【文章內(nèi)容簡介】 0C51單片機的接口電路如圖10所示。，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片寫入數(shù)據(jù)的寫信號。，作為單片機讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀信號。，用于單片機對模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的查詢，為單片機讀取數(shù)據(jù)作準備。單片機的ALE端口接到D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端CK，D觸發(fā)器的反相輸出端與觸發(fā)信號輸入端用導線相連，D觸發(fā)器的清零和復位端為低電平有效，分別接高電平，D觸發(fā)器的正向輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的CLK端子用導線相連接，為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片提供正常的時鐘信號。把模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的A2﹑A1﹑A0端分別用導線連接到地址鎖存器的低三位，用于選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的通道。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的IN0端子用導線與信號采樣部分的負載電阻端相連，作為要模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入端。－﹑D1﹑D2﹑D3﹑D4﹑D5﹑D6﹑D7端，用于讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。－，用于鎖存選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換通道的地址。圖10 ADC0809與單片機80C51接口電路 發(fā)光二極管顯示報警電路發(fā)光二極管集成驅(qū)動芯片LM3914的管腳圖如圖11所示。其內(nèi)部的緩沖放大器最大限度的提高了該集成電路的輸入電阻（5腳），電壓輸入信號經(jīng)過緩沖器（增益為零）同時送到10個電壓比較器的異相（）輸入端。10個電壓比較器的同相輸入（+）端分別接到10個等值電阻（1KΩ）串聯(lián)回路的10個分壓端。為了驅(qū)動LED1發(fā)光，集成電路LM3914的1腳輸出應該為低電平，因此要求電壓比較器異相（）。同理，要使LED2發(fā)光，*2=；要使LED10發(fā)光，*10=。LM3914的9腳為點，條方式選擇端，當9腳與11腳相接為點狀顯示；當9腳與3腳相接，則為條狀顯示。本系統(tǒng)采用條狀顯示方式，即將引腳9和引腳3都接到電源的正極。圖11 LM3914管腳圖如圖12所示，LM3914的3和9引腳接電源正極，使發(fā)光二極管成柱狀顯示，7和8引腳接一個2K的電阻，控制發(fā)光二極管的亮度，5引腳為采樣信號的輸入端，10到18引腳和1引腳分別接發(fā)光二極管的負極端，4和2引腳與發(fā)光二極管的正極間接一個10μF的電容，作為發(fā)光二極管的虛電源，驅(qū)動要反光的二極管點亮。當檢測到酒精氣味時，氣敏傳感器的AB間電阻變小，LM3914的5端電位升高，通過比較放大，驅(qū)動發(fā)光二極管依次發(fā)光，從而區(qū)分出酒精含量的高低，直觀的看出所測的酒精濃度達到了哪個水平值，起到報警的作用。輸入靈敏度可以通過負載電阻的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，即對地電阻調(diào)小時靈敏度下降；反之，靈敏度增加。改變7腳與8腳之間電阻的阻值可以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的顯示亮度，當阻值增加亮度減弱，反之加強。圖12 發(fā)光二極管顯示 數(shù)碼管顯示電路發(fā)光二極管一般是砷化鎵半導體二極管，在發(fā)放光二極管兩端加上正向電壓，則發(fā)光二極管發(fā)光。數(shù)碼管是由若干發(fā)光二極管組合而成的，有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)形。8段共陰數(shù)碼管由a﹑b﹑c﹑d﹑e﹑f﹑g、dg這8個發(fā)光二極管組成。把8個發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成共陰極端，接進電路時，共陰極端接地，給要發(fā)光顯示的二極管的陽極端接高電平可使該發(fā)光二極管導通點亮。如圖13所示。圖13 8段共陰數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖用單片機驅(qū)動數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就可以驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新的數(shù)據(jù)就可以了。靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用CPU時間少。動態(tài)顯示需要時刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時間多。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU 時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。設計選用3個單位8段共陰數(shù)碼管來顯示輸出的數(shù)據(jù)，因為電路硬件相對較簡單，所以選擇靜態(tài)顯示方法。選用3個移位寄存器74LS164驅(qū)動數(shù)碼管發(fā)光點亮。電路連接如圖14所示。移位寄存器在電路中一是驅(qū)動數(shù)碼管點亮，二是對輸入的串行數(shù)據(jù)并行輸出，起到串并轉(zhuǎn)換的作用。移位寄存器74LS164串行數(shù)據(jù)輸入端與前一位的并行輸出最高位相連。，該引腳與三個移位寄存器的時鐘輸入端CLK相連。因為每位數(shù)據(jù)串行輸出先輸出的是低位，所以數(shù)碼管引腳a、b、c、d、e、f、g、dg應順序與對應位的移位寄存器并行輸出端的QQQQQQQQ0連接。圖14 數(shù)碼管顯示電路 系統(tǒng)整體電路圖信號采樣模塊電路的輸出接到發(fā)光二極管顯示LM3914的輸入端，同時也將采樣信號輸出端接至A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端，再加上單片機最小系統(tǒng)電路、單片機與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的連接和單片機與數(shù)碼管顯示的連接，即可作出它的整體電路圖，如圖15所示。圖15 整體電路圖系統(tǒng)軟件設計3 系統(tǒng)軟件設計 開發(fā)環(huán)境選用的開發(fā)平臺為WAVE6000單片機集成開發(fā)環(huán)境，只需在PC機上安裝WAVE6000軟件，然后在WAVE6000軟件代碼編輯器編輯程序代碼，經(jīng)匯編，修改，產(chǎn)生代碼，, 初始化器件后。對于8051系列單片機，現(xiàn)有四種語言支持，即匯編、PL/M、C和BASIC。本設計軟件編程部分選用匯編語言來寫程序代碼。3. 2 程序流程當檢測到酒精氣味時，氣體傳感器MQ3兩個電極端AB間電阻將變小，對應與氣體傳感器負載電阻的分壓將變大。