【正文】 發(fā)送儲(chǔ)存器指令表 指令名稱 指令代碼 指令功能 溫度變換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)為500MS，結(jié)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(xiě)暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫(xiě)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(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 3， 4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM 重調(diào) EEPROM 0B8H EEPROM 中的內(nèi)容恢復(fù)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(shí) DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” (4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 DSl8820 是一總線數(shù)字傳感器，它可以實(shí)現(xiàn)在一條總線上掛接多個(gè) DSl8820，可以通過(guò)唯一的出廠序列號(hào)來(lái)進(jìn)行單個(gè)操作。由于本設(shè)計(jì)中只有一個(gè) DSl8820，所以可以省去繁復(fù)的序列號(hào)匹配程序，即可用“跳過(guò) ROM命令來(lái)跳過(guò)匹配，直接進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換并存取暫存器，這樣程序設(shè)計(jì)即簡(jiǎn)單又可靠。要著重說(shuō)明的是，從 DSl8820 里讀出的溫度值，是一個(gè)定點(diǎn)小數(shù)。如果把讀得值很成一個(gè) 整數(shù)，那么它的實(shí)際溫度值是這個(gè)整數(shù)的 1／16。 用 DSl8820 進(jìn)行測(cè)溫的子程序流程圖如圖 所示。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 DS18B20 測(cè)溫程序流程圖 一氧化碳濃度采集程序設(shè)計(jì) 一氧化碳濃度傳感器輸出是模擬信號(hào)，通過(guò) ADC 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再根據(jù)傳感器的特性，對(duì)采集的數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算處理得出相應(yīng)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(shè)計(jì) 二氧化碳濃度傳感器是一個(gè)數(shù)字傳感器，通過(guò) RS232 按 ModBus 協(xié)議進(jìn)行通訊，就可以讀取到測(cè)得濃度值。因此其程序設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，只 要熟悉 ModBus 協(xié)議，發(fā)出相應(yīng)的命令，就可得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，程序流程圖如圖 所示。 越限報(bào)警服務(wù)程序設(shè)計(jì) 越限報(bào)警程序?yàn)榱私鉀Q傳感器采集值有在報(bào)警界限處波動(dòng)，而將報(bào)警上限設(shè)置了一個(gè)帶寬，流程如圖 所示。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT18 圖 CO 濃度測(cè)量流程圖 圖 CO2 濃度測(cè)量流程圖 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 報(bào)警程序流程圖 抗干擾設(shè)計(jì) 對(duì)于單片機(jī)抗干擾技術(shù) [10]而言，干擾形式多樣，解決的辦法也不盡相同，要具體問(wèn)題具體分析。單片機(jī)竄入強(qiáng)干擾后，程序計(jì)數(shù)器 PC 的數(shù)值可能會(huì)改變，破壞程序的正常運(yùn)行 ，造成一些誤動(dòng)作，甚至導(dǎo)致程序“死循環(huán) ，從而引起嚴(yán)重的后果。除了硬件設(shè)計(jì)方面，也可以采用軟件排除，盡可能地以最小的代價(jià)，滿足系統(tǒng)的抗干擾要求。 使用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路監(jiān)控程序的運(yùn)行。通常的硬件 WATCHDOG 在系統(tǒng)受到干擾而不能正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖，使系統(tǒng)從頭開(kāi)始正常工作。設(shè)置軟件陷阱，當(dāng)程序失控而彈飛時(shí)，在彈飛區(qū)域設(shè)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(shè)計(jì)一段專(zhuān)門(mén)處理程序執(zhí)行時(shí)出錯(cuò)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(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng) 中，大多數(shù)系統(tǒng)有它自己特定的運(yùn)行要求。一旦系統(tǒng)復(fù)位后，就不允許改變以前的狀態(tài)而重新開(kāi)始運(yùn)行，可以采取定時(shí) (如：每一個(gè)循環(huán)周期 )將運(yùn)行過(guò)程中的重要數(shù)據(jù)寫(xiě)入 RAM 中保護(hù)起來(lái)：對(duì)外設(shè)的動(dòng)作控制，設(shè)立動(dòng)作標(biāo)志，并將該標(biāo)志與重要數(shù)據(jù)一并寫(xiě)入 PAM 中保護(hù)起來(lái)；硬件上設(shè)計(jì)一掉電保護(hù)電路。系統(tǒng)復(fù)位后，用備用電池給 RAM 供電，使重要數(shù)據(jù)不被破壞；復(fù)位重新啟動(dòng)時(shí)，將重要數(shù)據(jù)和動(dòng)作標(biāo)志從 PAM 中讀出，再據(jù)此做出判斷，發(fā)出動(dòng)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(chǎng)的混亂。