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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-基于at89c51單片機(jī)的智能ic卡煤氣表控制裝置設(shè)計(jì)-資料下載頁

2025-11-22 23:00本頁面

【導(dǎo)讀】隨著信息社會(huì)的到來,人類所擁有的信息種類和數(shù)量呈爆炸性增長(zhǎng),IC卡,一種方便安全可靠的高技術(shù),高附加值的信息載體便應(yīng)運(yùn)而生。泛的應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的產(chǎn)品市場(chǎng)成為近幾年來我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的一大特點(diǎn)。費(fèi),減少不安全因素,進(jìn)行了“智能煤氣表的研究”。這既是IC卡技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的。進(jìn)一步探索,也是燃?xì)馐召M(fèi)管理方式的改革。分析和技術(shù)上的應(yīng)用研究。設(shè)計(jì)依據(jù)低成本,高可靠性的原則完成了以下工作:。數(shù)據(jù)庫軟件具有建立用戶檔案、銷售、寫卡、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能。

  

【正文】 BD a t e : 2 1 J u n 2 0 05 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ l e n ov o \桌面 \ d a t u3 .d dbD r a w n B y:abcdefgdpabcdefgdpV C C1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT itl eN u m be r R ev i s io nS iz eBD at e: 2 1 J u n 2 0 05 S he e t o f F ile : C :\D o cu m en ts a n d S e tt in gs \le n ov o \桌面 \d at u3 .d dbD ra w n B y:abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpD S ?D P Y _7 S E G _D P 有 N 8 根段選線。根據(jù)顯示方式不同,位選線與段選線的連接方法 不同。段選線控制字符選擇,位 選線控制顯示位的亮、暗。 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩中方式。 靜態(tài)顯示方式 LED 顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下,共陰極或共陽極連接在一起接地或 +5v;每位的段選線( a- dp)與一個(gè) 8 位并行 口相連。如圖 212所示該圖表示了一個(gè)四位靜 LED 顯示電路。該電路每一位可獨(dú)立顯示,只要在 該位的段選線上保持段選碼電平,該位就能保持相應(yīng) 的顯示字符。由于每一位由一個(gè) 8位輸出口控制段選碼,故在 同一時(shí)間里每一位顯示的字符可以不同。 N位靜態(tài)顯示器要求由 N 8 根 I/O 口線,占用 I/O 資源較多,故在位數(shù)多時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 圖 212 四位靜態(tài) LED顯示電路 動(dòng)態(tài)顯示方式 在多位 LED 顯示時(shí),為了簡(jiǎn)化電路,降低成本,將所有位的段選線并聯(lián)在一起 ,由一個(gè) 8位 I/O 口控制,而共 陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)分別由相應(yīng)的 I/O 口線控制。圖 213 就是一個(gè) 8位 LED動(dòng)態(tài)顯示器電路。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 1 J u n 2 0 05 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ l e n ov o \桌面 \ d a t u3 .d dbD r a w n B y:abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 1 J u n 2 0 05 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ l e n ov o \桌面 \ d a t u3 .d dbD r a w n B y:abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp 圖 213 八位 LED動(dòng)態(tài)顯示器電路 八位 LED 動(dòng)態(tài)顯示器電路只需要兩個(gè) 8位 I/O 口。其中一個(gè)控制段選碼,另一個(gè)控制位選。由于所有的段選碼皆有一個(gè) I/O 控制,因此,八位 LED 只可能顯示相 同的字符。要想每位顯示不同 的字符,必須采用掃描方式。