【文章內(nèi)容簡介】 雙通道A/D轉(zhuǎn)換；　　 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；　　 5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間；　　 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32μS；　　 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 一般功耗僅為15mW；　　 8P、14P—DIP（雙列直插）、PLCC 多種封裝；　　 商用級芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級芯片溫寬為?40176。C to +85176。C；　　芯片接口說明：　　 CS_ 片選使能，低電平芯片使能?！　?CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用?！　?CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。　　 GND 芯片參考0 電位（地）?！　?DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制?！　?DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出?！　?CLK 芯片時鐘輸入。　　 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復用）。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。單片機對ADC0832 的控制原理：　正常情況下ADC0832 與單片機的接口應為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當ADC0832未工作時其CS輸入端應為高電平，此時芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當要進行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK 輸入時鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第1 個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第3個脈沖下沉之前DI端應輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，(4)測量量程本系統(tǒng)的量程為010ppm。由于我所使用的是8位ADC0832,所以本系統(tǒng)的精度為：10ppm/256=。 按鍵選擇與簡介⑴本系統(tǒng)應用有人機對話功能，該功能即能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和LCD連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，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)只有向上、向下 、確定 、取消4個控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨立式按鍵。： 按鍵電路圖⑵獨立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵占有一根I/O口線。各根I/O口線之間不會相互影響。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，I/O口線有確定的高電平，（AT89C52 .P1口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再外接上拉電阻。⑶鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。①硬件削抖是采用硬件電路的方法對鍵盤的按下抖動及釋放抖動進行削抖，經(jīng)過削抖電路后使按鍵的電平信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。②軟件削抖的基本原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。當按鍵釋放時，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時，待后沿抖動消失后再判別鍵是否釋放。③由于應用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削抖的方法。 外圍擴充存儲器基于AT89C52單片機具有8KB的程序存儲器（ROM），256B的數(shù)據(jù)存儲器（RAM），由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲所需的容量，現(xiàn)在需要擴充存儲器的容量。在應用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)，據(jù)了解基于EEPROM的存儲芯片是一種很好的選擇。我們選定了AT24C128存儲器。： 外圍擴充存儲電路圖 時鐘芯片選擇與簡介因為此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄不同人在不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。對時鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡單，縮短程序開發(fā)時間，實際上也就縮短了系統(tǒng)用于實際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了DS1302時鐘芯片。⑴我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機通信。而通信時，僅需要3個口線：（1）RES（復位），（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK（串行時鐘）。時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達31字節(jié)的字符組方式通信。其工作時功耗很低，廣泛應用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。 ⑵ DS1302主要性能有：時實時鐘能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀/寫時鐘或RAM數(shù)據(jù)時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與DS1202/TTL兼容。寄存器名命令字取值范圍各位內(nèi)容寫操作讀操作76543～0秒寄存器80H81H00～59CH10SECSEC分寄存器82H83H00～59010MINMIN時寄存器84H85H01～12 00～2312/24010/（A/P）HRHR日寄存器86H87H01～28，2310010DATEDATE月寄存器88H89H01～1200010MMONTH周寄存器8AH8BH01～070000DAY年寄存器8CH8DH01～9910YEARYEAR寫保護寄存器8EH8FHWP0000慢充電寄存器90H91HTCSTCSTCSTCSDSDSRSRS時鐘突發(fā)寄存器BEHBFH ⑶ DS1302引腳概述：X1,X2：振蕩源，外接32。768KHZ晶振；SCLK：串行時鐘輸入端。⑷ 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表、日歷、時鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對照表。見表42。表42 時鐘控制字對照表⑸DS1302數(shù)據(jù)輸入/輸出時序數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫命令字的8個SCLK周期之后，在接下來的8個SCLK周期中的每個脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開始。如果有額外的SCLK周期，它們將被忽略。數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的8個SCLK周期之后，在接下來的8個SCLK周期中的每個脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開始。需要注意的是，第一個數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸出。只要RST保持高電平，如果有額外的SCLK周期，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，即多字節(jié)傳送。： 時鐘電路圖 液晶顯示器簡介對于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能。顯示器最好能夠顯示數(shù)據(jù)、圖形?？紤]到同種LCD顯示器的屏幕越大體積越大，功耗越大的特點，在同類產(chǎn)品中選用了AMPIRE128X64液晶顯示模塊。該型號顯示器消耗電量比較低，可以滿足系統(tǒng)要求。該類液晶顯示模塊采用動態(tài)的液晶驅(qū)動，可用5V供電。1．AMPIRE128X64液晶模塊引腳說明AMPIRE128X64液晶共有22個引腳，其引腳說明如表43所示： 表43 液晶引腳說明圖管腳名稱管 腳 定 義/CSA片選1/CSB片選2VSS數(shù)字地VDD邏輯電源+5VV0對比度調(diào)節(jié)R/S指令數(shù)據(jù)通道R/W讀寫選擇E使能選擇DB0DB7數(shù)據(jù)線CS1片選1CS2片選2/RES復位信號VEE液晶驅(qū)動電源LED+LED背光正電源LEDLED接地端 表35AMPIRE128X64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Pl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P3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。液晶顯示工作原理介紹 液晶電路圖：1） 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。2） 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。3） 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。4） 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。3. 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AMPIRE128x64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。：漢字顯示和字符顯示的原理差不多，就是一個漢字一般采用圖形方式，事先從微機中用字模軟件提取要顯示的漢字的點陣碼，每個漢字占32B，為為兩部分，各16B。根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)就可以找出顯示RAM的對應地址，送上漢字要顯示的第一字節(jié)，以此類推，最后送完32B，這樣漢字就顯示出來了。系統(tǒng)的液晶顯示字體和字母的顯示就是按照上述的原理顯示的，點陣碼是用字模軟件在相同的設(shè)置區(qū)域找出的。然后把提取的點陣碼放入編寫的LCD軟件程序里 硬件仿真環(huán)境介紹Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：①實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本章介紹Proteus ISIS軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。標進入Proteus ISIS：雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional”，表明進入Proteus ISIS集成環(huán)境。工作界面：Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 本章小結(jié)這一章比較具體的說明了系統(tǒng)硬件設(shè)計的內(nèi)容，通過模塊化的設(shè)計思想，把一個復雜的單片機系統(tǒng)按照功能劃分成一個個單獨的電路模型，分別進行設(shè)計，最后在集成到一起。這種方法對于設(shè)計復雜的單片機系統(tǒng)很有效。大大提高系統(tǒng)設(shè)計的效率與質(zhì)量。（說明：系統(tǒng)硬件設(shè)計的電路原理圖附在論文的附錄里面。）由于我主要負責的是硬件設(shè)計，所以只是簡單的介紹軟件方面的內(nèi)容。下面是軟件設(shè)計。第5章 軟件設(shè)計在硬件設(shè)計完成的基礎(chǔ)上，下面要進行的是系統(tǒng)的軟件設(shè)計。我們根據(jù)硬件設(shè)計的主電路圖，按照模塊化設(shè)計思路設(shè)計系統(tǒng)的軟件部分。本系統(tǒng)軟件設(shè)計可分為五個模塊：主程序模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，按鍵模塊，時鐘模塊，液晶顯示模塊。主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實現(xiàn)快速檢測甲醛裝置的各個功能。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。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讀鍵開始