【正文】 編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習慣。還有很多處理器都支持 C 編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植?；?C 語言和匯編語言的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用 C 語言編寫方法。軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據(jù)模塊要實現(xiàn)的功能寫各個子程序。整個軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 51 頁開 始使 能 芯 片輸 入 通 道 控 制 字產(chǎn) 生 時 鐘 信 號 讀 取 2字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 校 驗送 入 指 定 寄 存 器結(jié) 束 主程序模塊主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測儀的各個功能。主要是檢測與顯示，時間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲。功能子函數(shù)的調(diào)用。見圖 圖 主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換模塊⑴模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為 MCU 能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給 MCU。⑵ADC0832 轉(zhuǎn)換的流程圖見下圖 圖 數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 A/D 芯片的數(shù)據(jù) CS 口，連接 51 單片機的 口，CLK 接 ，D1 和 D0 接 口。初始化時鐘 初 始 化LCD 屏 顯示開機畫面顯示時間顯示主菜單初始化 CPU開始 讀鍵桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 24 頁 共 51 頁按 鍵 程 序 入 口按 鍵 按 下 ？調(diào) 用 延 時 程 序按 鍵 釋 放 ？鍵 值 傳 送YN NY工作時序如下所示： ADC0832 有 8 只引腳，CH0 和 CH1 為模擬輸入端，CS 為片選引腳，只有 CS 置低才能對 ADC0832 進行配置和啟動轉(zhuǎn)換。CLK 為 ADC0832 的時鐘輸入端。CS 在整個轉(zhuǎn)換過程中都必須為低，當 CS 為低時，在數(shù)據(jù)輸入端 DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個高電平，接著在 CLK 上加一個時鐘，DI 上的邏輯 1 就會使 ADC0832 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù)伴隨著時鐘通過 DI 端移入多路器，當最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時， ，DI 變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。在經(jīng)過一個時鐘，DO 脫離高阻態(tài)，從而啟動轉(zhuǎn)換。接著從處理器接收時鐘信號，每經(jīng)過一個時鐘，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會從高位到低位依次從 DO 移出，經(jīng)過 8 個時鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO 移出（也是每個時鐘移一位） 。當最后一位數(shù)據(jù)移出時轉(zhuǎn)換完成。當 CS 從低變?yōu)楦邥r，ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。如想要進行下一次轉(zhuǎn)換，CS 必須做一個從高到低的跳變，后跟著地此配置數(shù)據(jù)重復上面的過程。 按鍵輸入模塊⑴按鍵時顯現(xiàn)人機對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與 MCU 串行通信，然后在液晶上顯示。⑵按鍵查詢式的流程圖見下圖（圖 ）: 圖 按鍵查詢式的流程圖按鍵的四個鍵分別接 ,由于 P1 口具有上拉電阻，所以不在需要加上拉電阻進行電壓的放大。 時鐘模塊⑴DS1302 模塊主要是用于設置時間和與 MCU 通信經(jīng) LCD 顯示時間。⑵時鐘模塊操作流程圖見下圖 ：桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 25 頁 共 51 頁開 始初 始 化保 護 寄 存 器 操 作 向 DS寫 入 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)向 DS讀 取 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)結(jié) 束 圖 時鐘模塊操作流程圖時鐘芯片的 RST 接 ,SCLK 接 ,I/O 口接 ，我使用的是串行接口通信。進行數(shù)據(jù)的改變和控制。DS1302 時序圖（如圖 ）圖 DS1302 讀/寫時序圖在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫命令字的8 個 SCLK 周期之后，在接下來的 8 個 SCLK 周期中的每個脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0 位開始。如果有額外的 SCLK 周期，它們將被忽略。數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的 8個 SCLK 周期之后，在接下來的 8 個 SCLK 周期中的每個脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0 位開始。需要注意的是，第一個數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 26 頁 共 51 頁忙 ?入 口讀 狀 態(tài) 字寫 指 令 代 碼 /顯 示 數(shù) 據(jù)讀 顯 示 數(shù) 據(jù)否是 出。只要 RST 保持高電平，如果有額外的 SCLK 周期，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，即多字節(jié)傳送。DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 42：此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。 Ds1302 內(nèi)部寄存器：CH：時鐘停止位 寄存器 2 的第 7 位。