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正文內(nèi)容

畢業(yè)論文-基于89c51單片機的酒精濃度測試儀設(shè)計(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 液晶顯示模塊與計算機的接口電路有兩種方式。它與單片機的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。金陵科技學院學士學位論文 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)備直接接在單片機的總線上,單片機以訪問存儲器或 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的數(shù)據(jù)系統(tǒng),而是利用它的 I/0 口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機的 P0 口連接作為數(shù)據(jù)總線,另外三根時序控制信號線通常利用單片機的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,它的接口電路與時序無關(guān),其時序完全靠軟件編程實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用間接控制方式。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優(yōu)點:顯示質(zhì)量高:由于液晶顯示器每一個點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。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?、點字符式、點陣式等。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,以及其在一個界面同時要顯示的字數(shù),本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運行結(jié)果,我們最終選擇 LCD1602 型號的 LCD。 ⑵ 字符顯示:字符顯示比較復雜,一個字符由 16x8 點陣組成,即要找到和顯示屏是某幾個位置對應的 RAM 區(qū)的字節(jié),再使不同的位置為‘1’其他的為‘0’ ;為‘1’的點亮,為‘0’的不亮,這樣就顯示出一個字符。 LCD 的原理圖金陵科技學院學士學位論文 第 3 章 系統(tǒng)方案11 LCD 的原理圖 報警電路在單片機應用系統(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)檢測到錯誤狀態(tài)等,為了引起操作人員的注意,以便及時采取措施,通常還需要一些更容易引起警惕的報警信號。此報警信號通常有三種類型:一是閃光報警,閃爍的燈光容易引起注意。其次,蜂鳴報警,發(fā)出特定的聲音,更容易提醒操作人員。最后,語音報警,報警不但能夠引起警惕,而且能夠直接給出危害信息。其中,閃光報警和蜂鳴報警與語音報警相比結(jié)構(gòu)簡單,編程容易,成本低廉。因此本設(shè)計采用閃光報警和蜂鳴器報警,當測得值高于閥值,則發(fā)出警報。 電源電路設(shè)計電源部分,在本次設(shè)計中,需要一個比較大的電壓源給一個 5V 的單片機供電源金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 實物調(diào)試12第四章 軟件設(shè)計 主程序模塊主程序?qū)崿F(xiàn)的功能:與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測儀的各個功能。主要是檢測與顯示,時間調(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 單片機的 口,CLK 接 ,D1 和 D0 接 口。工作時序如下所示: 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 進行配置和啟動轉(zhuǎn)換。CLK 為 ADC0832 的時鐘輸入端。CS 在整個轉(zhuǎn)換過程中都必須為低,當 CS 為低時,在數(shù)據(jù)輸入端 DI(數(shù)據(jù)輸入端)加一個高電平,接著在 CLK 上加一個時鐘,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)伴隨著時鐘通過 DI 端移入多路器,當最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時,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)過一個時鐘,DO 脫離高阻態(tài),從而啟動轉(zhuǎn)換。接著從處理器接收時鐘信號,每經(jīng)過一個時鐘,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就初始化時鐘 初 始 化LCD 屏 顯示開機畫面顯示時間顯示主菜單初始化 CPU開始 讀鍵金陵科技學院學士學位論文 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 鐘 信 號 讀 取 2字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 校 驗送 入 指 定 寄 存 器結(jié) 束按 鍵 程 序 入 口按 鍵 按 下 ?調(diào) 用 延 時 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 個時鐘后,數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO移出(也是每個時鐘移一位) 。當最后一位數(shù)據(jù)移出時轉(zhuǎn)換完成。當 CS 從低變?yōu)楦邥r,ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。如想要進行下一次轉(zhuǎn)換,CS 必須做一個從高到低的跳變,后跟著地此配置數(shù)據(jù)重復上面的過程。圖 (b)運行圖⑴按鍵時顯現(xiàn)人機對話的一個控制按鈕,通過按鍵的操作,對系統(tǒng)進行發(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行電壓的放大。金陵科技學院學士學位論文 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,個位放入 52H 中。報警電路分為蜂鳴器報警電路和LED 發(fā)光報警電路組成。當輸入端為低電平時,有電流通過蜂鳴器,蜂鳴器發(fā)出聲音報警,而當輸入端為高電平時不報警。