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT20 結(jié)束語(yǔ) 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(jié)合最新的氣體傳感器元件，通過(guò)可靠的光電隔離、功率驅(qū)動(dòng)、聲光報(bào)警以及調(diào)節(jié)器件，實(shí)現(xiàn)了氣體環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警設(shè)備的設(shè)計(jì)。 其中硬件設(shè)計(jì)是采用了模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活配置，從而有利于實(shí)際應(yīng)用的推廣。所涉及的相關(guān)模塊的電路設(shè)計(jì)，其實(shí)更多的采用的是常見(jiàn)的經(jīng)典電路的結(jié)構(gòu)原理，有些是在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)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(jiǎn)單、可靠。已經(jīng)設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊電路由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，很難說(shuō)就是最合理的，但基本上在實(shí)踐中都做過(guò)測(cè)試， 應(yīng)該說(shuō)基本上能用。隨著社會(huì)的進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣、現(xiàn)場(chǎng)要求更高，需在今后的實(shí)踐中進(jìn)一步完善，以提高它的推廣價(jià)值。 在系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方面，采用 Keil C51 單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它集編輯、編譯、仿真等于一體，并提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具。通過(guò)系統(tǒng)主程序、傳感器信號(hào)采集處理子程序、顯示報(bào)警子程序等模塊化軟件設(shè)計(jì)，具有可移植性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期短、便于調(diào)試升級(jí)的特點(diǎn)，滿足氣體環(huán)境下重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警的要求。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，深刻 體會(huì)到了軟件設(shè)計(jì)的靈活和多樣性，在確定整體布局方案的思路指導(dǎo)下，先確定每個(gè)程序的結(jié)構(gòu)框架，然后按照層次逐漸完成程序的設(shè)計(jì)。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 參考文獻(xiàn) [1] 李群芳等編著 .單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 張洪潤(rùn) 主編 ．傳感器技術(shù)大全 [M]． 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [3] 賀哲榮等主編． MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用編程 88 例 [M]．北京：中國(guó)電力出版社， 2021 [4] 皮大能等主編．單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) [M]．北京：北京理工大學(xué)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(shè)計(jì) [D]．合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021 [6] 劉國(guó)強(qiáng)等．基于 AT89C51 單片機(jī)的高精度測(cè)溫系統(tǒng)的研制 [J]．儀器儀表學(xué)報(bào)． 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(cè)及抗干擾設(shè)計(jì) [J]．煤礦安全學(xué)報(bào) ． 2021， 1： 4951 [8] 陳忠華．基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D]．大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2021 [9] 包長(zhǎng)春 ． 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D]． 北京工業(yè)大學(xué) 碩士學(xué)位論文， 2021 [10] 蔣輝平等主編．基于 Proteus 的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例 [M]．北京：機(jī)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. 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The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT22 致 謝 在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，由衷地感謝我的導(dǎo)師范娟老師，在大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期里范老師對(duì)我非常關(guān)愛(ài)，范老師在傳授知識(shí)的同時(shí)，多次為我提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，不僅增長(zhǎng)了我的知識(shí)，也在實(shí)踐中，完善了人格，提高了素質(zhì)，范老師十分關(guān)心我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，多次提出寶貴意見(jiàn)，給了我莫大的鼓勵(lì)。 感謝華中科技大學(xué)文華學(xué)院機(jī)電學(xué)部的所有老師，謝謝你們大學(xué)四年對(duì)我的教導(dǎo)，讓我成為有一技之長(zhǎng)的當(dāng)代大學(xué)生。 最后感謝我遠(yuǎn)在家鄉(xiāng)的父母，沒(méi)有你們的支持，我無(wú)法 走到今天，謝謝你們一路對(duì)我的關(guān)懷。