【正文】 務(wù)的需要，大量結(jié)構(gòu)不同、性能各異的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片應(yīng)運而生。 本設(shè)計采用 ADC0809 是采樣分辨率為 8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 (1） 8路輸入通道， 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8位。 (2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 (3）轉(zhuǎn)換時間為 100μ s (4）單個＋ 5V 電源供電 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 23 (5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。 (6）工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 (7）低功耗，約 15mW。 ADC0809 芯片為 28 引腳為雙列直插式封裝，其引腳排列見圖 圖 ADC0809 引腳排列 對 ADC0809 主要信號引腳的功能說明如 下表 ： 【 3】 引腳編號 引腳符號 引腳功能說明 引腳編號 引腳符號 引腳功能說明 1 IN3 模擬輸入接口 3 15 26 數(shù)字量輸出端 6 2 IN4 模擬輸入接口 4 16 VREF 基準(zhǔn)電壓 3 IN5 模擬輸入接口 5 17 28 數(shù)字量輸出端 8 4 IN6 模擬輸入接口 6 18 24 數(shù)字量輸出端 4 5 IN7 模擬輸入接口 7 19 23 數(shù)字量輸出端 3 6 START 啟動信號，高電平有效 20 22 數(shù)字量輸出端 2 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 24 7 EDC 21 21 數(shù)字量輸出端 1 8 25 數(shù)字量輸出端 5 22 ALE 地址鎖存允許信號 9 OUTPUTE 輸出允許信號 23 ADD C 地址線，選取某一路模擬信號 10 CLOCK 時鐘脈沖接入端 24 ADD B 地址線，選取某一路模擬信號 11 VCC 電源端， 5V 25 ADD A 地址線，選取某一路模擬信號 12 VREF+ 基準(zhǔn)電壓 + 26 IN0 模擬輸入接口 0 13 GND 接地端 27 IN1 模擬輸入接口 1 14 27 數(shù)字量輸出端 7 28 IN2 模擬輸入接口 2 ADC0809 如圖 ， IN0 接傳感器， 采集傳感器輸出的信號電壓信號， 經(jīng)過測試，當(dāng)采集的電壓超過 ，即表示濃度超過約 40%時， （設(shè)計提前，留有時間給電磁閥和排風(fēng)扇的工作時間）作為系統(tǒng)的閥值，一旦超過此閥值，系統(tǒng)將開啟排風(fēng)扇和關(guān)閉電磁閥，以處理險情，如在一定處理時間過后，系統(tǒng)仍檢測到濃度大于 40%，系統(tǒng)將發(fā)出警報信息。提醒人工干預(yù)。 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 25 圖 ADC0809 原理電路 由于我們采用的模擬信號輸入是固定的 IN0 輸入，所以，在 ADDA、 ADDB、 ADDC三個接口全部接地，低電平，即選擇 IN0 工作，這樣可以省去單片機的 I/O 口也能在程序上省去置低電平的代碼。 獨立按鍵控制電路 獨立按鍵控制電路的加入，主要是針對氣閥和排風(fēng)扇工作設(shè)計的。因為氣閥是電磁閥，在系統(tǒng)中控制天然氣管道的開關(guān)，電磁閥可以替代傳統(tǒng)的總閥。實現(xiàn)用單片機控制電磁閥來控制開關(guān)，需要使用天然氣時打開氣閥，排風(fēng)扇也是一樣?？梢杂糜谄綍r的廚房或者密閉空間的換氣通風(fēng)。所以獨立按鍵的控制是非常必要的。 獨立按鍵一共 4 個，分 2 組，分別控制電磁閥的開 /關(guān) 。排氣扇的開 /關(guān)，沒有采用矩陣結(jié)構(gòu)， 所以共占單片機的 ~ 共 4 個接口。按鍵一端接地，另一端到單片機，程序延時去除抖動之后，低電平為按鍵按下。進(jìn)行相應(yīng)的處理。 電路如圖 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 26 圖 按鍵電路與單片機接口 第四章 天然氣自動通斷裝置程序設(shè)計 程序編寫和調(diào)試工具 在天然氣自動通斷裝置 設(shè)計中，軟件要解決的主要問題是檢測傳感器送來的可燃性氣體濃度信號，進(jìn)行線性化處理， 然后用 LCD1602 進(jìn)行顯示 ，若濃度值超出限定值， 首先 啟動排氣裝置 和關(guān)閉總閥 ， 如果排風(fēng)和關(guān)閉無法使?jié)舛冉档?，系統(tǒng)就給 出警報信息，提醒人工干預(yù)。程序主要分為 分為主程序、中斷子程序、線性化處理子程序、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化十進(jìn)制子程序， 液晶顯示 、鍵掃描子程序 、報警和控制繼電器七 個部分。在程序的編寫過程中，加入了詳細(xì)的文字注釋，以便于后期的改進(jìn)與維護(hù)。 而在 STC89C51的 開發(fā)往往借助于開發(fā)系統(tǒng)工具， STC89C52系列單片機的調(diào)試、開發(fā)工具由硬件和軟件兩部分組成，硬件只需一臺 PC機、目標(biāo)板 和 keil開發(fā)工具。 (1) 程序 編寫 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 27 當(dāng)用戶將 根據(jù)硬件和功能，用 keil編寫 C語言程序 源程序 。 經(jīng) keil軟件語法檢查無誤并生成 HEX文件 。 (2) 程序燒寫 程序的燒寫是通過單片機燒寫程序，將 keil生成的 HEX代碼通過串口燒寫進(jìn)STC89C52的 ROM中。 (3) 現(xiàn)場觀察與修改 (4) 根據(jù)程序在單片機中的工作狀況，現(xiàn)場進(jìn)行程序的修改，重新編譯生產(chǎn)目標(biāo)代碼，重新燒寫。 系統(tǒng)程序框圖 系統(tǒng)工作總框圖，如圖 MQ2燃?xì)鈧鞲衅髋浜?ADC0809 工作， MQ2需要預(yù)熱，先延時預(yù)熱， ADC0809 需要初始化，先對系統(tǒng)的所有部分進(jìn)行初始化，初始化后，檢測鍵盤，鍵盤按下，中斷響應(yīng)鍵盤，檢測后，單片機對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后，送入 LCD1602 顯示，超過閥值，自動處理，處理過后如果仍然在閥值之外，警報系統(tǒng)工作，提醒人工干預(yù)。 主程序還包括顯示子程序， T0中斷子程序等， 子程序的結(jié)構(gòu)更加易于調(diào)試。 完善報警器的功能，給檢測人員帶來方便。 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 28 圖 系統(tǒng)總框圖 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 程序輸入完后就進(jìn)入調(diào)試階段。調(diào)試時采用逐個調(diào)試的方法，即先調(diào)試其中每個子程序，確保無誤后再對整個程序進(jìn)行整體調(diào)試，直到程序順利運行，達(dá)到設(shè)計目的。 電源 部分 我們的設(shè)計采用的是分模塊的萬能板，在接線用的杜邦線偏多，所以在設(shè)計的時候，一旦 設(shè)計負(fù)載比較大，表現(xiàn)為單片機有比較大的壓降，所以電源部分，除了指示燈以外，采用的多路供電和大電流電源，保證單片機的供電和工作。 按鈕誤動作調(diào)試 程序運行中，有時會發(fā)生按鈕誤動作現(xiàn)象。 因為按鍵是電平判定，對于系統(tǒng)來說，一個周期的時間非常短，所以，在程序中加入延時，去除按鍵抖動，能有效的防止按鍵的誤操作。 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 29 元件報警調(diào)試 氣敏元件在故障報警解除后發(fā)生濃度超限報警。解決方法如下：由于單片機為順序檢測，氣敏元件在短路故障報警解除后，此電壓依然高于濃度超限設(shè)定值，必然會引起濃度報警， 解決辦法是，在人 工干預(yù)后，在通風(fēng)后，復(fù)位系統(tǒng)即可。 設(shè)計結(jié)論 天然氣自動通斷裝置我負(fù)責(zé)的硬件部分，至此已經(jīng)全部完成和模塊測試完成了設(shè)計要求且正常工作。剩下的軟件和調(diào)試部分，也將由我的組員們一起去完成。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對理論和實踐之間的相互關(guān)系有了更清楚的認(rèn)識，理論是實踐的基礎(chǔ)，扎實的理論知識是做好工作的前提條件。 完成這個軟硬結(jié)合的綜合性設(shè)計，不僅使我鞏固了四年來所學(xué)的專業(yè)知識，而且還學(xué)到了不少新的知識，特別是強化了自己 去利用網(wǎng)絡(luò)和圖書資源 ，獨立思考問題、解決問題的能力。 我是做硬件部分的，硬件的 設(shè)計過程中，規(guī)劃是非常重要的，設(shè)計的原理圖早已完成，在制作 PCB板的過程中，各種問題還是非常多，因為用的萬能板，對規(guī)劃的提出了很高的要求，怎樣在有限的萬能板上，放置元件，布線能夠清晰，明了，沒有事先的規(guī)劃直接動手非常容易造成失敗。失敗就只能重頭再來。 我深深地體會到 做 技術(shù)是一件非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖虑椤?不光要有知識，也要有方法和步驟，這才是我們四年工科學(xué)習(xí)，得到最多的。遇到問題，怎么去入手，怎么樣去規(guī)劃，然后一點點到全面去完成和解決。 從中我得到了不少寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn)，我相信這些會讓我在今后的工作中取得更好的成績打下堅實 的基礎(chǔ)。 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 30 通過準(zhǔn)備這次設(shè)計， 基本用到了 protel和模電數(shù)電的知識 ，在工作前夕 更加深入了解一個團(tuán)隊的設(shè)計工作是怎樣去實現(xiàn)的 ，為我以 后的工作帶來極大的方便。同時通過這次設(shè)計我充分認(rèn)識到自己知識的貧乏，需要學(xué)習(xí)的東西還很多，充分激發(fā)自己的求知欲望。這是一次寶貴的經(jīng)驗，必將使我終生難忘。 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 31 致謝 設(shè)計過程中， 老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，每周都要求我們規(guī)范操作，寫工作總結(jié)，這樣專業(yè)的方式，讓我在論文寫作過程中，非常輕松。在導(dǎo)師的這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計態(tài)度的指導(dǎo)下，完成的設(shè)計的硬件部分和論文的寫作。就是這樣的設(shè)計方法，我相信，以后在工作中 ，也能讓我在條理分明的完成各種任務(wù) 。 感謝老師！ 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 32 參考文獻(xiàn) 【 1】 王幸之等 .AT89系列單片機原理與接口 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)， 2021:104106. 【 2】長沙太陽人電子有限公司 .SMC1602A 使用說明書 長沙：長沙太陽人電子有限公司 【 3】 美國國家半導(dǎo)體公司 .ADC0809 使用說明書 National Semiconductor 西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文 33 附錄：