【文章內容簡介】 在液晶屏上顯示可燃氣體傳感器檢測結果轉換的電壓值，并設定閾值，超過閾值后報警。對所設計的硬件系統(tǒng)運用匯編語言完成全部軟件系統(tǒng)設計及調試。實驗內容用打火機靠近可燃氣體傳感器并噴射少量氣體，AD0809采樣輸出電壓值并顯示。并改進程序，使在液晶屏上顯示可燃氣體傳感器檢測結果轉換的電壓值。設定閾值，超過閾值后報警。對所設計的硬件系統(tǒng)運用匯編語言完成全部軟件系統(tǒng)設計及調試。實驗設備 ELMUTIII實驗箱 8086CPU板 霍爾、氣體傳感器模塊 交叉串口線 ELABAUDIOISD1700實驗原理微處理器：8086時鐘頻率：6MHz存儲器6264 系統(tǒng)RAM，地址范圍 0～3FFFH，奇地址有效 6264 系統(tǒng)RAM，地址范圍0～3FFFH，偶地址有效 27C64 系統(tǒng)ROM，地址范圍 FFFFF～FC000H，奇地址有效 27C256 系統(tǒng)ROM，地址范圍 FFFFF～FC000H，偶地址有效系統(tǒng)資源分配本系統(tǒng)采用可編程邏輯器件（CPLD）EPM7128 做地址的編譯碼工作，可通過芯片的JTAG 接口與PC機相連，對芯片進行編程。此單元也分兩部分：一部分為系統(tǒng)CPLD，完成系統(tǒng)器件，如監(jiān)控程序存儲器、用戶程序存儲器、數據存儲 器、系統(tǒng)顯示控制器、系統(tǒng)串行通訊控制器等的地址譯碼功能，同時也由部分地址單元經譯碼后輸出（插孔CS0—CS5）給用戶使用，其地址固定，用戶不可改變。另一部分為用戶CPLD，它完全對用戶開放，用戶可在一定的地址范圍內，進行編譯碼，輸出為插孔LCS0—LCS7，注意，用戶的地址不能與系統(tǒng)相沖突，否則將導致錯誤。1）地址分配CS0 片選信號，地址04A0～04AF 偶地址有效 CS1 片選信號，地址04B0～04BF 偶地址有效 CS2 片選信號，地址04C0～04CF 偶地址有效 CS3 片選信號，地址04D0～04DF 偶地址有效 CS4 片選信號，地址04E0～04EF 偶地址有效 CS5 片選信號，地址04F0～04FF 偶地址有效 CS6 片選信號，地址0000～01FF 偶地址有效 CS7 片選信號，地址0200～03FF 偶地址有效 8250 片選地址：0480~048F，偶地址有效 8279 片選地址：0490～049F，偶地址有效 2）硬件實驗說明所有實驗程序的起始地址為01100H，CS=0100H，IP=0100H，代碼段、數據段、堆棧段在同一個64K的地址空間中。ELMUTIII 型微機教學實驗系統(tǒng)由電源、系統(tǒng)板、CPU 板、可擴展的實驗模板、微機串口通訊線、JTAG通訊線及通用連接線組成。圖1 系統(tǒng)板結構 一片。：8250 芯片一個，系統(tǒng)與主機通訊用，用戶不可用。單片機的串行口，可供用戶使用。、LED 顯示芯片8279 一片，其地址已被系統(tǒng)固定為CFE8H、CFE9H。硬件系統(tǒng)要求編碼掃描顯示。 數碼管顯示。 A/D 轉換芯片一片，其地址、通道1—8 輸入對用戶開放。 D/A 轉換芯片一片，其地址對用戶開放，模擬輸出可調 位簡單輸入接口74LS244 一個，8 位簡單輸出接口74LS273 一個，其地址對用戶開放。 個邏輯電平開關，8 個發(fā)光二極管顯示電路。