【正文】 .......................6 液晶顯示器的簡介 .........................................................................9 MQ2 及其測量電路的特點 ...........................................................10 MQ3 特點及其測量電路原理 .......................................................12 數(shù)據(jù)選擇器 ..................................................................................14 USB 轉(zhuǎn)接芯片 ...............................................................................14 KEIL 軟件簡介 .............................................................................15 PROTUES 仿真軟件簡介 ............................................................16 第 3 章 硬件設計 ................................................................................16 最小系統(tǒng)的實現(xiàn) ..........................................................................16 信號采集電路 ..............................................................................18 關于氣體濃度單位的說明 .......................................................19 A/D 轉(zhuǎn)換設計 ...............................................................................20 按鍵設計 ........................................................................................21 LCD1602 液晶顯示設計 ...............................................................22 中北大學信息商務學院 09 屆 畢業(yè)設計說明書 II 差動放大器與濾波電路設 計 ......................................................22 通信電路設計 ...............................................................................23 串口通信基礎理論 ...................................................................23 兩種常用接口方式 ..................................................................23 通信模塊電路設計 ...................................................................24 第 4 章 軟件設計 ................................................................................25 編譯語言的選擇 ..........................................................................25 程序設計 ......................................................................................25 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 .........................................................................25 按鍵模塊 ..................................................................................26 液晶顯示模塊 ...........................................................................27 通信模塊 ...................................................................................27 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................29 軟件仿真 ......................................................................................29 硬件調(diào)試 ......................................................................................30 第 6 章 結(jié)束語 ....................................................................................31 附錄 1：硬件設計原理圖 ...................................................................32 附錄 2： PROTEUS 仿真 ........................................................................33 附錄 3： PCB（ 112MM*160 MM） .........................................................34 附錄 4：單片機程序 ...........................................................................35 致 謝 ....................................................................................................44 參考文獻 ..............................................................................................45 中北大學信息商務學院畢業(yè)設計說明書 1 第 1 章 緒論 選題的目的和選題的意義 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，全國機動車輛數(shù)量和駕駛員人數(shù)猛增， 在各種密閉的移動艙室環(huán)境中，由于艙室空間較小，密閉性較強，強制通風雖然可在一定程度上降低有害氣體的濃度，但在某些作業(yè)條件下， 有害氣體濃度仍可維持在一定水平[1]。在其中所待的時間和有毒氣體的存在濃度有一定的關系，超過這些規(guī)定的暴露水平就會對人身安全構成極大的威脅。 通常，密閉空間內(nèi)都可 能會存在很多的有毒氣體，它既可以是在密閉空間內(nèi)已經(jīng)存在的，也可能是在工作過程中產(chǎn)生的。如氮氣、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯的蒸氣、氰化氫、硫化氫等。 文中詳細介紹了數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理過程、數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)以及 單片機與 PC機通信的 設計方法和過程。有害氣體主要來自于兩個方面，首先是汽車本身的內(nèi)飾件。上個世紀七八十年代，日本株式會社電裝設計出了一種基于粉塵有害氣體的傳感器的車載空調(diào)控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能控制車內(nèi)在粉塵有害氣 體較多情況下啟動空調(diào)系統(tǒng)換氣 [8]。 論文主要內(nèi)容 本論文主要完成氣體濃度采集裝置的設計，設計的內(nèi)容包括： A/D 轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤檢測、數(shù)據(jù)顯示、接口通信等。 STC89C52 有 40個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路， STC89C5X 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 和 還可分別作為定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和輸入 ()。 P3口 ： P3口時一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。有效，即輸出兩個脈沖。由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度快，分辨率高等優(yōu)點，而且采用這種方法的 ADC 芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處中北大學信息商務學院畢業(yè)設計說明書 7 理器控制變的更加方便。 .CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 主要特點： ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 , 它由 8 路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8位開關樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 .OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入高電平有效。 液晶顯示器的簡介 為了從單片機上直接了解當前采集信號的信息和機器狀態(tài)，可在單片機上安裝數(shù)碼管（ LED）或液晶屏（ LCD）。 .顯示方式： STN、半透、正顯 。 在單片機系統(tǒng)中應用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個有點： 顯示質(zhì)量高；數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便；體積小、重量輕 ；功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。0. 1V AC or DC RL 負載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 33Ω177。 相對濕度： 65%177。因此，在使用此類 型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。 USB 轉(zhuǎn)接芯片 CP2102 性能參數(shù)：采用 MLP28 封裝，尺寸僅為 5mm*5mm，是 CP2101中北大學信息商務學院畢業(yè)設計說明書 15 的升級產(chǎn)品。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。 第 3 章 硬件設計 最小系統(tǒng)的實現(xiàn) 單片機的最小系統(tǒng)的就是要讓單片機里面的程序運行 所 需要的最小配置 。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時鐘方式。 本設計中復位電路采用的是開關復位電路，開關未按下是上電復位電路，上電復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（導通）狀態(tài)，故 RST 腳的電壓與 VCC 相同。酒精濃度傳感器由 MQ3 傳感器組成。 圖 測量電路 關于氣體濃度單位的說明 對于氣體濃度常見有兩種表示方法 （ 1）體積濃度 體積濃度是用每立方米的大氣中含有污染物的 體積數(shù)（立方厘米）或（ ml/m3）來表示， 常用的表示方法是 ppm，即 1ppm=1 立方厘米 /立方米 =106。當要進行 A/D轉(zhuǎn)換時，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。 ②軟件削抖的基本 原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。這種訪問方式不占用存儲器空間，它的接口電路與時序無關，其時序完全靠軟件編程實現(xiàn)。在微型計算機系統(tǒng)中， CPU與外部的基本通訊方式有兩種 :并行通訊 —— 數(shù)據(jù)的各位同時傳送 。按通訊方式，可將數(shù)據(jù)傳輸線路分成三種 : 單工方式 ， 半雙工方式 和 全雙工方式 。完成這種轉(zhuǎn)換功能的電路叫做通用異步收發(fā)機UART。大大提高系統(tǒng)設計的效率與質(zhì)量?；?C語言和匯編語言的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用 C語言編寫方法。在經(jīng)過一個時鐘， DO 脫離高阻態(tài)，從而啟動轉(zhuǎn)換。在本設計中，由于不需要讀液 晶操作，故只介紹寫操作。 波特率通常采取 9600；另一部分為上位機數(shù)據(jù)采集和界面應用程序，這一部分我們用 STCISP 的串口助手來采集數(shù)據(jù)， 按串行口方式設置，以實現(xiàn)接口通訊。仿真連接圖見附錄圖一。上電。 圖 仿真圖 由以上兩圖可以看到液晶顯示、 AD 轉(zhuǎn)換、線路切換功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)的調(diào)試包括系統(tǒng)的硬件和軟件設計。 當處于 寫數(shù)據(jù) 時， RS 為高脈沖 ， R/W 為低脈沖 ， E 為高脈沖， D0D7=數(shù)據(jù) 。當最后一位數(shù)據(jù)