因為ADC0809的模擬輸入端IN0與負載電阻的一端用導線連在了一起。所以單片機在啟動測試模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片之前要選擇通道0，寫入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，然后啟動對通道IN0端輸入的采集電壓信號作模數(shù)轉(zhuǎn)換，等待轉(zhuǎn)換的結(jié)束。利用單片機豐富的I/O口可以采用查詢方式來檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，，可以開始讀取數(shù)據(jù)了。單片機通過I/O口與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)輸出口相連讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。讀取后的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存儲器單元中，經(jīng)過單片機作相應的處理，即要將該電壓值轉(zhuǎn)換為酒精濃度值，然后處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三位十進制BCD碼用數(shù)碼管顯示。程序流程圖如圖16所示。單片機選擇A/D通道地址A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束？=1?數(shù)碼管顯示NY單片機初始化開始單片機讀取數(shù)據(jù)并作處理圖16 程序流程圖 程序代碼編寫系統(tǒng)電源線接通或者系統(tǒng)復位后，程序從主程序入口進入運行。因為在程序中每次對模數(shù)轉(zhuǎn)換后讀取的數(shù)據(jù)，需要相應的存儲空間，同時對讀取的數(shù)據(jù)作適當處理后也要送到特定的存儲空間存儲起來，以供后面的數(shù)碼管顯示用。當然，在程序運行的過程當中，還要用到工作寄存器，因為工作寄存器都是臨時存儲數(shù)據(jù)，不需要保存作為以后處理要用到的數(shù)據(jù)，所以工作寄存器的初始化這部分可以省去。于是，對于程序的初始化程序代碼可以相應寫出[13]。START:MOV R7,60HMOV R0,20HCLR ALOOP:MOV @R0,AINC R0DJNZ R7,LOOP初始化程序從數(shù)據(jù)存儲器地址為20H單元開始，到80H單元全部清零。即每次的初始化將上次存儲的數(shù)據(jù)全部清除，用于存放當前要存儲的數(shù)據(jù)。對模擬電壓信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809加單片機80C51控制來完成。模擬電壓的輸入端接在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的IN0通道，再根據(jù)單片機與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的連接，單片機在選擇讀寫地址時應該為7FF8H。所以單片機在將地址7FF8H寫入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片后，一方面模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片鎖存地址選擇線的狀態(tài)，從而選通相應的模擬通道，同時啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換需要一定的時間，這時可以開始對轉(zhuǎn)換是否結(jié)束進行不斷的查詢。ADC0809中模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出標志位是EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平有效。最后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)讀取到單片機累加器A中。根據(jù)這思路可以寫出模數(shù)轉(zhuǎn)換的子程序代碼。TEST:MOV DPTR,7FF8H SETB MOVX @DPTR,A JB ,$ MOVX A,@DPTR RET把轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字電壓值讀取到單片機后，因為，實際的電壓值范圍在0～+5V之間，而ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對應的是8位精度的處理，即從00000000B到11111111B，所以單片機還要對它作個除51的處理工作。而在處理過程中對于有些數(shù)據(jù)的處理，可能要碰到雙字節(jié)相除的情況。為此，在第一位單字節(jié)除51后，接下來的小數(shù)部分位的除51則要作雙字節(jié)的除法，這樣才能保證使所有位能顯示出來。如果所有位都當單字節(jié)除法來運算的話，對于有些要作雙字節(jié)除法的位上的數(shù)字則無法顯示，而能是顯示0。相除后對應的每一位分別送到地址為7DH，7EH，7FH的存儲單元保存，以供顯示或后續(xù)處理用。思路明確后，實際電壓值轉(zhuǎn)換部分程序可以寫出來。MOV B,51DIV ABMOV 7DH,AMOV A,BMOV B,10MUL ABMOV R6,AMOV R7,BACALL DIV16 MOV 7EH,R6MOV A,R2MOV B,10MUL ABMOV R6,AMOV R7,BACALL DIV16MOV 7FH,R6經(jīng)過處理后實際采樣到的電壓值對應的各個位就分別存儲在7DH，7EH，7FH三個存儲單元里面了。模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字電壓量被單片機讀取后還要作一定的數(shù)據(jù)處理，其中包括把電壓值轉(zhuǎn)換為與之相對應的酒精濃度值，根據(jù)總體設計思路，對電壓值都近似作對應區(qū)間的線性轉(zhuǎn)換。即首先，單片機要對采集到的數(shù)據(jù)在哪個區(qū)間作個判斷跳轉(zhuǎn)，然后再根據(jù)該區(qū)間的線性關系作轉(zhuǎn)換，得到對應的酒精濃度值。根據(jù)酒精濃度與電壓的線性映射關系，如表3所示，可以寫出該部分的程序代碼MOV B,100MUL ABMOV R6,AMOV R7,BMOV R5,0MOV R4,51ACALL DIV16MOV 70H,R6MOV 71H,R7MOV A,71HJNZ L5L1:MOV 72H,75CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L2ACALL PP0AJMP PPL2:MOV 72H,145CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L3ACALL PP1AJMP PPL3:MOV 72H,173CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L4ACALL PP2AJMP PPL4:MOV 72H,233CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L5ACALL PP3AJMP PPL5:MOV 72H,18CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L6ACALL PP4AJMP PPL6:MOV 72H,64CLR CMOV A,70HSUBB A,72HJNC L7A