、負脈沖的單脈沖發(fā)生器、負脈沖的脈沖發(fā)生器， 進行1 分頻（CLK0）、二分頻（CLK1）、四分頻(CLK2)、八分頻(CLK3)、十六分頻（CLK4）輸出方波?！?V 連續(xù)可調模擬量輸出（AN0）。 一個，其地址、三個定時器的門控輸入、控制輸出均對用戶開放。 一個，其中斷IRQ 輸入、控制輸出均對用戶開放。，最多可擴展2 塊應用實驗板。，一塊被系統(tǒng)占用。另一塊供用戶實驗用。兩塊器件皆可通過JTAG接口在線編程。使用十分方便。：配有PC 機電源插座，可與PC 電源直接接駁。另還配有外接開關電源，提供所需的+5V，177。12V，其輸入為220V 的交流電。MQ—K1可燃氣體傳感器主要用于檢測空氣中CO、CHH2等可燃氣體的濃度，其原理為傳感器的內部阻抗隨可燃氣體的濃度而變化。MQ—K1的測量范圍為100—10000PPM（PPM為體積比例，表示百萬分之一），工作環(huán)境的溫度：10℃~45℃，濕度≤95％。其引腳及電學參數如下： 可燃氣體傳感器的工作原理見模塊說明，其測量電路如下圖所示：圖2 可燃氣體傳感器測量電路 腳、5腳用于加熱，3腳和6腳接測量電路，RL為負載電阻。表1可燃氣體傳感器標準工作條件傳感器在1000ppm的CH4中的阻抗用R0表示，在各種環(huán)境中的動態(tài)阻抗用Rs表示。在潔凈的空氣中Rs/ R0=5，在其它環(huán)境中如下表所示：表2在各種環(huán)境中的阻抗用R0與動態(tài)阻抗Rs 的關系可燃氣體傳感器電路如下所示：圖3 可燃氣體傳感器電路R2（SEN.）用于改變負載電阻的大小，R6（ZERO）用于零位調節(jié)，R12（ALARM）用于設置報警電壓，VOUT為模擬輸出，DOUT為數字輸出。使用前，應先對MQ—K1通電預熱3—5分鐘，以使輸出穩(wěn)定。在潔凈的空氣中，通過采樣VOUT電壓，求出R0；在有可燃氣體的環(huán)境中，通過采樣VOUT電壓，求出Rs；用Rs/R0的比值確定空氣中可燃氣體的濃度。 LCD顯示點陣式LCD顯示電路是在系統(tǒng)板上外掛電正式液晶顯示模塊，模塊的數據線、狀態(tài)、控制線都通過插孔引出。可直接與系統(tǒng)相連。 OCMJ28液晶模塊介紹及使用說明OCMJ中文模塊系列液晶顯示器內含 GB 2312 16*16點陣國標一級簡體漢字和 ASCII8*8（半高）及8*16（全高）點陣英文字庫，用戶輸入區(qū)位碼或 ASCII 碼即可實現(xiàn)文本顯示。也可用作一般的點陣圖形顯示器之用。提供位點陣和字節(jié)點陣兩種圖形顯示功能，用戶可在指定的屏幕位置上以點為單位或以字節(jié)為單位進行圖形顯示。完全兼容一般的點陣模塊。OCMJ中文模塊系列液晶顯示器可以實現(xiàn)漢字、ASCII 碼、點陣圖形和變化曲線的同屏顯示，并可通過字節(jié)點陣圖形方式造字。本系列模塊具有上/下/左/右移動當前顯示屏幕及清除屏幕的命令。OCMJ 中文模塊所有的設置初始化工作都是在上電時自動完成的，實現(xiàn)了“即插即用”。同時保留了一條專用的復位線供用戶選擇使用，可對工作中的模塊進行軟件或硬件強制復位。規(guī)劃整齊的10個用戶接口命令代碼，非常容易記憶。標準用戶硬件接口采用REQ/BUSY 握手協(xié)議，簡單可靠。 接口協(xié)議為請求/應答（REQ/BUSY）握手方式。應答B(yǎng)USY 高電平（BUSY =1）表示 OCMJ 忙于內部處理，不能接收用戶命令；BUSY 低電平（BUSY =0）表示 OCMJ 空閑，等待接收用戶命令。