報警子程序執(zhí)行之前,將報警閥值轉(zhuǎn)換為壓縮的 BCD 碼并存放在兩個存儲單元中,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的輸入端清零進行聲光報警。40H、41H、42H 單元存放 A/D 轉(zhuǎn)換后,并進行十進制轉(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位的壓縮 BCD 碼。程序首先對 40H、50H 中的值進行比較大小,如果 40H 中的值大于50H 中的值,則進行報警。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。.金陵科技學院學士學位論文 附錄一15第五章 系統(tǒng)調(diào)試仿真與實物焊接儀器名稱 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對整個電路板進行檢查。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,則可以對元器件進行焊接。焊接前對元器件要進行測量、篩選,選擇與電路中參數(shù)值相對應的電阻、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)計要求一致。在焊接時,應仔細對照原理圖,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)計是否正確。檢查焊接沒有問題后,就可以進行加電測試。加電測試是調(diào)試重要部分。根據(jù)模塊化設(shè)計的思想,應該先測試電源部分,系統(tǒng)加電時,檢測每個端口以及各個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)過進行仔細檢查之后再加電。反之,可以檢測其功能。由于系統(tǒng)是比較復雜的硬件,硬件電路組裝,焊接完成后,可能無法正常運作。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)試也要進行模塊劃分,從而使調(diào)試過程有條不紊地進行,而不會出現(xiàn)混亂。首先,檢查 LCD1602 液晶顯示器。對 LCD1602 進行加電后,查看其是否可以顯示,如果可以,則按按鈕調(diào)整標準閥值。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)換模塊進行調(diào)試,測試一個設(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行調(diào)試,根據(jù)該傳感器的標準,輸入 8V 的高電壓和 5V 的標準電壓,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,就開始進行程序的運算,從而使顯示器實現(xiàn)酒精濃度值的顯示。金陵科技學院學士學位論文 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運而生。針對市場的需求 ,該設(shè)計必須符合輕便易攜帶,性價比高的原則。該酒精濃度檢測議的設(shè)計包括硬件和軟件兩方面的設(shè)計。針對之前的設(shè)計的要求,我使用 STC89C52單片機為主體芯片。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, 每個模塊單獨設(shè)計。該系統(tǒng)模塊包括傳感檢測模塊、A/D 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊和報警模塊由于所學知識的限制,本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能不是很健全 ,但在設(shè)計該系統(tǒng)的過程中,讓我學會了系統(tǒng)設(shè)計的方法,和養(yǎng)成了系統(tǒng)思考的思維方式。首先要了解系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能;其次根據(jù)功能去選擇相應的硬件資源;再次將一個大的系統(tǒng)進行模塊化劃分,然后逐一去攻破。最后把所有模塊進行優(yōu)化整合,便得到了一個完整的系統(tǒng)?;谶@樣的思路,完成了便攜式酒精濃度檢測儀的基本設(shè)計。同時由于本設(shè)計是采用在 proteus 上進行仿真,在 keil 軟件上進行編程,最后二者聯(lián)調(diào),實現(xiàn)設(shè)計任務,但在仿真是無法實現(xiàn)酒精濃度的測試,因此本設(shè)計采用滑動變阻器模擬傳感器檢測酒精濃度時輸出的模擬信號,經(jīng)轉(zhuǎn)換輸入單片機,從而從液晶顯示上顯示出來。通過對本次畢業(yè)設(shè)計,我學習了很多在大學遺漏的知識,讓我在以后的工作中,更加的得心應手。這不僅僅是一次簡單的畢業(yè)考察,而是對我們四年大學所學得知識的總結(jié)。金陵科技學院學士學位論文 第 5 章 結(jié)論17參考文獻[1] [M].北京:北京航空航天大學出版,2022.[2] 鄭義, AT89C52 和 TLC1543 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].北京:電子世界雜志編輯部,2022.[3] :清華大學出版社,2022. [4] .:電子工業(yè)出版社,2022.[5] :北京航空大學出版社,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] 系列單片機原理與接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學出版社, 2022. [9] . 北京: 高等教育出版社, 2022. [10] . 北京:北京航空航天大學出版社,2022.[11] :機械工業(yè)出版社,1993. [12] —輸入通道器件分冊[M].北京:北京航空航天大學出版社,2022. [13] :東南大學出版社,2022. [14] [M].北京:清華大學出版社,2022. [15] C51 應用程序設(shè)計[M].北京:北京工業(yè)出版 社,1999. [16] C 語言應用程序設(shè)計[M].北京:北京航空航天大學出版社,1997.金陵科技學院學士學位論文 第 5 章 結(jié)論18附錄一金陵科技學院學士學位論文 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,延時時間大概為 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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