CH=0 震蕩工作允許 BIT7=1，12 小時模式CH=1 振蕩器停止 BIT7=1，24 小時模式 液晶顯示輸出模塊LCD 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示，以及各控制效果的顯示。采用直接訪問方式。液晶顯示的操作流程圖見下圖 ：圖 液晶顯示的操作流程圖液晶顯示 D0 到 D7 口接 到 ，單獨使用一個口，為了避免數(shù)據(jù)的干擾，由于 P0 口沒有上拉電阻，所以需要一個排阻進行電壓的擴大.LCD1602 的讀寫工作時序圖如圖 和圖 所示：桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 27 頁 共 51 頁 圖 LCD1602 讀操作時序 當處于讀狀態(tài)時，RS 處于低脈沖，R/W 為高脈沖，E 為高脈沖 ，D0~D7=狀態(tài)字當處于讀數(shù)據(jù)時，RS 為高脈沖，R/W 為高脈沖，E 為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù)。圖 LCD1602 寫操作時序當處于寫指令時，RS 為低脈沖， R/W 為低脈沖， D0~D7=指令碼，E= 高脈沖當處于寫數(shù)據(jù)時，RS 為高脈沖， R/W 為低脈沖， E 為高脈沖，D0~D7=數(shù)據(jù). 外圍存儲模塊在 LCD1602 液晶上顯示相應的讀寫數(shù)據(jù)。在液晶上顯示的格式如下：C 0 2 A D D R E S S : 0 X 0 1W R : 0 1 0 R E A D : 0 1 024C02 管腳圖（如圖 ）：圖 24C02 管腳圖 24C02器件的地址：A0,A1,A2 和 WP 都是接地，所以 24C02 的讀器件地址為：1010001，即 0xa1；桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 28 頁 共 51 頁寫器件地址為：10100000，即 0xa0。往 24C02 寫數(shù)據(jù)方式（如圖 ）：圖 24C02 寫數(shù)據(jù)當 MSB 電位為高脈沖時，24C02 芯片開始工作，選擇地址位寫（讀）地址位和 ACK為低脈沖，芯片開始寫入地址并存入數(shù)據(jù)。從 24C02 讀是數(shù)據(jù)方式（（如圖 ）：圖 24C02 讀數(shù)據(jù)當 MSB 電位為高脈沖時，24C02 芯片開始工作，選擇地址位寫（讀）地址位和 ACK為低脈沖，芯片開始讀取地址欄中的數(shù)據(jù)。6. 系統(tǒng)調(diào)試在前面幾章中，我們詳細討論了酒精濃度測試儀的硬件和軟件設計，但是要系統(tǒng)真正的運行起來達到預期的指標和功能，就必須對系統(tǒng)進行調(diào)試。系統(tǒng)的調(diào)試包括系統(tǒng)的硬件和軟件設計。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 元器件的焊接焊接前應對整個電路板進行檢查。首先，用萬用表對印制的電路板線路進行檢查，該過程是在焊接元器件之前的必要工作，主要是檢查印制的電路板線路是否有斷路的情況，如果檢查沒有問題，則可以對元器件進行焊接。焊接前對電阻、電容的量值要進行測量、篩選，選擇與電路中參數(shù)值一致的元器件，在選擇芯片時，要注意芯片與設計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在焊接時，應將印制的電路板認真對照原理圖，查看元器件的引腳焊接是否正確。 電路測試電路板焊接完成后，需要對每個元器件的引腳逐個進行檢查，一方面是檢查有沒有引腳虛焊或與其他信號線短路，另一方面是對器件引腳功能的再檢查，查看設計是桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 29 頁 共 51 頁否正確。檢查電路焊接沒有問題后，則可以進行上電測試。上電測試是調(diào)試的關鍵部分，按照系統(tǒng)方案設計的模塊化思想，應該分模塊測試系統(tǒng)。首先還是應該測試電源部分，系統(tǒng)上電以后，測試各個電源端口和器件的電源部分是否工作正常，同時應注意系統(tǒng)中有無器件過熱情況，如果有的話，可能是相應的器件損壞或電路中有短路，需要認真檢查之后再加電。如果沒有問題，則可以進行功能的檢測。由于系統(tǒng)硬件較復雜，硬件電路裝配、焊接完成后，可能不能正常工作。為了方便調(diào)試，采用分塊調(diào)試的方法。在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成芯片的損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位，若在 5V~ 之間屬正常范圍。 系統(tǒng)軟件調(diào)試硬件調(diào)試完成以后，軟件調(diào)試就非常重要。系統(tǒng)軟件調(diào)試時也要分模塊來進行調(diào)試，這樣才能使進程有條不紊的進行下去，而不至于出現(xiàn)混亂。首先，檢查 LCD1602 液晶顯示屏。LCD1602 顯示屏上電后，檢查是否可以正常顯示，第一行顯示英文字符，第二行顯示時間，此時，按下按鍵即可對時間進行調(diào)整。其次，調(diào)試存儲模塊。檢查存儲模塊是否能夠讀寫信息，當存入一個數(shù)據(jù)的時候，從 LCD1602 中，讀出來，看是否與之前存入的數(shù)據(jù)一致，而可認為存儲模塊正常工作。再次，調(diào)試單片機與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，在 LCD 模塊調(diào)試成功之后，就可以調(diào)試數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，在模擬的測試一個電壓，若 LCD1602 能夠正常顯示記錄的數(shù)據(jù)，則調(diào)試成功。最后調(diào)試傳感模塊，根據(jù)傳感器的要求，輸入一個 9V 高電壓和一個 5V 電壓，則傳感能通過 AD 的轉(zhuǎn)換，在 LCD1602 顯示正常的電壓，則調(diào)試成功，之后進行程序的運算，使 LCD 實現(xiàn)酒精濃度數(shù)值 系統(tǒng)整體調(diào)試在軟件和硬件的分別調(diào)試成功后，然后進行程序的捎入單片機中，進行整塊系統(tǒng)的調(diào)試，提供 9V 的電壓，使單片機和傳感器，和各個元件都能正常工作后，要對傳感的最大值和最小值的調(diào)試，最小值調(diào)試，即把傳感器裸露在空氣中，環(huán)境為無酒精環(huán)境，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使 LCD1602 顯示為 0，進行多次斷電，最終沒有數(shù)據(jù)變化，數(shù)值為零，即對傳感器的最小值調(diào)試成功；傳感器的最大值為 5V 即相對應的濃度為1000PPM，在目前條件找不到如此濃度的酒精，進而，對一般數(shù)值的酒精濃度調(diào)試，就是在三個相同的容器下，倒入不同量的酒精，然后進行稀釋，然后進行測量，在大致的估計得濃度下，看是否有很大偏差，沒有就說明，整體調(diào)試成功。參考文獻[1] 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