發(fā)送命令到 OCMJ 可在BUSY =0 后的任意時刻開始，先把用戶命令的當前字節(jié)放到數據線上，接著發(fā)高電平REQ 信號（REQ =1）通知OCMJ請求處理當前數據線上的命令或數據。OCMJ模塊在收到外部的REQ高電平信號后立即讀取數據線上的命令或數據，同時將應答線BUSY變?yōu)楦唠娖?，表明模塊已收到數據并正在忙于對此數據的內部處理，此時，用戶對模塊的寫操作已經完成，用戶可以撤消數據線上的信號并可作模塊顯示以外的其它工作，也可不斷地查詢應答線BUSY是否為低（BUSY =0？），如果BUSY =0，表明模塊對用戶的寫操作已經執(zhí)行完畢。可以再送下一個數據。如向模塊發(fā)出一個完整的顯示漢字的命令，包括坐標及漢字代碼在內共需5個字節(jié)，模塊在接收到最后一個字節(jié)后才開始執(zhí)行整個命令的內部操作，因此，最后一個字節(jié)的應答B(yǎng)USY 高電平（BUSY =1）持續(xù)時間較長，具體的時序圖和時間參數說明查閱相關手冊。用戶通過用戶命令調用OCMJ系列液晶顯示器的各種功能。命令分為操作碼及操作數兩部分，操作數為十六進制。共分為3類10條，分別是：一）、字符顯示命令：顯示國標漢字；顯示8X8 ASCII字符；顯示8X16ASCII字符；二）、圖形顯示命令：顯示位點陣；顯示字節(jié)點陣；三）、屏幕控制命令：清屏；上移；下移；左移；右移；（1）顯示國標漢字命令格式： F0 XX YY WW。該命令為5字節(jié)命令（，Ts2=），其中 XX為以漢字為單位的屏幕行坐標值，取值范圍00到002到000到09。YY為以漢字為單位的屏幕列坐標值，取值范圍00到000到000到04。 WW為坐標位置上要顯示的GB 2312 漢字區(qū)位碼。(2)顯示8X8 ASCII字符命令格式：F1 XX YY AS。該命令為4字節(jié)命令（，Ts2=），其中 XX為以ASCII碼為單位的屏幕行坐標值，取值范圍00到0F、04到100到13。YY為以ASCII碼為單位的屏幕列坐標值，取值范圍00到1F、00到3F、00到4F。AS坐標位置上要顯示的ASCII 字符碼。(3)顯示8X16 ASCII字符命令格式：F9 XX YY AS。該命令為4字節(jié)命令（，Ts2=），其中 XX為以ASCII碼為單位的屏幕行坐標值，取值范圍00到0F、04到100到13。YY為以ASCII碼為單位的屏幕列坐標值，取值范圍00到1F、00到3F、00到4F。AS坐標位置上要顯示的ASCII 字符碼。(4)清屏命令格式：F4。該命令為單字節(jié)命令（最大執(zhí)行時間為11毫秒，Ts2=11mS），其功能為將屏幕清空。語音錄放模塊由單片語音錄放芯片ISD2560 及其外圍電路組成。 SD2560 芯片介紹ISD2560 是美國ISD 公司推出的ISD2500 系列語音芯片的一種。ISD2500 系列芯片按錄放時間60 秒、75 秒、90 秒和120 秒分成ISD2560、2572590 和25120 四個品種。ISD2560 芯片具有抗斷電、音質好，使用方便等優(yōu)點，它使用單一的+5V 供電，錄音部分有自動增益控制電路，錄音的采樣頻率可達8KHz。ISD2560 片內有容量為480K 字節(jié)的E2PROM，所以錄放時間長，可重復錄制100000 次且可保持100 年不變。