【文章內(nèi)容簡介】 其中，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生，按圖中電路連接，當(dāng)通過R0的電流在0．5~10 mA時可獲得穩(wěn)定的2．5 V基準(zhǔn)輸出。輸出電壓的具體數(shù)值由運(yùn)算放大器UA確定，采用同相放大器的優(yōu)越性在于其輸入阻抗極大，可很好地將TL431輸出的2．5 V電壓與后級電路隔離，使其不受負(fù)載變化的影響；運(yùn)放與電阻R3和R2組成比例放大環(huán)節(jié)，可對基準(zhǔn)電壓按要求進(jìn)行比例放大輸出，但輸出電壓最大不能超過運(yùn)放的電源電壓。 采集到的信號都會很弱，首先將信號經(jīng)過二階有源濾波電路以后，經(jīng)過3級放大電路，同相和反相放大電路構(gòu)成一級和二級，互相抵消了零度漂移和失調(diào)，后面的差動放大電路構(gòu)成第三極，將差分出入轉(zhuǎn)換為單端輸出。正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)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(jī)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(dāng)ADC0832未工作時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)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[12]。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(yīng)輸入2 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)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(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。鍵盤分為：獨(dú)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+、 、設(shè)置、確認(rèn)4個控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。獨(dú)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(dú)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[14]。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(jìn)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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?；赟TC85C51單片機(jī)具有4KB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(kuò)充存儲器的容量。在應(yīng)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[15]。我們選定了AT24C02存儲器。：三．本章小結(jié)本章主要介紹了硬件設(shè)計的原理及具體外圍電路。二者緊密聯(lián)系，不可分割。我們只有了解了基于單片機(jī)的酒精濃度檢測儀原理之后，我們才可能聯(lián)想設(shè)計出它的原理框圖，從而確定它是由主控芯片、電源輸入部分、鍵盤輸入部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報警部分等組成大的。然后，設(shè)計各個具體部分的電路以實(shí)現(xiàn)其對應(yīng)的功能[16]。最后，將具體的外圍電路和STC89C51單片機(jī)的對應(yīng)引腳連接起來，以完成本設(shè)計第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計對于單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級語言，C語言就是其中的一種。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。程序編寫語言比較常見的有C語言、匯編語言。匯編語言的機(jī)器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。C語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習(xí)慣。還有很多處理器都支持C編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且編寫的模塊程序易于移植?；贑語言和匯編語言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語言編寫方法[17]。軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據(jù)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能寫各個子程序。整個軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。程序編寫包括主程序，液晶顯示程序，存儲程序，AD轉(zhuǎn)換程序和時鐘程序。詳情見附錄一．主程序主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實(shí)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，數(shù)據(jù)存儲。功能子函數(shù)的調(diào)用。首先開啟啟動按鈕，啟動單片機(jī)和顯示器，同時對單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行初始化，緊接著初始化顯示屏，初始化完畢后顯示開機(jī)畫面顯示主菜單，然后對鍵盤的讀入。開始初始化CPU初始LCD屏顯示開機(jī)畫面顯示主菜單讀鍵結(jié)束 主程序流程圖二．A/D轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖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，。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(jìn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移出時轉(zhuǎn)換完成。當(dāng)CS從低變?yōu)楦邥r，ADC0832內(nèi)部所有寄存器清零。如想要進(jìn)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(fù)上面的過程。⑵開始使能芯片輸入通道控制字讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)校正送入指定寄存器結(jié)束圖 三．按鍵程序流程圖⑴按鍵時顯現(xiàn)人機(jī)對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進(jìn)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。⑵按鍵查詢式的流程圖見下圖（）: ,由于P1口具有上拉電阻，所以不在需要加上拉電阻進(jìn)行電壓的放大。開始 結(jié)束圖 四．液晶顯示程序流程圖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。