【文章內容簡介】 /W 讀 /寫選擇 13 D6 數據 6 E 使能信號 14 D7 數據 7 D0 數據 15 BLA 背光源正極 8 D1 數據 16 BLK 背光源負極 圖 10 LCD1602 正面圖 圖 11 LCD1602 反面圖 10 LCD1602 液晶顯示模塊與計算機的接口電路有兩種方式。分為直接訪問方式和間接控制方式。 本次設計 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 地址映射及標準字庫表 液晶顯示模塊是一個慢的顯示。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 的內部顯示地址 [7]。 圖 13 1602 的內部顯示地址 [7] 11 報警電路的選擇 圖 14 報警電路接線圖 在有單片機作為主控芯片的系統(tǒng)中 ， 通常工作狀態(tài)可以用數碼管、 LED 指示燈、LCD 液晶顯示屏來顯示，操作人員可以讀取它們上面的內容進而了解系統(tǒng)是否工作在良好的狀態(tài)，如有問題可對系統(tǒng)進行調試。但是萬一出現十分緊急的情況，就拿一氧化碳濃度濃度檢測來說吧，冬季北方農村的煤氣中毒大多是晚上發(fā)生，如果報警只有 LED 燈亮對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信號立刻引起人們的注意 ，以便于人們采取及時有效的措施防止危險的發(fā)生。通常 報警信號有 以下 三種類型：一是閃光報警， 一段有規(guī)律的燈光的閃動，很容易讓人的眼球捕捉到； 二是鳴音報警， 當遇到緊急情況時，有一段提前設定好的聲音發(fā)出來，刺激人的聽覺器官，這個很符合本次設計的理念 ；三是語音報警， 這個不但能夠起到報警作用而且能夠提供人們更加詳細的關于緊急情況的信息，但是它的也暴露出它的缺點：硬件成本高、結構復雜導致整個系統(tǒng)的預算提高；而前兩種報警電路因為硬件電路和軟件編程簡單，被喜歡用單片機的經常使用，出現在各種各樣的單片機系統(tǒng)的中。 4 硬件設計 主電路圖 。 硬件電路圖說明 由 AT89C52 組成單片機的最小系統(tǒng)，三個獨立式按鍵 3 分別為設置鍵、加、減，通過改變 電位器 RV1 的值，就可以改變輸入到 ADC0832 的 模擬 信號，經過 ADC0832 轉化為數字信號，最后送至 AT89C52 處理就可以在 LCD1602 上顯示出檢測值，如果超過設定上限值，單片機驅動蜂鳴器報警，同時紅色 LED 燈亮。如果未達到設定值，綠色 LED 亮。 圖 15 和圖 16 分別為硬件設計原理圖和 PCB 原理圖。 12 圖 15 硬件設計主電路圖 圖 16 PCB 電路圖 13 5 軟件設計 軟件設計結構 通過對硬件模塊的分析我們可以得出軟件部分應該有：（ 1）主程序和子程序的開發(fā)；（ 2）硬件的每個模塊對應的程序開發(fā)；（ 3）將程序植入單片機后與硬件結合調試。 主要功能模塊有：單片機驅動程序，檢測，液晶顯示，鍵盤，軟 件開關模塊 。見圖 17。 圖 17 軟件結構框圖 主程序模塊的設計 主程序 要 實現的功能： 協(xié)調好每個模塊，讓每個模塊實現其應有的功能，具體點來講就是周圍環(huán)境中的煤氣濃度的檢測以及濃度的數值在顯示屏上表示出來。 見圖 18。 圖 18 主程序框圖 模數轉換的設計 14 （ 1）模數轉換的功能簡而言之就是把傳感器送過來的模擬信號變成數字信號交給單片機即可。 ADC0832 轉換的流程圖見圖 19。 圖 18 模數轉換流程圖 按鍵模塊的設計 （ 1） 一種人機對話控制按鈕的出現，通過按鈕操作，發(fā)送操作指令到系統(tǒng)中，并通過單片機的串口通信，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 液晶顯示模塊的設計 （ 1） 在這個系統(tǒng)中液晶顯示模塊主要是顯示和播放顯示界面的 數 字，控制效果。