此外ISD2560 芯片支持分段錄音和分段播放，有10 個地址輸入端，尋址能力可達1024 位，最多能分600 段。芯片設有OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。 模塊電路原理圖本電路中ISD2560采用按鈕控制操作方式，AAA6接VCC，A1—AA7均接GND，A0由CA0插孔引出，用于控制是否進入檢索模式。ISD2560的音頻輸出端SP+、SP經過音頻功放LM386驅動喇叭。電位器R8（對應于模塊上VOLUME電位器）用于調節(jié)喇叭的增益。 模塊的基本測試方法模塊上P/R、PD、CA0插孔分別接至實驗箱的KKK3，EOM接實驗箱指示燈L1，CE接單脈沖P。將KK3撥至低電平，K2先高后低。按一下單脈沖P，L1應熄滅。此時對這麥克風說一段話，然后再按P，此時L1應被點亮，錄音完成。將K1 撥至高電平，K3 撥至低電平，K2 先高后低。按一下單脈沖P，L1 應熄滅，此時可以聽到剛才錄的語音片斷。播放完成后，L1 應被點亮。圖4 語音模塊電路設計思路通過可燃氣體傳感器，在有可燃氣體的環(huán)境中，通過采樣VOUT電壓，將測試結果通過AD0809采樣輸出電壓，A D轉換，并通過8279顯示電路使數碼管顯示相應的轉換結果。 LCD顯示通過可燃氣體傳感器，在有可燃氣體的環(huán)境中，通過采樣VOUT電壓，將測試結果通過AD0809采樣輸出電壓，A D轉換，并通過LCD液晶屏顯示相應的轉換結果。 語音報警通過調節(jié)相應的滑阻設置閾值，當電路正常運行時，在可燃氣體模塊電路的Dout輸出端就會有相應的開關量的輸出。語音模塊提前錄好音，當可燃氣體濃度超過閾值時，利用Dout輸出量控制語音模塊輸出，即可實現(xiàn)語音報警。實驗測試步驟 數碼管顯示實驗連線：VOUT接A/D模塊的ADIN0，CS0809選擇CS3。調節(jié)ZERO電位器，將VZERO調為0。，即VOUT輸出最小。調節(jié)ALARM電位器，將VALARM調到2V。運行實驗程序，用打火機靠近可燃氣體傳感器并噴射少量氣體，觀察數碼管顯示的變化。 LCD顯示 8255 的PA0~PA7接A/D PORT單元的DB0~DB7。8255 的PC7接A/D PORT單元的BUSY。8255 的PC0接A/D PORT單元的REQ。8255CS接CS0。運行實驗程序，觀察液晶的顯示狀態(tài)。 語音報警實驗箱上CS244 接到片選CS2。實驗箱上CS273 接到片選CS1。實驗箱上244 的輸入IN0—IN1 接到實驗箱上撥碼開關的輸出k7 和k8。實驗箱上273 的輸出O0—O1 到ISD1700 語音模塊上的REC 和PLAY。程序流程 LCD顯示圖5 數碼管顯示程序流程圖圖6 LCD液晶屏顯示程序流程圖開始LCD初始化BUSY為0？Ｙ數據輸出“檢測結果”REQ置位ＮＮBUSY為1？ＹREQ復位Ｎ數據讀完？Ｙ開始AD轉換延時讀入轉換數據讀入開關量開關量取反輸出至語音模塊所讀數據低八位賦給ＢＸ將ＢＸ中數據取高四位數碼管顯示將ＢＸ中數據取高四位ＬＣＤ顯示將ＢＸ中數據取低四位數碼管顯示將ＢＸ中數據取低四位ＬＣＤ顯示延時實驗程序 CON8279 EQU0492H；賦值偽指令給8279控制口地址賦予一個名字DAT8279 EQU0490H；賦值偽指令給8279數據口地址賦予一個名字 CS0809 EQU04D0H ；賦值偽指令給AD0809通道0控制口地址賦予一個名字ASSUME CS:CODE；將CS設置為存放CODE的段地址 CODE S