【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 示的信息量大、無電磁輻射、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但本設(shè)計(jì)要求顯示的數(shù)據(jù)量小，不能發(fā)揮其顯示內(nèi)容豐富的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)占用I/O口線較多。第二種方案采用LED數(shù)碼管顯示，該方案具有實(shí)現(xiàn)容易、發(fā)光亮度大、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且其可靠性也優(yōu)于LCD的顯示，所以，我們通過比較，選用第二種方案數(shù)碼管顯示。電路組成如圖37：數(shù)碼管的八段顯示通過200Ω的電阻外接單片機(jī)的P0口。主要由四位共陽數(shù)碼管、四個(gè)9015的三極管以及200Ω的電阻組成。工作原理：由P0口控制數(shù)碼管顯示數(shù)。由P2口的高低電平控制數(shù)碼管位顯，當(dāng)P2口輸出低電平時(shí)三極管導(dǎo)通，這時(shí)位為高電平即選中顯示。 輸入模塊圖38 44矩陣鍵盤電路為了減少按鍵與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目，本設(shè)計(jì)采用矩陣鍵盤。在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。其原理如圖38：每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個(gè)按鍵來連通，利用這種矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和N條列線，即可組成具有NN個(gè)按鍵的鍵盤。在這種矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。逐行掃描查詢法工作原理：判斷鍵盤中有無鍵按下：將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 　　判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)上我采用MO2煙霧傳感器感應(yīng)模塊。因?yàn)镸Q2煙霧傳感器適用于室內(nèi)外和工廠的煙霧監(jiān)測(cè)裝置，特別是對(duì)液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等混合氣體的探測(cè)。MO2煙霧傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)：廣泛的的探測(cè)范圍；靈敏度高；使用壽命長(zhǎng)；優(yōu)異的穩(wěn)定性；規(guī)格： 表31 標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注VC回路電壓小于15VAC or DCVP加熱電壓AC or DCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻30Ω室溫PH加熱功耗小于900mW表32 環(huán)境條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Tao使用溫度10oC50oCTas存儲(chǔ)溫度20oC70oCRH相對(duì)濕度小于95%RHO2氧氣濃度21%（標(biāo)準(zhǔn)條件）最小值大于2%圖39 MQ2煙霧傳感器電路組成如圖39：MQ2氣敏元件的結(jié)構(gòu)由微型 Al2O3陶瓷管、SnO2敏感層以及由測(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)組成，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，如圖39中的6，2個(gè)用于提供加熱電流，如圖39中的5【4】。 A/D轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809簡(jiǎn)介：1） 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位；2） 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫耍?） 轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs；4） 單個(gè)＋5V電源供電； 5） 模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)；6） 工作溫度范圍為40～＋85攝氏度； 7） 低功耗，約15mW。2．ADC0809的芯片封裝及引腳功能簡(jiǎn)介：圖310 ADC0809引腳圖ADC0809芯片為28引腳，為雙列直插式封裝，其引腳排列如圖310所示:引腳說明：IN7～I(xiàn)N0——模擬量輸入通道ALE：地址鎖存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。START上升沿時(shí)，復(fù)位ADC0809；START下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為ST。A、B、C：地址線。通道端口選擇線，A為低地址，C為高地址，引腳圖中為ADDA，ADDB和ADDC。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見表33。表33 ADC0809地址通道對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)BC選通的通道000IN0100IN1010IN2110IN3001IN4101IN5011IN6111IN7CLK：時(shí)鐘信號(hào)。ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為500KHz的時(shí)鐘信號(hào)。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。D0為最低位，D7為最高。