【正文】 m are interconnected through the USB munication port, thus singlechip microputer for data acquisition and control equipment used for the lower position machine, PC machine used for data processing of plex upper machine and the control of mcu. This paper describes the data acquisition subsystem, data processing, data display system and the design method of munication between PC and single chip microputer and process. Key Words: Harmful Gas, Data Acquisition, MCU, Multichannel, USB, VC中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 09 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 目錄 第 1 章 緒論 ..........................................................................................1 選題的目的和選題的意義 .............................................................1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................1 論文主要內(nèi)容 ................................................................................2 第 2 章 總體方案及元器件簡(jiǎn)介 ..........................................................3 MCU 簡(jiǎn)介 .........................................................................................3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介 ............................................................................6 液晶顯示器的簡(jiǎn)介 .........................................................................9 MQ2 及其測(cè)量電路的特點(diǎn) ...........................................................10 MQ3 特點(diǎn)及其測(cè)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(jiǎn)介 .............................................................................15 PROTUES 仿真軟件簡(jiǎn)介 ............................................................16 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ................................................................................16 最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ..........................................................................16 信號(hào)采集電路 ..............................................................................18 關(guān)于氣體濃度單位的說明 .......................................................19 A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) ...............................................................................20 按鍵設(shè)計(jì) ........................................................................................21 LCD1602 液晶顯示設(shè)計(jì) ...............................................................22 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 09 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 II 差動(dòng)放大器與濾波電路設(shè) 計(jì) ......................................................22 通信電路設(shè)計(jì) ...............................................................................23 串口通信基礎(chǔ)理論 ...................................................................23 兩種常用接口方式 ..................................................................23 通信模塊電路設(shè)計(jì) ...................................................................24 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................25 編譯語言的選擇 ..........................................................................25 程序設(shè)計(jì) ......................................................................................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(shè)計(jì)原理圖 ...................................................................32 附錄 2： PROTEUS 仿真 ........................................................................33 附錄 3： PCB（ 112MM*160 MM） .........................................................34 附錄 4：?jiǎn)纹瑱C(jī)程序 ...........................................................................35 致 謝 ....................................................................................................44 參考文獻(xiàn) ..............................................................................................45 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第 1 章 緒論 選題的目的和選題的意義 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國(guó)機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量和駕駛員人數(shù)猛增， 在各種密閉的移動(dòng)艙室環(huán)境中，由于艙室空間較小，密閉性較強(qiáng)，強(qiáng)制通風(fēng)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]。 國(guó)內(nèi)目前有人研制出 采用氣體類檢測(cè)模塊，通過無線遙測(cè)的方法，使遠(yuǎn)方的監(jiān)測(cè)站可靠地獲得移動(dòng)艙室內(nèi)各種有害氣體的環(huán)境數(shù)據(jù) 。 。 表 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 引腳號(hào) 功能特性 T2： 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入，時(shí)鐘輸出 T2EX： 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 捕獲重裝載觸發(fā)和方向控制 P2口 ： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程器件，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的。 .DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 .通訊方式： 4位或 8位并口可選 。 10 靈敏度 （ mv） 1%甲烷 1540 1%丁烷 3050 1%氫氣 2040 線形度（ %） ≤ 5 測(cè)量范圍（％ LEL） 0～ 100 響應(yīng)時(shí)間 (90%) 小于 10 秒 恢復(fù)時(shí)間 (90%) 小于 30 秒 使用環(huán)境 40－ +70℃ 低于 95%RH 儲(chǔ)存環(huán)境 20— +70℃ 低于 95%RH 外形尺寸（ mm） MQ2: 14 19 MQ2C: 8 10 14 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 C：靈敏特性 MQ3 特點(diǎn)及其測(cè)量電路原理 MQ3 特點(diǎn)如下： .對(duì)乙醇蒸氣有很高的靈敏度和良好的選擇性 .快速的響應(yīng)恢復(fù)特性 .長(zhǎng)期的壽命和可靠的 穩(wěn)定性 .簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)回路 MQ3 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖 ,由微型 AL2O3陶瓷管、 SnO2 敏感層 ,測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。 數(shù)據(jù)選擇器 在多路數(shù)據(jù)傳送過程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱 多路選擇器 或 多路開關(guān)。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。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(dòng)作，導(dǎo)致嚴(yán)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(dǎo)致定時(shí)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)。所采集的信號(hào)經(jīng)濾波電路和 ADC0832 后，被傳送至 STC89C52 單片機(jī)，在顯示器上顯示出對(duì)應(yīng)的濃度值。在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能 .當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為 “1” 、 “0” 時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 LCD1602 液晶顯示設(shè)計(jì) LCD1602 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。但串行數(shù)據(jù)也有缺點(diǎn)