【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采樣，卻在第 8 個(gè) I/O CLOCK 的下降沿開始保存。 TLC549 的原理圖 TLC549 原理圖金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案 9 模塊分析 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功能，該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和LCD 連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。鍵盤分為：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。由于本系統(tǒng)只有 UP、 DOWN 、 OK 、 CANCEL 4 個(gè)控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。 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。每個(gè)獨(dú)立式按鍵占有一根 I/O 口線。各根 I/O 口線之間不會(huì)相互影響。在此電路中，按鍵輸入部采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 口線有確定的高電平，（ STC89C52 .P1 口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再外接上拉電阻。 鍵盤抖動(dòng)的消除：抖動(dòng)的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。 硬件 削抖是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削抖，經(jīng)過(guò)削抖電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。 軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測(cè)出鍵盤閉合時(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。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后再判別鍵是否釋放。 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。 鍵盤電路圖 LED 顯示電路 LCD1602 的介紹 LCD1602 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案 10 直接訪問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上，單片機(jī)以訪問(wèn)存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。間接控制方式則不使 用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的 I／ 0 口來(lái)實(shí)現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的 P0 口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用單片機(jī)的 P2 口中未被使用的 I／ O 口來(lái)控制。這種訪問(wèn)方式不占用存儲(chǔ)器空間，它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)，其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用間接控制方式。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu) 點(diǎn)： 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 體積小、重量輕：液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕的多。 功耗低：相對(duì)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(dòng) IC 上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。 在主電路圖中接在 P0 口處有一個(gè)排阻 RP1 ，由于 P0 口沒(méi)有內(nèi)接上拉電阻，為了為P0 口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻 RP1，使用的是 10K 的排阻，以確保有 P0口有穩(wěn)定的電平。 電路連接圖見圖 : LCD 按其顯示方式通常可以分為斷式、點(diǎn)字符式、點(diǎn)陣式等。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。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。針對(duì)于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數(shù)字等，以及其在一個(gè)界面同時(shí)要顯示的字?jǐn)?shù)，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運(yùn)行結(jié)果，我們最 終選擇 LCD1602 型號(hào)的 LCD。 ⑵ 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。 LCD 的原理圖 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案 11 LCD 的原理圖 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，操作人員一般通過(guò) LED 顯示器或指示燈來(lái)掌握系統(tǒng)的工作狀況。但在某些特殊情況下，例如系統(tǒng) 檢測(cè)到錯(cuò)誤狀態(tài)等，為了引起操作人員的注意，以便及時(shí)采取措施，通常還需要一些更容易引起警惕的報(bào)警信號(hào)。此報(bào)警信號(hào)通常有三種類型：一是閃光報(bào)警，閃爍的燈光容易引起注意 。其次，蜂鳴報(bào)警，發(fā)出特定的聲音，更容易提醒操作人員 。最后，語(yǔ)音報(bào)警，報(bào)警不但能夠引起警惕，而且能夠直接給出危害信息。其中，閃光報(bào)警和蜂鳴報(bào)警與語(yǔ)音報(bào)警相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程容易，成本低廉。