【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LCD1602液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。本次設(shè)計(jì)采用間接控制方式。液晶顯示電路連接原理圖見圖12： 圖12液晶顯示電路連接原理圖（2）1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表液晶顯示模塊是一個(gè)慢的顯示。顯示所要顯示的漢字字符輸入的地址，也就是告訴那里的字符顯示模塊。圖13是1602的內(nèi)部顯示地址[7]。 圖13 1602的內(nèi)部顯示地址[7]32圖14 報(bào)警電路接線圖在有單片機(jī)作為主控芯片的系統(tǒng)中，通常工作狀態(tài)可以用數(shù)碼管、LED指示燈、LCD液晶顯示屏來(lái)顯示，操作人員可以讀取它們上面的內(nèi)容進(jìn)而了解系統(tǒng)是否工作在良好的狀態(tài)，如有問(wèn)題可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。但是萬(wàn)一出現(xiàn)十分緊急的情況，就拿一氧化碳濃度濃度檢測(cè)來(lái)說(shuō)吧，冬季北方農(nóng)村的煤氣中毒大多是晚上發(fā)生，如果報(bào)警只有LED燈亮對(duì)于晚上熟睡中的人的提醒是沒有效果的，所以遇到緊急情況必須有警報(bào)信號(hào)立刻引起人們的注意，以便于人們采取及時(shí)有效的措施防止危險(xiǎn)的發(fā)生。通常報(bào)警信號(hào)有以下三種類型：一是閃光報(bào)警，一段有規(guī)律的燈光的閃動(dòng)，很容易讓人的眼球捕捉到；二是鳴音報(bào)警，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，有一段提前設(shè)定好的聲音發(fā)出來(lái)，刺激人的聽覺器官，這個(gè)很符合本次設(shè)計(jì)的理念；三是語(yǔ)音報(bào)警，這個(gè)不但能夠起到報(bào)警作用而且能夠提供人們更加詳細(xì)的關(guān)于緊急情況的信息，但是它的也暴露出它的缺點(diǎn)：硬件成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)算提高；而前兩種報(bào)警電路因?yàn)橛布娐泛蛙浖幊毯?jiǎn)單，被喜歡用單片機(jī)的經(jīng)常使用，出現(xiàn)在各種各樣的單片機(jī)系統(tǒng)的中。4 硬件設(shè)計(jì)主電路圖。 由AT89C52組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)，三個(gè)獨(dú)立式按鍵3分別為設(shè)置鍵、加、減，通過(guò)改變電位器RV1的值，就可以改變輸入到ADC0832的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)ADC0832轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后送至AT89C52處理就可以在LCD1602上顯示出檢測(cè)值，如果超過(guò)設(shè)定上限值，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)紅色LED燈亮。如果未達(dá)到設(shè)定值，綠色LED亮。圖15和圖16分別為硬件設(shè)計(jì)原理圖和PCB原理圖。圖15硬件設(shè)計(jì)主電路圖 圖16 PCB電路圖5軟件設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)硬件模塊的分析我們可以得出軟件部分應(yīng)該有：（1）主程序和子程序的開發(fā)；（2）硬件的每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的程序開發(fā)；（3）將程序植入單片機(jī)后與硬件結(jié)合調(diào)試。主要功能模塊有：?jiǎn)纹瑱C(jī)驅(qū)動(dòng)程序，檢測(cè)，液晶顯示，鍵盤，軟件開關(guān)模塊。見圖17。 圖17 軟件結(jié)構(gòu)框圖主程序要實(shí)現(xiàn)的功能：協(xié)調(diào)好每個(gè)模塊，讓每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能，具體點(diǎn)來(lái)講就是周圍環(huán)境中的煤氣濃度的檢測(cè)以及濃度的數(shù)值在顯示屏上表示出來(lái)。見圖18。 圖18 主程序框圖 （1）模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能簡(jiǎn)而言之就是把傳感器送過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)交給單片機(jī)即可。ADC0832轉(zhuǎn)換的流程圖見圖19。 圖18模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖（1）一種人機(jī)對(duì)話控制按鈕的出現(xiàn)，通過(guò)按鈕操作，發(fā)送操作指令到系統(tǒng)中，并通過(guò)單片機(jī)的串口通信，并顯示在LCD上。按鍵查詢式的流程圖見圖20： 圖20 按鍵查詢式的流程圖（1） 在這個(gè)系統(tǒng)中液晶顯示模塊主要是顯示和播放顯示界面的數(shù)字，控制效果。采用直接存取法。液晶顯示操作流程如圖21。 圖21 液晶顯示的操作流程圖6 系統(tǒng)仿真與實(shí)際電路焊接、調(diào)試 ProteusISIS因?yàn)槠鋸?qiáng)大的功能，能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電路的仿真、分析。 軟件仿真在硬件和軟件的設(shè)計(jì)這個(gè)步驟完成后，接下來(lái)就是在ProteusISIS進(jìn)行多次仿真，通過(guò)改變RV1滑動(dòng)變阻器的值，可以改變MQ2傳感器的檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)2號(hào)按鍵和3號(hào)按鍵我們可以對(duì)設(shè)置的上限值進(jìn)行加、減。