【導(dǎo)讀】電壓，然后再將轉(zhuǎn)換得的電壓經(jīng)過TLC549進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換最后送入AT89S52單片機(jī)處理。濃度，當(dāng)所測得的濃度超過設(shè)置的濃度時(shí)，單片機(jī)控制發(fā)光二極管和蜂鳴器發(fā)光發(fā)聲；本次設(shè)計(jì)便攜式可燃?xì)怏w檢測儀所用的AT89S52單片機(jī)價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定。單易行，使用效果良好。下面給出了便攜式可燃?xì)怏w監(jiān)測儀的總體設(shè)計(jì)原理，硬件電路。和所有的軟件設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 頁 17 在上電或復(fù)位過程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 無論用戶使用哪種類型的單片機(jī) ,總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路 的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞 ,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng) ,并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后 ,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了 “死機(jī) ”、 “程序走飛 ”等現(xiàn)象 ,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。 基本的復(fù)位方式 單片機(jī)在啟動時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將 系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位 手動按鈕復(fù)位 手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST上加入高電平。一般采用的辦法是在 RST端和正電源 VCC 之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 VCC 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端。手動按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 上電復(fù)位 只要 在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 VCC 端，下接一個(gè)電阻到地即可。對于CMOS 型單片機(jī)，由于在 RST 端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外 部電阻去掉，而將外接電容減至 1181。F。上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電 容加給 RST 端一個(gè)短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 VCC 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號必須維持足夠長的時(shí)間。上電時(shí)， VCC 的上升時(shí)間約為 10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz，起振時(shí)間為 1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為 10ms。在圖 2 的復(fù)位電路中，當(dāng) VCC 掉電時(shí)，必然會使 RST端電壓迅速下降到 0V 以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器 PC 將得不到一個(gè)合適的初值，因此， CPU 可能會從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。 時(shí)鐘電路 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁 共 67 頁 18 圖 (b)AT89S52 單片機(jī)時(shí)鐘電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)的時(shí)鐘電路如圖 （ aXTAL1 和 XTAL2C1 和 C2 一般取 30pF 12MHz 之間。對于外接時(shí)鐘電路XTAL1 XTAL212MHz 即可。 晶體振蕩器的振蕩信號從 XTAL2P1和 P2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號的周期稱為狀態(tài)時(shí)間 S 2 P1 信號在每個(gè)狀態(tài)P2 信號有效。 CPU 就是以兩相時(shí)鐘 P1 和 P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī) 各部分有效工作的。 整個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)單片機(jī)最小系統(tǒng)就有上面的復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，在加上 AT89S52 單片機(jī)組成。在制作單片機(jī)最小系統(tǒng)板時(shí)還要特別注意要在 P0 口上加上拉電阻，因?yàn)?P0 口與其他的端口不一樣， AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部的 P0 口沒有上拉電阻，所以得加個(gè)排阻上去， 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路圖如圖 （ c）所示： 圖 （ c） AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁 共 67 頁 19 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 報(bào)警電路是聲光報(bào)警，電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管以及一些三極管和電阻 組成，如圖 圖所示的報(bào)警電路。三極管是為了放大從單片機(jī)輸出的信號使蜂鳴器和二極管能夠被驅(qū)動 圖 報(bào)警電路 電阻為了保護(hù)單片機(jī)和蜂鳴器和發(fā)光二極管。 可燃?xì)怏w傳感器模塊設(shè)計(jì)與制作 圖 可燃?xì)怏w傳感器模塊電路 所使用的可燃?xì)怏w傳感器都是 MQX 系列，它們的模塊電路圖都一樣，所以可以共用一個(gè)電路圖，電路圖如圖 所示的可燃?xì)怏w傳感器模塊電路圖。一氧化 碳、甲烷、乙炔傳感器的引腳都一樣都是六個(gè)，每邊三個(gè)；一邊的 3 引腳都是接 VCC，另一邊的中間那個(gè) 5 引腳接個(gè) 歐姆的電阻 R3 后接地， 6 引腳短接后接個(gè) 1k的電阻 R5 然后接地，在 6 引腳之間引線連到排針 4 腳， 4 腳就是輸出的信號腳，電容C1 是用來濾波的。整個(gè)可燃?xì)怏w的硬件設(shè)計(jì)如下圖所示 按鍵模塊設(shè)計(jì) 按鍵電路 按鍵電路共由五個(gè)按鍵組成，這五個(gè)按鍵的作用分別是，設(shè)置，模式，加，減，進(jìn)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁 共 67 頁 20 式。這五個(gè)按鍵的一端分別接 P1 口的 P1^0、 P1^ P^ P1^ P^4，另一端接地。 S1 是設(shè)置鍵、 S2 是加鍵、 S3 是減鍵、 S4 是模式鍵、 S5 是進(jìn)式鍵，如圖 所示的按鍵電路圖所示。當(dāng)按鍵 S1 按下時(shí)， LCD1602 液晶顯示屏轉(zhuǎn)入設(shè)置報(bào)警濃度界面，按完S1 再按 S4 是報(bào)警界面之間的轉(zhuǎn)換，可以在甲烷、乙炔、一氧化碳報(bào)警界面之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行加或者減，按鍵 S3 是進(jìn)行進(jìn)式轉(zhuǎn)換，當(dāng)按下一次加或者減就有加或者減1 變?yōu)榧踊蛘邷p 10，再按一次則加或者減 100，再按一次又返回加或者減 1，依此循環(huán)；當(dāng)設(shè)置完成之后再按一次設(shè)置則回到原來的界面 。 