因此本設(shè)計(jì)采用閃光報(bào)警和蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)測(cè)得值高于閥值，則發(fā)出警報(bào)。 電源部分， 在本次設(shè)計(jì)中，需要一個(gè)比較大的電壓源給一個(gè) 5V 的單片機(jī)供電源 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 實(shí)物調(diào)試 12 第四章 軟件設(shè)計(jì) 主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的各個(gè)功能。主要是檢測(cè)與顯示，時(shí)間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。功能子函數(shù)的調(diào)用。 主程序流程圖 ⑴模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為 MCU 能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并傳送給 MCU。 A/D 芯片的數(shù)據(jù) CS 口，連接 51 單片機(jī)的 口， CLK 接 ， D1 和 D0 接 口。 工作時(shí)序如下所示： ADC0832 有 8 只引腳， CH0 和 CH1 為模擬輸入端， CS 為片選引腳，只有 CS 置低才能對(duì) ADC0832 進(jìn)行配置和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 CLK 為 ADC0832 的時(shí)鐘輸入端。 CS 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中都必須為低，當(dāng) CS 為低時(shí)，在數(shù)據(jù)輸入端 DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個(gè)高電平，接著在 CLK 上加一個(gè) 時(shí)鐘， DI 上的邏輯 1 就會(huì)使 ADC0832 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù)伴隨著時(shí)鐘通過(guò) DI 端移入多路器，當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時(shí)， DI 變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。在經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘， DO 脫離高阻態(tài)，從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。接著從處理器接收時(shí)鐘信號(hào)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會(huì)從高位到低位依次從 DO 移出，經(jīng)過(guò) 8 個(gè)時(shí)鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO 移出（也是每個(gè)初始化時(shí)鐘 初 始 化 LCD 屏 顯示開機(jī)畫面 顯示時(shí)間 顯示主菜單 初始化 CPU 開始 讀鍵 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案 13 開始使能芯片輸入通道控制字產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)讀取 2 字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)校驗(yàn)送入指定寄存器結(jié)束按鍵程序入口按鍵按下 ？調(diào)用延時(shí)程序按鍵釋放 ？鍵值傳送YNNY時(shí)鐘移一位）。當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移出時(shí)轉(zhuǎn)換完成。當(dāng) CS 從低變?yōu)楦邥r(shí)， ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。如想要進(jìn)行下一次轉(zhuǎn)換， CS 必須 做一個(gè)從高到低的跳變，后跟著地此配置數(shù)據(jù)重復(fù)上面的過(guò)程。 圖 （ b）運(yùn)行圖 ⑴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。 按鍵的四個(gè)鍵分別接 ,由于 P1 口具有上拉電阻，所以不在需要加上拉電阻進(jìn)行電壓的放大。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案 14 忙 ?入口讀狀態(tài)字寫指令代碼 / 顯示數(shù)據(jù)讀顯示數(shù)據(jù)否是 系統(tǒng)設(shè)定閥值并保存在以 50H 開始的 3 個(gè)單元，為了便于比較和顯示，閥值的千位放入 50H 中，百位和十位放入 51H，個(gè)位放入 52H 中。報(bào)警電路分為蜂鳴器報(bào)警電路和 LED發(fā)光報(bào)警電路組成。當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，有電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，而當(dāng)輸入端為高電平時(shí)不報(bào)警。 報(bào)警子程序執(zhí)行之前，將報(bào)警閥值轉(zhuǎn)換為壓縮的 BCD 碼并存放在兩個(gè)存儲(chǔ)單元中，傳感器輸入值 A/D 轉(zhuǎn)換后，調(diào)用比較程序，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后顯示的測(cè)量值與閥值比較，小于閥值則繼續(xù)執(zhí)行顯示程序，若大于閥值則將單片機(jī)的輸入端清零進(jìn)行聲光報(bào)警。 40H、 41H、42H 單元存放 A/D 轉(zhuǎn)換后，并進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。 40H 和 50H 分別存放的是處 理后的測(cè)量值與閥值的千位的壓縮 BCD 碼， 41H 和 51H 分別存放的是處理后的測(cè)量值與閥值的百位、十位壓縮的 BCD 碼， 42H 和 51H 分別存放的是處理后的測(cè)量值與閥值的個(gè)位的壓縮BCD 碼。程序首先對(duì) 40H、 50H 中的值進(jìn)行比較大小，如果 40H 中的值大于 50H 中的值，則進(jìn)行報(bào)警。依次類推，比較 41H 和 51H， 42H 和 52H。 LCD 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示，以及各控制效果的顯示。