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，我們默認(rèn)濃度上限初始值為50ppm，以下為仿真的結(jié)果：（1）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 20 ppm. 如圖 22開機(jī)狀態(tài) ，圖23為測(cè)試狀態(tài)。 圖22 開機(jī)狀態(tài) 圖23為測(cè)試狀態(tài)（2）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 40 ppm. 如圖 24開機(jī)狀態(tài) ，圖25為測(cè)試狀態(tài)。 圖 24開機(jī)狀態(tài) 圖25為測(cè)試狀態(tài)（3）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 50 ppm. 如圖 26開機(jī)狀態(tài) ，圖228為測(cè)試狀態(tài)。 圖26開機(jī)狀態(tài) 圖27 未報(bào)警狀態(tài) 圖28 報(bào)警狀態(tài) 硬件電路的焊接、實(shí)驗(yàn)。 在軟件仿真達(dá)到的設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行實(shí)際電路的焊接、調(diào)試，檢驗(yàn)軟件的仿真的效果，在實(shí)際情況下能否達(dá)到要求。通過(guò)按鍵可以設(shè)置報(bào)警閥值。當(dāng)測(cè)量值超過(guò)報(bào)警閥值時(shí)，蜂鳴器鳴叫，紅色led燈亮，供電方式：電池盒供電 5號(hào)干電池。圖29 為單片機(jī)外圍實(shí)物圖。圖30為整體圖。圖29 單片機(jī)外圍實(shí)物圖圖30 整體圖按鍵操作說(shuō)明：從左到右分別是：1號(hào)設(shè)置鍵、2號(hào)加鍵、3號(hào)減鍵。按下設(shè)置鍵可以調(diào)節(jié)報(bào)警值，系統(tǒng)默認(rèn)值為50ppm，在調(diào)節(jié)好報(bào)警值時(shí)按下2號(hào)鍵報(bào)警值加1，按下三號(hào)鍵報(bào)警值減1，再次按下設(shè)置鍵，即可進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際電路的焊接的時(shí)候，選用的傳感器為MQ2可燃?xì)怏w檢測(cè)傳感器，它對(duì)一氧化碳等可燃?xì)怏w的靈敏度很高，由于純凈一氧化碳必須到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制備，需要老師的引薦。所以在剛焊接完成的時(shí)候，通過(guò)普通打火機(jī)里面的丁烷進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)，均能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)定值，為了能夠驗(yàn)證在一氧化碳環(huán)境也能夠達(dá)到，我通過(guò)老師的幫助，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制備了一瓶一氧化碳完成了最后的驗(yàn)證。 （1）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 20 ppm. 如圖 31開機(jī)狀態(tài) ，圖32為測(cè)試狀態(tài)。圖31開機(jī)狀態(tài) 圖32為測(cè)試狀態(tài)（2）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 40 ppm. 如圖33為開機(jī)狀態(tài) ，圖34為測(cè)試狀態(tài)。圖33開機(jī)狀態(tài) 圖34為測(cè)試狀態(tài)（3）我們?cè)O(shè)置一氧化碳濃度的上限值為 50 ppm. 如圖 35為開機(jī)狀態(tài) ，圖35為測(cè)試狀態(tài)。 圖 35開機(jī)狀態(tài) 圖36測(cè)試狀態(tài) 調(diào)試總結(jié) （1）硬件的焊接、調(diào)試 在對(duì)方案有一點(diǎn)點(diǎn)了解的時(shí)候，以為這個(gè)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，由于沒有在ProteusISIS仿真也不知道電路是否可行就匆忙的進(jìn)行實(shí)際的硬件電路的焊接，自己在平時(shí)焊接電路的機(jī)會(huì)也少，因此在把電路圖轉(zhuǎn)化實(shí)際的東西時(shí)，出現(xiàn)了很多問(wèn)題，比如：液晶不顯示，電源指示燈不亮，傳感器檢測(cè)不到信號(hào)等，通過(guò)查電路發(fā)現(xiàn)液晶數(shù)據(jù)引腳短路，電源指示燈正負(fù)極接反，傳感器短路，單片機(jī)沒有接上拉電阻、沒有總的控制開關(guān)、電源線的位置焊接錯(cuò)誤等電路問(wèn)題。最后第一塊板子就被報(bào)廢了。 有了前車之鑒，我認(rèn)認(rèn)真真的在ProteusISIS把方案進(jìn)行了仿真，在仿真的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了方案的一些問(wèn)題，我在構(gòu)思大致的方案的時(shí)候，由于對(duì)ADC0832和AT89C52的連接還不是很了解，所以將兩者的連接畫錯(cuò)了，后來(lái)分析出第一塊板子報(bào)廢的真正原因是因?yàn)檫@個(gè)錯(cuò)誤。因此導(dǎo)致在ProteusISIS 上面仿真的時(shí)候，不管怎樣移動(dòng)RV1滑動(dòng)變阻器，LCD1602上面的檢測(cè)數(shù)值一直沒有變化，我開始重新檢查自己的方案，讓每個(gè)模塊單獨(dú)運(yùn)行，最后發(fā)現(xiàn)了解決錯(cuò)誤的方法。 在第二次重新焊接電路的時(shí)候，我請(qǐng)教了老師，同學(xué)在實(shí)際電路的焊接的時(shí)候該注意什么，在同學(xué)的幫助下，經(jīng)過(guò)一天時(shí)間的努