【文章內(nèi)容簡介】 在液晶屏上顯示可燃?xì)怏w傳感器檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換的電壓值，并設(shè)定閾值，超過閾值后報警。對所設(shè)計的硬件系統(tǒng)運(yùn)用匯編語言完成全部軟件系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試。實驗內(nèi)容用打火機(jī)靠近可燃?xì)怏w傳感器并噴射少量氣體，AD0809采樣輸出電壓值并顯示。并改進(jìn)程序，使在液晶屏上顯示可燃?xì)怏w傳感器檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換的電壓值。設(shè)定閾值，超過閾值后報警。對所設(shè)計的硬件系統(tǒng)運(yùn)用匯編語言完成全部軟件系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試。實驗設(shè)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(jī)相連，對芯片進(jìn)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(shù)據(jù)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(jīng)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(nèi)，進(jìn)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(dǎo)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(shù)據(jù)段、堆棧段在同一個64K的地址空間中。ELMUTIII 型微機(jī)教學(xué)實驗系統(tǒng)由電源、系統(tǒng)板、CPU 板、可擴(kuò)展的實驗?zāi)０?、微機(jī)串口通訊線、JTAG通訊線及通用連接線組成。圖1 系統(tǒng)板結(jié)構(gòu) 一片。：8250 芯片一個，系統(tǒng)與主機(jī)通訊用，用戶不可用。單片機(jī)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(shù)碼管顯示。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片一片，其地址、通道1—8 輸入對用戶開放。 D/A 轉(zhuǎn)換芯片一片，其地址對用戶開放，模擬輸出可調(diào) 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(guān)，8 個發(fā)光二極管顯示電路。、負(fù)脈沖的單脈沖發(fā)生器、負(fù)脈沖的脈沖發(fā)生器， 進(jìn)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(diào)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(kuò)展2 塊應(yīng)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(jī)電源插座，可與PC 電源直接接駁。另還配有外接開關(guān)電源，提供所需的+5V，177。12V，其輸入為220V 的交流電。MQ—K1可燃?xì)怏w傳感器主要用于檢測空氣中CO、CHH2等可燃?xì)怏w的濃度，其原理為傳感器的內(nèi)部阻抗隨可燃?xì)怏w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(xué)參數(shù)如下： 可燃?xì)怏w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?xì)怏w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(fù)載電阻。表1可燃?xì)怏w傳感器標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系可燃?xì)怏w傳感器電路如下所示：圖3 可燃?xì)怏w傳感器電路R2（SEN.）用于改變負(fù)載電阻的大小，R6（ZERO）用于零位調(diào)節(jié)，R12（ALARM）用于設(shè)置報警電壓，VOUT為模擬輸出，DOUT為數(shù)字輸出。使用前，應(yīng)先對MQ—K1通電預(yù)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?xì)怏w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?xì)怏w的濃度。 LCD顯示點(diǎn)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(shù)據(jù)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(nèi)含 GB 2312 16*16點(diǎn)陣國標(biāo)一級簡體漢字和 ASCII8*8（半高）及8*16（全高）點(diǎn)陣英文字庫，用戶輸入?yún)^(qū)位碼或 ASCII 碼即可實現(xiàn)文本顯示。也可用作一般的點(diǎn)陣圖形顯示器之用。提供位點(diǎn)陣和字節(jié)點(diǎn)陣兩種圖形顯示功能，用戶可在指定的屏幕位置上以點(diǎn)為單位或以字節(jié)為單位進(jìn)行圖形顯示。完全兼容一般的點(diǎn)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(diǎn)陣圖形和變化曲線的同屏顯示，并可通過字節(jié)點(diǎn)陣圖形方式造字。本系列模塊具有上/下/左/右移動當(dāng)前顯示屏幕及清除屏幕的命令。OCMJ 中文模塊所有的設(shè)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(fù)位線供用戶選擇使用，可對工作中的模塊進(jìn)行軟件或硬件強(qiáng)制復(fù)位。規(guī)劃整齊的10個用戶接口命令代碼，非常容易記憶。標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)答（REQ/BUSY）握手方式。應(yīng)答B(yǎng)USY 高電平（BUSY =1）表示 OCMJ 忙于內(nèi)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(dāng)前字節(jié)放到數(shù)據(jù)線上，接著發(fā)高電平REQ 信號（REQ =1）通知OCMJ請求處理當(dāng)前數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)。