【文章內容簡介】 1) GND 芯片參考0電位(地) (12) DI數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制 (13) DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉換數(shù)據(jù)輸出 (14) CLK 芯片時鐘輸入 (15) Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入(復用) AT24C02存儲器在本設計中使用的是24C02存儲芯片，是電可擦除的 PROM，8 個引腳功能及兩線串行接口，~5V。串行E2PROM是基于I2CBUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應用。在一般單片機系統(tǒng)中，24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的，基本的讀寫功能外，還對地址功能以及WP引腳保護功能進行了全面的檢測[6]。發(fā)現(xiàn)一種ATMEL(激光印字)以及 XICOR牌號的 24C02 具有全面的符合I2C總線協(xié)議的功能，而有些牌號24C02要么沒有WP引腳保護功能，要么沒有器件地址功能(即2片24C02不能共用一個I2C總線)有些甚至兩種功能均無，所以說一些同樣功能型號的電子器件在兼容性上往往會帶來意想不到的問題，值得引起注意。 LCD顯示模塊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。直接訪問方式是把液晶模塊當作存儲器或 I/O 設備直接接在單片機的總線上，單片機以訪問存儲器或I/O設備的方式操作液晶顯示模塊的工作。間接控制方式只是利用它的 I/O口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系，而不使用單片機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這種訪問方式既不占用存儲器空間，接口電路又與時序無關，其時序徹底地靠軟件編程實現(xiàn) [7]。 表21 LCD1602接口功能表引腳號引腳名電平輸入輸出引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極（+5V）3VL液晶顯示偏壓信號4RS0/1輸入數(shù)據(jù)/命令選擇端，0：輸入指令，1：輸入數(shù)據(jù)5R/W0/1輸入讀/寫選擇端，0：想LCD寫入指令或數(shù)據(jù)，1：從LCD讀取信息6E1→0輸入使能信號，1時讀取信息，1→0（下降沿）執(zhí)行指令7D00/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線（最低位）8D10/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線9D20/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線10D30/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線11D40/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線12D50/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線13D60/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線14D70/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線（最高位）15BLA+VCCLCD背光電源正極16BLK接地LCD背光電源負極LCD1602 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用161，162，202和402行等的液晶顯示模塊，模塊組件內部主要由LCD顯示屏、控制器、列驅動器和偏壓產生電路構成。 1602 液晶顯示屏采用標準的16腳接口，其中各接口的功能如上表21所示： 3 系統(tǒng)硬件設計基于單片機酒精濃度檢測儀的硬件設計部分，首先，我們必須了解它的硬件設計原理其次，需要弄清楚它的總體構成及具體的外圍電路最后，根據(jù)其原理框圖和具體的外圍電路得到完整的硬件總電路圖。 硬件設計原理由酒精傳感器對待測氣體(液體)進行檢測，轉換成輸出電壓信號，以單片機為核心的控制、信號采集處理、聲光報警電路以及顯示、鍵盤、PC接口電路。測試儀進行氣體檢測的基本步驟是單片機先采集酒精傳感器的響應信號，然后進行轉換，儲存在數(shù)據(jù)儲存器中，最后單片機通過特定的算法進行氣體濃度的識別，同時將分析的值與設定值進行對比，對超出設定值進行報警，并且將結果輸出到LED顯示屏幕上[8]。本系統(tǒng)由酒精傳感器，數(shù)模轉換器，單片機，鍵盤，聲音報警以及LCD顯示等部分組成，在這次的整體設計中詳細涉及下面幾個方面，其原理框圖如圖 31所示：圖31系統(tǒng)總體流程圖 硬件設計外圍電路 晶振電路、復位電路設計單片機工作的過程中各指令的微操作在時間上有嚴格的次序，這種微操作的時間次序稱作時序。單片機的時鐘信號用來為單片機芯片內部各種微操作提供時間基準。89C51 的時鐘產生方式有兩種，一種是內部時鐘方式，一種是外部時鐘方式。內部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產生時鐘脈沖信號。外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內，此方式常用于多片89C51 單片機同時工作，以便于各單片機的同步，一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于20ns，且為頻率低于12MHz 的方波[9]。對于CHMOS工藝的單片機，外部時鐘要由XTAL1端引入，而XTAL2端應懸空。本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內部時鐘方式。晶振電路和復位電路如下圖32所示：圖32晶振電路與復位電路單片機開始工作的時候，必須處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知哪是第一條程序和如何開始運行程序。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設備操作失誤，導致嚴重事故的發(fā)生，內部一些控制寄存器(專用寄存器)內容不確定可能導致定時器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，任何單片機在開始工作前，都必須進行一次復位過程，使單片機處于一種確定的狀態(tài)。當在 89C51單片機的RST引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內部就執(zhí)行復位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài))。實際應用中，復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是上電與按鍵均有效的復位。上電復位，要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復位操作常用的上電復位，上電瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容C1的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降[10]。本設計中復位電路采用的是開關復位電路，開關S9未按下是上電復位電路，上電復位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電(導通)狀態(tài)，故RST腳的電壓與VCC相同。隨著電容的充電，RST 腳上的電壓才慢慢下降。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關按下時是 RST 端有兩個機器周期以上的高電平從而使STC89C51內部復位。開關按下時是按鍵手動復位電路，RST端通過電阻與VCC電源接通，通過電阻的分壓就可以實現(xiàn)單片機的復位。如圖33所示：圖33復位電路RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以復位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz時，C1為10Uf。 報警設計設計在單片機應用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示，供操作人員借鑒。但針對某些特定狀態(tài)，例如系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等，為了使操作人員不小心忽視，及時采取措施，必須還需要有某種更能引人注意，提起警覺的報警信號。這種報警信號一般有閃光報警、鳴音報警和語音報警三種類型。其中，前兩種報警裝置因硬件結構簡單，軟件編程方便，往往在單片機應用系統(tǒng)中使用。但語音報警雖然警報信息較直接，并且硬件成本