【正文】 發(fā)送儲存器指令表 指令名稱 指令代碼 指令功能 溫度變換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為500MS，結果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上，下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送 2 字節(jié)的數(shù)據(jù) 復制暫存器 48H 將 RAM 中第 3， 4 字節(jié)的內(nèi)容復制到 EEPROM 重調(diào) EEPROM 0B8H EEPROM 中的內(nèi)容恢復到 RAM 中的第 3， 4 字節(jié) 讀 供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” (4)進行數(shù)據(jù)通信。 DSl8820 是一總線數(shù)字傳感器，它可以實現(xiàn)在一條總線上掛接多個 DSl8820，可以通過唯一的出廠序列號來進行單個操作。由于本設計中只有一個 DSl8820，所以可以省去繁復的序列號匹配程序，即可用“跳過 ROM命令來跳過匹配，直接進行溫度轉(zhuǎn)換并存取暫存器，這樣程序設計即簡單又可靠。要著重說明的是，從 DSl8820 里讀出的溫度值，是一個定點小數(shù)。如果把讀得值很成一個 整數(shù)，那么它的實際溫度值是這個整數(shù)的 1／16。 用 DSl8820 進行測溫的子程序流程圖如圖 所示。 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文） 17 圖 DS18B20 測溫程序流程圖 一氧化碳濃度采集程序設計 一氧化碳濃度傳感器輸出是模擬信號，通過 ADC 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再根據(jù)傳感器的特性，對采集的數(shù)字量進行計算處理得出相應的一氧化碳濃度值，流程如圖 所示。 二氧化碳濃度采集程序設計 二氧化碳濃度傳感器是一個數(shù)字傳感器，通過 RS232 按 ModBus 協(xié)議進行通訊，就可以讀取到測得濃度值。因此其程序設計相對簡單，只 要熟悉 ModBus 協(xié)議，發(fā)出相應的命令，就可得到相應數(shù)據(jù)，程序流程圖如圖 所示。 越限報警服務程序設計 越限報警程序為了解決傳感器采集值有在報警界限處波動，而將報警上限設置了一個帶寬，流程如圖 所示。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT18 圖 CO 濃度測量流程圖 圖 CO2 濃度測量流程圖 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 報警程序流程圖 抗干擾設計 對于單片機抗干擾技術 [10]而言，干擾形式多樣，解決的辦法也不盡相同，要具體問題具體分析。單片機竄入強干擾后，程序計數(shù)器 PC 的數(shù)值可能會改變，破壞程序的正常運行 ，造成一些誤動作，甚至導致程序“死循環(huán) ，從而引起嚴重的后果。除了硬件設計方面，也可以采用軟件排除，盡可能地以最小的代價，滿足系統(tǒng)的抗干擾要求。 使用電源監(jiān)控及看門狗電路監(jiān)控程序的運行。通常的硬件 WATCHDOG 在系統(tǒng)受到干擾而不能正常運行時，發(fā)出一個復位脈沖，使系統(tǒng)從頭開始正常工作。設置軟件陷阱，當程序失控而彈飛時，在彈飛區(qū)域設置軟件陷阱， (一般為轉(zhuǎn)移指令后，未使用的中斷向量區(qū)，未使用的大片 ROM 空間等 )，即設計一段專門處理程序執(zhí)行時出錯的程序，以保證彈飛的程序能迅速納入正確控制軌道。在單片機實時控制系統(tǒng) 中，大多數(shù)系統(tǒng)有它自己特定的運行要求。一旦系統(tǒng)復位后，就不允許改變以前的狀態(tài)而重新開始運行，可以采取定時 (如：每一個循環(huán)周期 )將運行過程中的重要數(shù)據(jù)寫入 RAM 中保護起來：對外設的動作控制，設立動作標志，并將該標志與重要數(shù)據(jù)一并寫入 PAM 中保護起來；硬件上設計一掉電保護電路。系統(tǒng)復位后，用備用電池給 RAM 供電，使重要數(shù)據(jù)不被破壞；復位重新啟動時，將重要數(shù)據(jù)和動作標志從 PAM 中讀出，再據(jù)此做出判斷，發(fā)出動作指令。這樣就保證了狀態(tài)的連續(xù)性，而不至造成控制現(xiàn)場的混亂。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT20 結束語 本系統(tǒng)硬件電路以 STC89C54RD+為控制核心，采用經(jīng)典的、成熟的通訊、接口電路，結合最新的氣體傳感器元件，通過可靠的光電隔離、功率驅(qū)動、聲光報警以及調(diào)節(jié)器件，實現(xiàn)了氣體環(huán)境參數(shù)監(jiān)測與報警設備的設計。 其中硬件設計是采用了模塊化設計結構，可以根據(jù)實際需要靈活配置，從而有利于實際應用的推廣。