OCMJ模塊在收到外部的REQ高電平信號后立即讀取數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)，同時將應(yīng)答線BUSY變?yōu)楦唠娖?，表明模塊已收到數(shù)據(jù)并正在忙于對此數(shù)據(jù)的內(nèi)部處理，此時，用戶對模塊的寫操作已經(jīng)完成，用戶可以撤消數(shù)據(jù)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(yīng)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(jīng)執(zhí)行完畢?？梢栽偎拖乱粋€數(shù)據(jù)。如向模塊發(fā)出一個完整的顯示漢字的命令，包括坐標(biāo)及漢字代碼在內(nèi)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(nèi)部操作，因此，最后一個字節(jié)的應(yīng)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(shù)說明查閱相關(guān)手冊。用戶通過用戶命令調(diào)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(shù)兩部分，操作數(shù)為十六進(jìn)制。共分為3類10條，分別是：一）、字符顯示命令：顯示國標(biāo)漢字；顯示8X8 ASCII字符；顯示8X16ASCII字符；二）、圖形顯示命令：顯示位點(diǎn)陣；顯示字節(jié)點(diǎn)陣；三）、屏幕控制命令：清屏；上移；下移；左移；右移；（1）顯示國標(biāo)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(biāo)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(biāo)值，取值范圍00到000到000到04。 WW為坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)值，取值范圍00到1F、00到3F、00到4F。AS坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)值，取值范圍00到1F、00到3F、00到4F。AS坐標(biāo)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(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，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(dá)8KHz。ISD2560 片內(nèi)有容量為480K 字節(jié)的E2PROM，所以錄放時間長，可重復(fù)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(dá)1024 位，最多能分600 段。芯片設(shè)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(jìn)入檢索模式。ISD2560的音頻輸出端SP+、SP經(jīng)過音頻功放LM386驅(qū)動喇叭。電位器R8（對應(yīng)于模塊上VOLUME電位器）用于調(diào)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(yīng)熄滅。此時對這麥克風(fēng)說一段話，然后再按P，此時L1應(yīng)被點(diǎn)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(yīng)熄滅，此時可以聽到剛才錄的語音片斷。播放完成后，L1 應(yīng)被點(diǎn)亮。圖4 語音模塊電路設(shè)計思路通過可燃?xì)怏w傳感器，在有可燃?xì)怏w的環(huán)境中，通過采樣VOUT電壓，將測試結(jié)果通過AD0809采樣輸出電壓，A D轉(zhuǎn)換，并通過8279顯示電路使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 LCD顯示通過可燃?xì)怏w傳感器，在有可燃?xì)怏w的環(huán)境中，通過采樣VOUT電壓，將測試結(jié)果通過AD0809采樣輸出電壓，A D轉(zhuǎn)換，并通過LCD液晶屏顯示相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 語音報警通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的滑阻設(shè)置閾值，當(dāng)電路正常運(yùn)行時，在可燃?xì)怏w模塊電路的Dout輸出端就會有相應(yīng)的開關(guān)量的輸出。語音模塊提前錄好音，當(dāng)可燃?xì)怏w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(shù)碼管顯示實驗連線：VOUT接A/D模塊的ADIN0，CS0809選擇CS3。調(diào)節(jié)ZERO電位器，將VZERO調(diào)為0。，即VOUT輸出最小。調(diào)節(jié)ALARM電位器，將VALARM調(diào)到2V。運(yùn)行實驗程序，用打火機(jī)靠近可燃?xì)怏w傳感器并噴射少量氣體，觀察數(shù)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(yùn)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(guān)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(shù)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(shù)據(jù)輸出“檢測結(jié)果”REQ置位ＮＮBUSY為1？ＹREQ復(fù)位Ｎ數(shù)據(jù)讀完？Ｙ開始AD轉(zhuǎn)換延時讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入開關(guān)量開關(guān)量取反輸出至語音模塊所讀數(shù)據(jù)低八位賦給ＢＸ將ＢＸ中數(shù)據(jù)取高四位數(shù)碼管顯示將ＢＸ中數(shù)據(jù)取高四位ＬＣＤ顯示將ＢＸ中數(shù)據(jù)取低四位數(shù)碼管顯示將ＢＸ中數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shè)置為存放CODE的段地址 CODE S