：開始結(jié)束圖 在 LCD1602 液晶上顯示相應(yīng)的讀寫數(shù)據(jù)。在液晶上顯示的格式如下：C02ADDRESS:0X01WR:010READ:010五．本章小結(jié)本章主要介紹了軟件設(shè)計的主程序流程圖、A/D轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖、按鍵程序流程圖。液晶顯示程序流程圖，我們只有充分理解了各個流程圖以后，才能運(yùn)用匯編語言完成本設(shè)計的軟件系統(tǒng)編程。最終，完成此次設(shè)計。第五章 本設(shè)計總結(jié)與展望由于檢測儀向更迅速更快捷發(fā)展，方便攜帶等要求發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械檢測儀或酒精計一般靈敏度和準(zhǔn)確度也比較低或者檢測方法難。工廠企業(yè)到居民家庭，酒精泄露的檢測，食品加工，釀酒等需要監(jiān)控空氣中酒精濃度的場合監(jiān)控以及對酒后駕車的檢測，對居民的人身和財產(chǎn)安全都十分重要且必不可少的，現(xiàn)如今，由于人們安全意識增強(qiáng)，對環(huán)境安全性和生活適性 要求提高。人們對檢測的精度高，準(zhǔn)確度高，攜帶方便等等要求。再加上氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向的發(fā)展，單片機(jī)具有受集成限制，片內(nèi)儲存量較小，可靠性好，擴(kuò)展簡單，控制功能強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，基于單片機(jī)的酒精濃度檢測儀的研究和開發(fā)生產(chǎn)具有十分廣泛的現(xiàn)實(shí)市場和潛在的市場需求。針對目前的現(xiàn)狀，該系統(tǒng)設(shè)計遵守體積小，質(zhì)量輕，性價比高的原則[19]。便攜式酒精濃度檢測儀的設(shè)計主要分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。根據(jù)設(shè)計前對該系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)功能的要求，綜合考慮我們采用STC89C51單片機(jī)為控制核心。首先要了解系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能；其次根據(jù)功能去選擇相應(yīng)的硬件資源；再次將一個大的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化劃分，然后逐一去攻破。最后把所有模塊進(jìn)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[20]。軟件是用C語言相編寫的，具有很好的編寫語言的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的可控性、模塊化和移植性。編寫的思路就是模塊化的思想，將系統(tǒng)的各個功能進(jìn)行劃分，然后對各個模塊進(jìn)行設(shè)計。本系統(tǒng)的主要模塊為傳感檢測、A/D轉(zhuǎn)換、液晶顯示和時鐘設(shè)置。此本設(shè)計采用傳感器檢測酒精濃度時輸出的模擬信號，經(jīng)AD0832轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)，從而從液晶顯示上顯示出來。通過對本次畢業(yè)設(shè)計[23]，我學(xué)習(xí)了很多在大學(xué)遺漏的知識，讓我在以后的工作中，更加的得心應(yīng)手。參考文獻(xiàn)[1]　[M] . 北京:北京航空航天大學(xué)出版[2] 鄭義, 和TLC1543 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].電子世界,2004[3] .[4] ．《液晶顯示應(yīng)用技術(shù)》 北京：電子工業(yè)出版社，2000．[5] ，2004.[6] 。北京：國防工業(yè)出版社，2001.[7] 北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司．內(nèi)藏KS0108B/HD61202控制器圖形液晶顯示模塊使用手冊．[8] 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004. [9] 華成英. 童詩白. 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版》 北京: 高等教育出版社, 2004. [10] 。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002[11] 。北京：機(jī)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(xué)出版社，2005.[13] ，南京：東南大學(xué)出版社，2000.[14] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.[15] .《單片機(jī)高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計》〔M〕.北京工業(yè)出版社，1999.[16] 馬忠梅等.《單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計》 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1997. [17] [M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[18] 的單片機(jī)多路采樣監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].儀器儀表與分析監(jiān)測，2007.[19] Italian Conference on Sensors and MicrosystemsDi Natale, C. Proceedings of the 7th Italian Conference :sensors and microsystems : Bologna, Italy, 46 February 2002 [M]. Singapore 。River Edge, . :World Scientific,c2002. [20] Power Integrations TOPSwitchHX Product Application Guide[J]．2007，05，02．[21]. LanJiChang C51 pletely study manual microcontroller [M].beijing: chemical industry press, 2009. [22] some fai, singlechip microputer principle and application, chemical industry press, 2010,8 [23] Italian Conference on Sensors and MicrosystemsDi Natale, C. Proceedings of the 7th Italian Conference :sensors and microsystems : Bologna, Italy, 46 February 2002 [M]. Singapore 。River Edge, . :World Scientific,c2002.致 謝我的這篇畢業(yè)論文的完成，我首先要向在論文寫作中給予我悉心關(guān)懷、,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度,執(zhí)著忘我的工作作風(fēng),獨(dú)樹一幟的思維方式,使學(xué)生受益匪淺,。她無論是資料整理還是在論文的撰寫等各個方面都給予了大量的指導(dǎo)和幫助，令我不但完成了論文，也學(xué)到了許多