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正文內(nèi)容

畢業(yè)論文-基于89c51單片機(jī)的酒精濃度測試儀設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-02-12 18:18 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 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直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或 I/O 設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上,單片機(jī)以訪問存儲器或 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)序控制信號線通常利用單片機(jī)的P2 口中未被使用的 I/O 口來控制。這種訪問方式不占用存儲器空間,它的接口電路與時(shí)序無關(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)的接口更加簡單可靠,操作更加方便。體積小、重量輕:液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(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。在主電路圖中接在 P0 口處有一個(gè)排阻 RP1 ,由于 P0 口沒有內(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??梢苑譃閿嗍?、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,通過電壓對其顯示區(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 報(bào)警電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,操作人員一般通過 LED 顯示器或指示燈來掌握系統(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。此報(bào)警信號通常有三種類型: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)警與語音報(bào)警相比結(jié)構(gòu)簡單,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)測得值高于閥值,則發(fā)出警報(bào)。 電源電路設(shè)計(jì)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) 主程序模塊主程序?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儀的各個(gè)功能。主要是檢測與顯示,時(shí)間調(diào)整與顯示,數(shù)據(jù)存儲。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轉(zhuǎn)化為 MCU 能夠處理的數(shù)字信號,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 ADC0832 進(jìn)行配置和啟動轉(zhuǎn)換。CLK 為 ADC0832 的時(shí)鐘輸入端。CS 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中都必須為低,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 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)過一個(gè)時(shí)鐘,DO 脫離高阻態(tài),從而啟動轉(zhuǎn)換。接著從處理器接收時(shí)鐘信號,每經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就初始化時(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 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YN NY會從高位到低位依次從 DO 移出,經(jīng)過 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)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)上面的過程。圖 (b)運(yùn)行圖⑴按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對話的一個(gè)控制按鈕,通過按鍵的操作,對系統(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)過數(shù)據(jù)處理后顯示的測量值與閥值比較,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量值與閥值的個(gè)位的壓縮 BCD 碼。程序首先對 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 作為測試物移動電源 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)對整個(gè)電路板進(jìn)行檢查。首先,使用萬用表檢查電路板線路是否有斷路情況,若是沒有問題,則可以對元器件進(jìn)行焊接。焊接前對元器件要進(jìn)行測量、篩選,選擇與電路中參數(shù)值相對應(yīng)的電阻、電容。芯片的選擇,則要注意其規(guī)格、型號和安裝是否與設(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,檢查信號線是否短路、引腳有沒有虛焊以及再檢查引腳功能,查看設(shè)計(jì)是否正確。檢查焊接沒有問題后,就可以進(jìn)行加電測試。加電測試是調(diào)試重要部分。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)的思想,應(yīng)該先測試電源部分,系統(tǒng)加電時(shí),檢測每個(gè)端口以及各個(gè)器件的電源部分有沒有正常工作以及是否過熱,如若是的話,可能是電路短路或元器件損壞,需要經(jīng)過進(jìn)行仔細(xì)檢查之后再加電。反之,可以檢測其功能。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,可能無法正常運(yùn)作。為了調(diào)試的簡便,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)試過程有條不紊地進(jìn)行,而不會出現(xiàn)混亂。首先,檢查 LCD1602 液晶顯示器。對 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,對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行調(diào)試,測試一個(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 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,其中酒駕占了很大一部分。因此,便攜式酒精濃度檢測儀的設(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器應(yīng)運(yùn)而生。針對市場的需求 ,該設(shè)計(jì)必須符合輕便易攜帶,性價(jià)比高的原則。該酒精濃度檢測議的設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩方面的設(shè)計(jì)。針對之前的設(shè)計(jì)的要求,我使用 STC89C52單片機(jī)為主體芯片。采用 C 語言編寫軟件,c 語言具有模塊化、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)的過程中,讓我學(xué)會了系統(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)。基于這樣的思路,完成了便攜式酒精濃度檢測儀的基本設(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),但在仿真是無法實(shí)現(xiàn)酒精濃度的測試,因此本設(shè)計(jì)采用滑動變阻器模擬傳感器檢測酒精濃度時(shí)輸出的模擬信號,經(jīng)轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī),從而從液晶顯示上顯示出來。通過對本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我學(xué)習(xí)了很多在大學(xué)遺漏的知識,讓我在以后的工作中,更加的得心應(yīng)手。這不僅僅是一次簡單的畢業(yè)考察,而是對我們四年大學(xué)所學(xué)得知識的總結(jié)。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 結(jié)論17參考文獻(xiàn)[1] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版,2022.[2] 鄭義, AT89C52 和 TLC1543 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].北京:電子世界雜志編輯部,2022.[3] :清華大學(xué)出版社,2022. [4] .:電子工業(yè)出版社,2022.[5] :北京航空大學(xué)出版社,2022. [6] :國防工業(yè)出版社,2022. [7] [M].北京:國防工業(yè)出版社,1999.[8] 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2022. [9] . 北京: 高等教育出版社, 2022. [10] . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2022.[11] :機(jī)械工業(yè)出版社,1993. [12] —輸入通道器件分冊[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2022. [13] :東南大學(xué)出版社,2022. [14] [M].北京:清華大學(xué)出版社,2022. [15] C51 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京:北京工業(yè)出版 社,1999. [16] C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 結(jié)論18附錄一金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄一19* 文件名 : 液晶 1602 * 描述 : 該程序?qū)崿F(xiàn)了對液晶 1602 的控制。***********************************************************************/include include /********************************************************************* 名稱 : delay()* 功能 : 延時(shí),延時(shí)時(shí)間大概為 140US。* 輸入 : 無* 輸出 : 無***********************************************************************/void delay(){int i,j。for(i=0。 i=50。 i++)for(j=0。 j=2。 j++)。}/********************************************************************* 名稱 : Co
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