OE：輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。VCC：+5V電源。Vref：參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V)。:A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。(1)定時(shí)傳送方式對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。(2)查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。(3)中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)(EOC)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以RD信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。另外，ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 ADC0809與AT89S52的接口設(shè)計(jì)圖311 AT89S52與ADC0809電路連接圖電路組成如圖311：此電路由單片機(jī)AT89S5芯片ADC080分頻器401與非門、或非門以及反相器組成。AT89S52的P0口接ADC0809的八位數(shù)據(jù)輸出口。“啟動(dòng)脈沖”輸入線START和“地址鎖存允許輸入線”ALE?！拜敵鲈试S”輸入線OE。 A來控制被選模擬電壓路數(shù)是IN0還是IN1。AT89S52的ALE口經(jīng)觸發(fā)器二分頻接到ADC0809的CLOCK端【10】。在這里用到分頻器的優(yōu)點(diǎn)：AT89S52的ALE信號(hào)通常是每個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)兩次，故它的AT89S52的ALE引腳上輸出的脈沖是1/6的單片機(jī)晶振，經(jīng)二分頻后，提供ADC0809的時(shí)鐘脈沖，有利于兩者的工作步調(diào)協(xié)調(diào)。工作原理：ADC0809的三位地址A，B，C對(duì)8條通道進(jìn)行選擇，其中，A為低位地址，C為高位地址。IN0輸入的是安裝在室內(nèi)的MQ2煙霧傳感器；INT1輸入的是安裝在室外的MQ2煙霧傳感器。EOC是標(biāo)志通道中數(shù)據(jù)完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換的信號(hào)。當(dāng)通道中數(shù)據(jù)完成從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，EOC發(fā)出脈沖，經(jīng)反相后，輸入單片機(jī)的INT1接口，產(chǎn)生中斷信號(hào)。產(chǎn)生中斷信號(hào)后，單片機(jī)結(jié)合中斷程序，對(duì)中斷進(jìn)行處理，控制煙霧傳感器的工作和停止工作。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序經(jīng)過分析，我們選用單片機(jī)平臺(tái)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)比較成熟，開發(fā)過程可利用的資源和工具豐富，最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，成本低。在調(diào)試程序中，軟件仿真功能也很強(qiáng)，軟件調(diào)通，再通過編程器下載到AT89S52中，然后插到系統(tǒng)中即可獨(dú)立完成所有的控制。圖41 主程序流程圖前面分析知當(dāng)輸入模塊輸入密碼時(shí)，顯示模塊顯示數(shù)位。如果密碼正確，則門控鎖電路的繼電器動(dòng)作控制門鎖打開，同時(shí)指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉，指示燈熄滅。當(dāng)按下出門按鈕時(shí)亦如此；如果密碼錯(cuò)誤，則蜂鳴器發(fā)出聲響，同時(shí)指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后蜂鳴器停止工作。當(dāng)煙霧傳感器感應(yīng)到災(zāi)情時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警，門控鎖電路的繼電器動(dòng)作控制門鎖打開。 子程序分析 密碼顯示子程序 圖42 密碼顯示子程序流程圖密碼顯示子程序：MIXIAN： MOV P0,0BFH 。顯示一橫 MOV A,40H CJNE A,0,M1 SJMP M5M1： CJNE A,1,M2 CLR SJMP M5M2： CJNE A,2,M3 CLR CLR SJMP M5M3： CJNE A,3,M4 CLR CLR CLR SJMP M5M4： CJNE A,4,M5 CLR CLR CLR CLR M5： LCALL YANSHI1MS MOV P2,0FFH RET 密碼設(shè)置顯示子程序 圖43 密碼設(shè)置顯示子程序流程圖 密碼設(shè)置顯示子程序：MISHEXIAN：MOV A,40H CJNE A,0,SX1 SJMP SX5SX1： CJNE A,1,SX2 SJMP SX0SX2： CJNE A,2,SX3 SJMP SX6SX3： CJNE A,3,SX4 SJMP SX7SX4： CJNE A,4,SX5 MOV DPTR,TAB MOV A,44H MOVC A,@A+DPTR CLR MOV P0,A LCALL YANSHI1MS SETB SX7： MOV DPTR,TAB MOV A,43H MOVC A,@A+DPTR CLR MOV P0,A LCALL YANSHI1MS SETB SX6： MOV DPTR,TAB MOV A,42H MOVC A,@A+DPTR CLR MOV P0,A LCALL YANSHI1MS SETB SX0： MOV DPTR,TAB MOV A,41H MOVC A,@A+DPTR CLR MOV P0,A LCALL YANSHI1MS SETB SX5： RET 鍵盤掃描子程序 圖34 鍵