采用直接訪問(wèn)方式。 .金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄一 15 第五章 系統(tǒng)調(diào)試仿真與實(shí)物焊接 儀器名稱 用途 電腦 下載調(diào)試程序 五糧液一瓶 作為測(cè)試物 移動(dòng)電源 供電 USB 轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)線 下載程序以及通電 焊接前應(yīng)對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行檢查。首先，使用萬(wàn)用表檢查電路板線路是否有斷路情況，若是沒(méi)有問(wèn)題，則可以對(duì)元器件進(jìn)行焊接。焊接前對(duì)元器件要進(jìn)行測(cè)量、篩選，選擇與電路中參數(shù)值相對(duì)應(yīng)的電阻、電容。芯片的選擇，則要注意其規(guī)格、型號(hào)和安裝是否與設(shè)計(jì)要求一致。在焊接時(shí)，應(yīng)仔細(xì)對(duì)照原理圖，核查各元器件引腳的焊接是否正確。 焊接完成之后，需要逐一檢查每個(gè)部件 的引腳 ，檢查信號(hào)線 是否 短路 、引 腳 有沒(méi)有虛焊 以及再檢查 引腳 功能， 查看 設(shè)計(jì)是否正確。檢查 焊接 沒(méi)有問(wèn)題 后 ， 就 可以 進(jìn)行 加電測(cè)試。加電 測(cè)試是調(diào)試重要部分。 根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)的思想， 應(yīng)該先測(cè)試電源部分，系統(tǒng) 加 電時(shí)，檢測(cè) 每個(gè)端口 以及各個(gè)器件 的電源部分 有沒(méi)有 正常工作 以及 是否過(guò)熱， 如若是的話 ，可能是電路短路或 元器件 損壞，需要經(jīng)過(guò)進(jìn)行仔細(xì)檢查 之后再 加電。 反之， 可以檢測(cè) 其 功能。 由于系統(tǒng)是比較復(fù)雜的硬件，硬件電路組裝，焊接完成后，可能無(wú)法正常 運(yùn) 作。 為了調(diào)試 的簡(jiǎn) 便 ，使用模塊調(diào)試法 。 加 電之前， 首先 要檢查電源電壓的大小和極性， 否則 可能損 毀 芯片。檢查 各引腳的電壓 ， VCC 和 GND 間的電壓在 5V ? 之間是正常的。 在完成硬件調(diào)試之后，軟件調(diào)試是非常重要的。 根據(jù)模塊調(diào)試法 ，系統(tǒng)軟件 調(diào)試也要進(jìn)行 模塊 劃分，從而使 調(diào)試 過(guò)程有條不紊地進(jìn)行，而不會(huì)出現(xiàn)混亂。 首先，檢查 LCD1602 液晶顯示器。 對(duì) LCD1602 進(jìn)行加 電后， 查看其 是否可以顯示， 如果可以 ， 則 按按鈕調(diào)整 標(biāo)準(zhǔn)閥值 。 然后 ，調(diào)試 MCU 和 模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊 ， LCD 模塊的調(diào)試成功后， 對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試一個(gè)設(shè)置電壓 ，如果 LCD1602 可以 正常 顯示數(shù)據(jù)， 則 調(diào)試成功。 最后 對(duì) 傳感 器 模塊 進(jìn)行調(diào)試 ，根據(jù)該傳感器 的標(biāo)準(zhǔn) ，輸入 8V 的高 電壓和 5V 的標(biāo)準(zhǔn)電壓 ， 如果 傳感器 能 通過(guò) AD 轉(zhuǎn)換， 最后在 LCD1602 上 顯示正常 ， 則調(diào)試成功 ， 完成以上步驟之后，就開始進(jìn)行程序的運(yùn)算，從而使顯示器實(shí)現(xiàn)酒精濃度值的顯示。 金 陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 結(jié)論 16 第五章 結(jié) 論 如今 ,隨著人民生活水平的 不斷 提高 ,私家車的數(shù)量在不斷增加 ,這 也導(dǎo)致了 交通事故 的逐年增長(zhǎng) ,其中酒駕占了很大一部分 。因此 ,便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)和開發(fā)的 引起 了人們的注意。為了滿足這種需求 ,便攜 式 酒精濃度 檢測(cè) 器 應(yīng)運(yùn)而生 。 針對(duì)市場(chǎng)的需求 ,該設(shè)計(jì)必須符合輕便易攜帶，性價(jià)比高的原則 。 該 酒精 濃度 檢測(cè) 議 的設(shè)計(jì)包括硬件和軟件 兩方面的 設(shè)計(jì)。 針對(duì) 之前的 設(shè)計(jì) 的要求 ,我 使用 STC89C52 單片機(jī)為 主體芯片 。 采 用 C 語(yǔ)言 編 寫 軟件 ,c 語(yǔ)言 具 有模塊化 、 可控性好和可移植性。 軟件的編寫以模塊化為核心 ,根據(jù)功能 的不同劃分不同的模塊 ,每個(gè)模塊 單獨(dú) 設(shè)計(jì)。 該系統(tǒng)模塊包括傳感檢測(cè)模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊和報(bào)警模塊 由于所學(xué)知識(shí)的限制，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能不是很健全 ，但在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過(guò)程中，讓我學(xué)會(huì)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，和養(yǎng)成了系統(tǒng)思考的思維方式。 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。最后把所有模塊進(jìn)行 優(yōu)化整合，便得到了一個(gè)完整的系統(tǒng)?；谶@樣的思路，完成了便攜式酒精濃度檢測(cè)儀的基本設(shè)計(jì)。 同時(shí)由于本設(shè)計(jì)是采用在 proteus 上進(jìn)行仿真，在 keil 軟件上進(jìn)行編程，最后二者聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)，但在仿真是無(wú)法實(shí)現(xiàn)酒精濃度的測(cè)試，因此本設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)變阻器模擬傳感器檢測(cè)酒精濃度時(shí)輸出的模擬信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)，從而從液晶顯示上顯示出來(lái)。通過(guò)對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，