調(diào)到最小，測試按鍵和顯示功能。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簡單的概念的理解和實時時鐘芯片的強(qiáng)大之處。保存各個存在BUFF的數(shù)據(jù)到相應(yīng)的存儲單元。第三按下又賦初值為SET=0。8個按鍵分別是顯示當(dāng)前時間、顯示報警上限、顯示先前報警的情況、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個功能鍵合成系統(tǒng)人機(jī)操作。 T2MOD=0x02。圖45 TLC2543通信時序圖表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)部測試輸出8位輸出12位輸出16位0X1101數(shù)據(jù)輸出長度MSB高位在前LSB地位在前