所涉及的相關模塊的電路設計，其實更多的采用的是常見的經(jīng)典電路的結構原理，有些是在原有結構的基礎上，采用了集成度更高的現(xiàn)代芯片，從而使經(jīng)典電路變得更加簡單、可靠。已經(jīng)設計的各個模塊電路由于實踐經(jīng)驗少，很難說就是最合理的，但基本上在實踐中都做過測試， 應該說基本上能用。隨著社會的進步和發(fā)展，更加環(huán)保、安全的生產(chǎn)、生活環(huán)境以及更高的產(chǎn)品質(zhì)量，本課題的應用領域會更廣、現(xiàn)場要求更高，需在今后的實踐中進一步完善，以提高它的推廣價值。 在系統(tǒng)軟件開發(fā)方面，采用 Keil C51 單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，它集編輯、編譯、仿真等于一體，并提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具。通過系統(tǒng)主程序、傳感器信號采集處理子程序、顯示報警子程序等模塊化軟件設計，具有可移植性強、開發(fā)周期短、便于調(diào)試升級的特點，滿足氣體環(huán)境下重要參數(shù)的實時監(jiān)測與報警的要求。在軟件設計過程中，深刻 體會到了軟件設計的靈活和多樣性，在確定整體布局方案的思路指導下，先確定每個程序的結構框架，然后按照層次逐漸完成程序的設計。 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文） 21 參考文獻 [1] 李群芳等編著 .單片微型計算機與接口技術 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 張洪潤 主編 ．傳感器技術大全 [M]． 北京： 北京航空航天大學出版社， 2021 [3] 賀哲榮等主編． MCS51 系列單片機實用編程 88 例 [M]．北京：中國電力出版社， 2021 [4] 皮大能等主編．單片機課程設計指導書 [M]．北京：北京理工大學出版社 ， 2021 [5] 張宇．高精度恒溫箱溫度控制理論研究與系統(tǒng)設計 [D]．合肥工業(yè)大學碩士學位論文， 2021 [6] 劉國強等．基于 AT89C51 單片機的高精度測溫系統(tǒng)的研制 [J]．儀器儀表學報． 2021 年第26 卷第 8 期增刊 [7] 李文峰．井下氣體環(huán)境參數(shù)的檢測及抗干擾設計 [J]．煤礦安全學報 ． 2021， 1： 4951 [8] 陳忠華．基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D]．大連理工大學碩士學位論文，2021 [9] 包長春 ． 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測與報警設備的設計與實現(xiàn) [D]． 北京工業(yè)大學 碩士學位論文， 2021 [10] 蔣輝平等主編．基于 Proteus 的單片機系統(tǒng)設計與仿真實例 [M]．北京：機械工業(yè)出版社，2021 [11] M. ， F GutierrezMartin,Issues on Sustainability and Pollution Prevention in Environmental Engineering Education,Tech,Report,1999. [12] ,Analog forecasting of ceiling and visibility using fuzzy sets,AMS2021. [13] ,Airborne Pollutans:Current Practices in Air Quality Monitoring Programs,Environmental Testing,LabPlus Intern,2021. [14] Ch. V. V. RamanaK. Malakondaiah《 Instrumentation science amp。 technology》 [15] Komer O， Challa H． Temperature Integration and Process— Based Humidity Control in Chrysanthemum． Computers and Electronics in Agriculture， 2021. [16] Neelakanta， Perambur S， Harshad D． Robust Factory Wireless Communications： A Performance Appraisal of the Bluetooth and the ZigBee Collocatedonan. The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT22 致 謝 在我完成畢業(yè)設計的時候，由衷地感謝我的導師范娟老師，在大學最后一個學期里范老師對我非常關愛，范老師在傳授知識的同時，多次為我提供實踐機會，不僅增長了我的知識，也在實踐中，完善了人格，提高了素質(zhì)，范老師十分關心我的畢業(yè)設計論文，多次提出寶貴意見，給了我莫大的鼓勵。 感謝華中科技大學文華學院機電學部的所有老師，謝謝你們大學四年對我的教導，讓我成為有一技之長的當代大學生。 最后感謝我遠在家鄉(xiāng)的父母，沒有你們的支持，我無法 走到今天，謝謝你們一路對我的關懷。