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在 此瞬間,段選控制 I/O 輸出相應(yīng)字符段選碼,位選控制I/O 在 該顯示位送入選通電平(共陰極送低電平、共陽極送高電平)以保證 該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流,使每位顯示該位應(yīng)顯示字符,并保持一段時(shí)間,以造成視覺暫留 效果。不斷循環(huán)送出相應(yīng)的段選碼,位選碼,就可以獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。 在本設(shè)計(jì)中,由 LED 數(shù)碼管 及驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成四位動(dòng)態(tài)顯示,平時(shí)四位 LED所 顯示的是累計(jì)已耗用氣量的低四位,按 K1 鍵可依次循環(huán)顯示累積已經(jīng)耗用氣量的高三位和節(jié)余氣量。 耗氣量計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì) 霍爾效應(yīng) 圖 214 霍爾效應(yīng)原理圖 如圖 214 所示的金屬或 半導(dǎo)體薄 片,若在它的兩端通過控制電流 I,并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度位 B的磁場(chǎng),那么,在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上(即霍爾輸出端之間)將產(chǎn)生電動(dòng)熱 HU (霍爾電動(dòng)勢(shì)或霍爾電壓)。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受磁場(chǎng)中洛侖茲 力作用的結(jié)果。假設(shè)在 N型半導(dǎo)體薄片的控制電流端通過電流 I,那么,半導(dǎo)體中的載流子(電子)將沿著和電流相反的方向運(yùn)動(dòng),若在垂直于半導(dǎo)體薄片平面的方向上加一磁場(chǎng) B,則由于 洛侖茲 力 fL的作用,電子向一邊偏轉(zhuǎn)( fL 和 v之間所夾線的方向) ,并使該邊積累電子,而另一邊則積累正電荷,于是產(chǎn)生電場(chǎng)。該電場(chǎng)阻止運(yùn)動(dòng)電子的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電場(chǎng)作用在運(yùn)動(dòng)電子上的電場(chǎng)力 fE 與羅倫次力 fL相等時(shí),電子的累積便達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí),在薄片兩橫斷面之間建立的電場(chǎng)稱為霍爾電場(chǎng) HE ,相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)就稱為霍 爾電勢(shì) HU 。 霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小正比于控制電流 I和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的乘積 。 HK 稱為霍爾元件的靈敏度,它是表征在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和 單位 控制電流時(shí)輸出霍爾電壓 大小的一個(gè)重要參數(shù),一般要求它越大越好霍爾元件的靈敏度與元件材料的性質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)。由于半導(dǎo)體(尤其是 N 型半導(dǎo)體)的霍爾元件常數(shù) HR 要比金屬的大的多,所以,在實(shí)際應(yīng)用中,一般都采用 N 型半導(dǎo)體材料制作霍爾元件。此外,元件的厚度 d對(duì)靈敏度的影響也很大,元件的厚度越薄,靈敏度越高。所以霍爾元件的厚度一般都比較薄。 當(dāng)控制電流的方向或磁場(chǎng)的方向改變時(shí),輸出電動(dòng)勢(shì)的方向也將改變。但當(dāng)磁場(chǎng)與電流同時(shí)改變方向時(shí),霍爾電動(dòng)勢(shì)并不改變?cè)瓉淼姆较颉? 計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)沿用了傳統(tǒng)煤氣表的氣量計(jì)量部分,這樣,就能夠節(jié)省大量的人力,物力,財(cái)力等。將霍爾元件 H固定在轉(zhuǎn)軸附近,當(dāng)貼在轉(zhuǎn)軸上的小磁鋼轉(zhuǎn)過 H時(shí),霍 爾元件 HZ4就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖,經(jīng)斯密特觸發(fā)器倒相整形,送到 AT89C51 的0INT 端產(chǎn)生一次耗氣量計(jì)數(shù)中斷。當(dāng)節(jié)余氣量為臨界值時(shí),聲光提醒去購氣,節(jié)余量為零時(shí)則置相應(yīng)標(biāo)志,回主程序后立即關(guān)氣。 霍爾元件的材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 霍爾元件一般采用具有 N型的鍺、砷化銦等半導(dǎo)體單晶材料制成。鍺元件的輸出小,但它的溫度性能 和線性度卻比較好。砷化銦元件的輸出信號(hào)不是很大,但是受溫度的影響卻很小,而且線性度也比較好。因此,采用砷化銦為霍爾元件的材 料受到普遍重視。 在選用霍爾元件時(shí),要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合和要求來選用不同材料的元件。