圖 按鍵電路 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) LCD1602 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)如圖 所示電路； LCD1602 的 RS、 RW、 E 分別接 AT89S52 單片機(jī)的 P2^ P2^ P2^5 引腳，數(shù)據(jù)口接 AT89S52 單片機(jī)的 P0口。在 LCD1602 的第三引腳還用連接一個(gè)滑動變阻器以便達(dá)到改變 LCD1602 的亮度，調(diào)節(jié)到合適的亮度。 圖 液晶顯示電路 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件和設(shè) 備，它是模擬系統(tǒng)和數(shù)字設(shè)備桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁 共 67 頁 21 或計(jì)算機(jī)之間的接口。它的實(shí)現(xiàn)方法有很多。用于和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口的 A/D 轉(zhuǎn)換基本方法有：計(jì)數(shù)式（又稱二進(jìn)制斜坡法）、逐次逼近法、雙積分法、電壓到頻率轉(zhuǎn)換法、并行比較法等。其中逐次逼近法和雙積分法目前應(yīng)用較多，許多 A/D 轉(zhuǎn)換器根據(jù)此原理制成。 TLC549 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊如圖 所示： 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 串口下載模塊設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)與 外界進(jìn)行信息交換稱之為通信。它既包括計(jì)算機(jī)與外部之間，也包括計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的信息交換。計(jì)算機(jī)的通信可分為并行通信和串行通信兩種方式。同時(shí)傳送多位數(shù)據(jù)的方式成為并行通信，如圖 （ a）所示，并行通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度快，但需要的傳輸線多，一次成本高，適合近距離的數(shù)據(jù)通信；逐位依次傳輸數(shù)據(jù)的方式成為串行通信，如圖 （ b）所示，串行通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度慢，但最少需要一條傳輸線，故成本低，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信。 圖 （ a） 圖 （ b） 并行通信 串行通信 串口模塊主要有 max232 芯片和外圍的電容組成的，其電路如圖 （ c）圖所示。串口模塊起著連接主控芯片 AT89S52 和上位機(jī)的作用，沒有串口模塊的連接就不可能達(dá)到通信作用。外圍的電容根據(jù) max232 芯片的型號決定多大。 max232 芯片的引腳 T2I、R2O 起著從單片機(jī)接收、發(fā)送的作用，而 T2O、 R2I 則起著往上位機(jī)發(fā)送和接收上位機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)的作用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁 共 67 頁 22 （ c）串口模塊電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 編程軟件 KEIL 的介紹 Keil C51 是 美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案 ，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20WINXP 等操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)基本知識 ⒈ 系統(tǒng)概述 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下 編譯 后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil 的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 ⒉ Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE），可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（ .OBJ）。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS）。 ABS 文桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁 共 67 頁 23 件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 使用獨(dú)立的 Keil 仿真器時(shí)， 注意事項(xiàng) *仿真器標(biāo)配 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 *仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 * 仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi) ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31 腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部 ROM（其 CPU 的 /EA引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 圖 主程序系統(tǒng)流程圖 可燃?xì)怏w被傳感器檢測到，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)處理，并在顯示屏和上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示出來，報(bào)警濃度可由鍵盤設(shè)定，當(dāng)所設(shè)置的報(bào)警濃度低于所測得的濃度時(shí)，控制芯片 AT89S52 控制報(bào)警電路報(bào)警。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖 圖所示 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁 共 67 頁 24 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)要點(diǎn) 系統(tǒng)主程序由采集程序，顯示程序，按鍵程序，報(bào)警程序還有串口發(fā)送程序組成。在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候要學(xué)會利用模塊化編程，模塊化編程比較容易理解也更容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。模塊化程序編寫的原則是：不該讓外界知道的信息就不 應(yīng)該出現(xiàn)在頭文件里面，而外界調(diào)用模塊內(nèi)借口或者是借口變量所必須的信息就一定出現(xiàn)在頭文件里面，否則，外界就無法正確的調(diào)用我們提供的借口功能。因而為了讓外部函數(shù)或者文件調(diào)用我們提供的這個(gè)借口描述文件 即頭文件。同時(shí)我們自身模塊也需要包含這份模塊頭文件（因?yàn)槠浒四K遠(yuǎn)文件中所需要的宏定義或者是結(jié)構(gòu)體）。 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序就是 TLC549 所進(jìn)行的模數(shù)轉(zhuǎn)換程序。 uchar TLC549ADC(void) { uchar i,x。 CLK=0。 DAT=1。 CS=0。 for(i=0。i8。i++) { CLK=1。 x=1。 if(DAT==1) x++。 CLK=0。 } CS=1。 return (x)。 } 上位機(jī)界面程序 using System。 using 。 using 。 桂林電