采用直接存取法。液晶顯示操作流程如圖 21。 15 圖 21 液晶顯示的操作流程圖 6 系統(tǒng)仿真與實際電路焊接、調試 ProteusISIS 因為其強大的功能，能夠在計算機上進行電路的仿真、分析。 軟件仿真 在硬件和軟件的設計這個步驟完成后，接下來就是在 ProteusISIS 進行多次仿真，通過改變 RV1 滑動變阻器的值，可以改變 MQ2 傳感器的檢測信號，通過 2號按鍵和 3 號按鍵我們可以對設置的上限值進行加、減。在軟件設計時，我們默認濃度上限初始值為 50ppm，以下為仿真的結果： （ 1）我們設置一氧化碳濃度的上限值為 20 ppm. 如圖 22 開機狀態(tài) ，圖 23為測試狀態(tài) 。 圖 22 開機狀態(tài) 圖 23 為測試狀態(tài) 16 （ 2）我們設置一氧化碳濃度的上限值為 40 ppm. 如圖 24 開機狀態(tài) ，圖 25為測試狀態(tài) 。 圖 24 開機狀態(tài) 圖 25 為測試狀態(tài) （ 3）我們設置 一氧化碳濃度的上限值為 50 ppm. 如圖 26 開機狀態(tài) ，圖 228 為測試狀態(tài) 。 圖 26 開機狀態(tài) 圖 27 未報警狀態(tài) 17 圖 28 報警狀態(tài) 硬件電路的焊接、實驗 。 在軟件仿真達到的設計要求后，進行實際電路的焊接、調試，檢驗軟件的仿真的效果，在實際情況下能否達到要求。通過按鍵可以設置報警閥值。當測量值超過報警閥值時，蜂鳴器鳴叫，紅色 led 燈亮，供電方式：電池盒供電 4 節(jié) 5號干電池。圖 29 為單片機外圍實物圖。圖 30 為整體圖。 圖 29 單片機外圍實物圖 圖 30 整體圖 按鍵操作說明：從左到右分別是： 1 號設置鍵、 2 號加鍵、 3 號減鍵。按下設置鍵可以調節(jié)報警值，系統(tǒng)默認值為 50ppm，在調節(jié)好報警值時按下 2 號鍵報警值加 1，按下三號鍵報警值減 1，再次按下設置鍵，即可進行檢測。 在實際電路的焊接的時候，選用的傳感器為 MQ2 可燃氣體檢測傳感器，它對一氧化碳等可燃氣體的靈敏度很高，由于純凈一氧化碳必須到化學實驗室制備，需要老師的引薦。所以在剛焊接完成的時候，通過普通打火機里面的丁烷進行檢測，經過多次檢測，均能夠達到預期設定值，為了能夠驗證在一 氧化碳環(huán)境也能夠達到，我通過老師的幫助，在化學實驗室制備了一瓶一氧化碳完成了最后的驗 18 證。 （ 1） 我們設置一氧化碳濃度的上限值為 20 ppm. 如圖 31 開機狀態(tài) ，圖32 為測試狀態(tài)。 圖 31 開機狀態(tài) 圖 32 為測試狀態(tài) （ 2）我們設置 一氧化碳 濃度的上限值為 40 ppm. 如圖 33 為開機狀態(tài) ，圖34 為測試狀態(tài)。 圖 33 開機狀態(tài) 19 圖 34 為測試狀態(tài) （ 3）我們設置 一氧化碳 濃度的上限值為 50 ppm. 如圖 35 為開機狀態(tài) ，圖 35 為測試狀態(tài)。 圖 35 開機 狀態(tài) 圖 36 測試狀態(tài) 調試總結 （ 1）硬件的焊接、調試 在對方案有一點點了解的時候，以為這個設計非常簡單，由于沒有在ProteusISIS 仿真也不知道電路是否可行就匆忙的進行實際的硬件電路的焊接，自己在平時焊接電路的機會也少，因此在把電路圖轉化實際的東西時，出現了很多問題，比如：液晶不顯示，電源指示燈不亮，傳感器檢測不到信號等，通過查電路發(fā)現液晶數據引腳短路，電源指示燈正負極接反，傳感器短路，單片機沒有接上拉電阻、沒有總的控制開關、電源線的位置焊接錯誤等電路問題。 最后第一塊板子就被報廢了。 有了前車之鑒，我認認真真的在 ProteusISIS 把方案進行了仿真，在仿真的時候發(fā)現了方案的一些問題