例如, 用于一般測(cè)量指示儀表中,大多采用鍺和砷化銦元件 。 本設(shè)計(jì)采用的是 HZ4型霍爾傳感器。它的參數(shù)如下:電阻率— (Ω cm),幾何尺寸 — 8 4 ( mm) ,輸入電阻 — 45% +2%(Ω),輸出電阻 40% +20%(Ω), 靈敏度 — 〉 4( mV/) ,不等位電阻 — (Ω),寄生直 流電動(dòng)勢(shì) — 100(uF), 額定控制電流 — 50( mA),霍爾電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù) — %( 1/C) ,熱阻 — (℃/mW) ,工作溫度 — 40~ +75(℃)。 可燃?xì)鈭?bào)警電路的設(shè)計(jì) 煤氣是有毒可燃?xì)怏w,當(dāng)空氣中達(dá)到一定濃度時(shí),將危及人的健康與安全。本電路線路簡(jiǎn)單,但具有很高的靈敏度,對(duì)探測(cè)有毒氣體是行之有效的。 傳感器 用 MQN10 氣敏傳感器作為探測(cè)頭,它是一種新型的低功耗高靈敏的氣敏元件。 探測(cè)報(bào)警電路 圖 215為探測(cè)報(bào)警電路。和其他氣敏 傳感器一樣, MQN10也有一個(gè)加熱絲和一對(duì)探測(cè)電極,它是用 N 型半導(dǎo)體材料制成的。 當(dāng)空氣不含有毒氣體時(shí), A,K 兩點(diǎn)間的電阻很大,流過 RP的電流很小, K點(diǎn)為低電位,達(dá)林頓管 U850 不導(dǎo)通;當(dāng)空氣中含有還原性氣體時(shí)(如煤氣時(shí)),A,K 兩點(diǎn)間的電阻迅速下降,通過 RP 的電流增大, K點(diǎn)電位升高,向 C2充電直至達(dá)到 U850 導(dǎo)通電位(約 ), U850 導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)發(fā)聲集成片 KD9561 發(fā)聲。 當(dāng)空氣中有毒氣體濃度下降致使 A,K兩點(diǎn)間恢復(fù)高阻時(shí), K點(diǎn)電位低于 ,U850 截至,報(bào)警解除。 圖 215 有毒氣體探測(cè)報(bào)警電路 調(diào)試 將 300ppm 濃度的氣體充入塑料袋中,將探測(cè)頭也封入塑料袋中,調(diào)節(jié)電位器 RP 直至使 VT導(dǎo)通發(fā)聲報(bào)警為止。 可燃?xì)鈧鞲衅?MQN10感應(yīng)到可燃?xì)鉂舛冗^量時(shí),有一正跳變經(jīng)施密特觸發(fā)器倒相整形后送到 ,當(dāng)查詢到 低時(shí)則程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行聲光報(bào)警。光報(bào)警時(shí)終止正常顯示,利用顯示器中的一位特定字符來指示,聲報(bào)警由 控制。低功耗工作時(shí), 送出一高電平停止 MQN10 的工作。 電源電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 市電結(jié)合充電電池雙重供電。當(dāng)市電供電時(shí),煤氣表工作于正常狀態(tài)。當(dāng)市電停電時(shí),鋰電池自動(dòng)續(xù)接供電。 CPU查詢到 為高即知斷市電,煤氣表轉(zhuǎn)入低功耗待機(jī)工作狀態(tài),主要功能都可通過中斷請(qǐng)求得以保持。此時(shí)停止顯示及可燃?xì)鈭?bào)警這兩部分耗電較大的電路的工作,平均耗電流可降至 以下,鋰電池滿電量為 1300mA h,電池可維持工作時(shí)間為 5年。可見雙供電方案與單獨(dú)電池供電相比可靠性提高。 萬一電池供電時(shí)電壓降至 ,比較器 LM393 正跳變觸發(fā)單穩(wěn)電路產(chǎn)生一個(gè) 負(fù)脈沖,引起 1INT 中斷,該中斷服務(wù)程序通過查詢 為高確認(rèn)是電池欠壓, 返 回主程序后立即關(guān)氣。 電子設(shè)備中所用的直流電源,通常是由電網(wǎng)提供的交流電經(jīng)過整流,濾波和穩(wěn)壓以后得到的。對(duì)于直流電源的主要要求是輸出電壓幅值穩(wěn)定,當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動(dòng)時(shí)能基本保持不變,直流輸出電壓平滑,脈沖成分小,交流電變換成直流電時(shí)轉(zhuǎn)換效率高。這種電源可以直接使用干電池,但比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的辦法是利用由交流電源經(jīng)過交換而成的直流電源。 方框圖 216中電源變壓器用來把 220V 的市電變成合適的電壓;整流是把交變的電壓(電流)變成單 方向的脈動(dòng)電壓(電流);濾波器的作用是把脈動(dòng)的電源要求更高,就需要穩(wěn)壓部分,穩(wěn)壓電路的作用是可使輸出的直流電壓在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載阻抗變化時(shí),基本保持穩(wěn)定。 電網(wǎng)電壓 負(fù)載 圖 216 直流電源產(chǎn)生過程 電源變壓器 電網(wǎng)提供的交流電一般為 220V 或 380V,而各種電子設(shè)備所需要的直流電壓幅值,卻各不相同。因此,常常需要將電網(wǎng)電壓先經(jīng)過電源變壓器,然后經(jīng) 將 變換 以后的副邊電壓再去整流、 濾波和穩(wěn)壓,最后得到所需的直流電壓幅
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