【導(dǎo)讀】電路、LCD顯示器1602顯示電路及聲光報(bào)警電路五大部分組成。度，結(jié)合外部硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃性氣體進(jìn)行報(bào)警控制。軟件部分采用了C語(yǔ)言。該控制器具有操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，價(jià)格便宜，智能化、安全性高等特點(diǎn)，適合家庭、儲(chǔ)氣倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所使用。

　　

【正文】 值 計(jì)數(shù)單元 +1 開(kāi)始 1秒 ? 采樣子程序 采樣計(jì)數(shù) +1 超過(guò)上限值？ 線性化處理 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制 送入顯示 聲光報(bào)警 濾波 中斷返回 可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 23 顯示子程序設(shè)計(jì) 顯示模塊采用了 LCD1602，其顯示子程序如圖 18 所示。 圖 18 顯示子程序 開(kāi)始 調(diào)用寫命令子函數(shù) 寫入初始地址 依次寫入數(shù)據(jù) 液晶初始化 基本指令操作 顯示開(kāi)，關(guān)游標(biāo) 游標(biāo)自動(dòng)右移，整體畫(huà)面不動(dòng) 清除 LCD 內(nèi)容 可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 24 5 系統(tǒng)調(diào)試 硬件的調(diào)試 在單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì) 都需要做到準(zhǔn)確無(wú)誤。 可見(jiàn)調(diào)試的工作量比較大。 調(diào)試部分是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 至關(guān)重要的部分。調(diào)試的成功與否直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可行性。 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開(kāi)的，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試以進(jìn)一步排除故障?？梢?jiàn)硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過(guò)，軟件設(shè)計(jì)則是無(wú)從做起。 當(dāng)硬件設(shè)計(jì)從布線到焊接安裝完成之后，就開(kāi)始進(jìn)入硬件調(diào)試階段，調(diào)試大體 可以 分為以下幾步。 排除邏輯故障 這類故障往往由于設(shè)計(jì)和加工制板過(guò)程中工藝性錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線、開(kāi)路、短路。排除的方法是首先將加工 的印制板認(rèn)真對(duì)照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線路短路。必要時(shí)利用數(shù)字萬(wàn)用表的短路測(cè)試功能，可以縮短排錯(cuò)時(shí)間。 排除元器件故障 造成這類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來(lái)時(shí)就已壞了；另一個(gè)是由于安裝錯(cuò)誤，造成器件燒壞。可以采取檢查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無(wú)誤后，用替換方法排除錯(cuò)誤。 排除電源故障 在通電前，一定要檢查電 源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。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。若有高壓，聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí)，將會(huì)損壞仿真器等，有時(shí)會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試主要采用 keil軟件調(diào)試編譯單片機(jī)程序。由于 STC89C52可以擦寫上千次，所以在這個(gè)調(diào)試過(guò)程中，并沒(méi)有用仿真器來(lái)實(shí)踐，而是直接將程序燒寫進(jìn)單片機(jī)來(lái)操作。將通過(guò) KEIL軟件編譯通過(guò)的單片機(jī)程序生成的“ .hex”檔用燒錄軟件通過(guò)下載線可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 25 燒寫進(jìn)單片機(jī)中。 軟、硬件整體調(diào)試 軟、硬件聯(lián)調(diào)是將已經(jīng)調(diào)試通過(guò)的軟件和硬件結(jié)合起來(lái)一起進(jìn)行調(diào)試。這部分是單片機(jī)制作過(guò)程中最重要的調(diào)試部分。單一的軟件或是硬件的調(diào)試通過(guò)了并不能驗(yàn)證總的方案的可行性。只有將整個(gè)系統(tǒng)的軟件硬件相結(jié)合連接起來(lái)進(jìn)行調(diào)試，也就是綜合調(diào)試。如果調(diào)試成功了才能說(shuō)明此系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)成功。 采用 Keil軟件和硬件電路板進(jìn)行軟硬件聯(lián)合仿真，首先編譯單片機(jī)程序，然后運(yùn)行編譯的程序，程序檢查成功后，再把程序燒入硬件之中。對(duì)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤要仔細(xì)分析，然后不斷更正錯(cuò)誤，直至達(dá)到理想效果為 止。 在軟硬件聯(lián)調(diào)時(shí)，根據(jù)在程序中設(shè)定的閾值，將打火機(jī)打火放到氣體傳感器周圍，這樣氣體傳感器就可以采集到相應(yīng)可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)濃度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值 400ppm時(shí) ，蜂鳴器就會(huì)立即報(bào)警，同時(shí)二極管也發(fā)光。 小結(jié) 硬件部分的實(shí)物焊接是自己 DIY的成果展示，雖然線路簡(jiǎn)單，但我還是每一步都細(xì)心地焊接，每焊完小一部分，都用萬(wàn)用表檢查電路的通短情況。在焊接、測(cè)試的過(guò)程中，也遇到了不少問(wèn)題，例如，走錫、飛線的干擾、元器件的排版等，這些都是經(jīng)歷過(guò)并解決的問(wèn)題。這過(guò)程中我向一些有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)請(qǐng)教，幫助解決了問(wèn)題。軟件 方面，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)、查找設(shè)計(jì)中需要用到的芯片資料，我順利用 KEIL C51編譯軟件寫好程序 ,并調(diào)試成功。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)傳感器、液晶顯示有了更多的了解，更熟練地掌握了單片機(jī)的應(yīng)用。 系統(tǒng)調(diào)試是本設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵，軟件與硬件的結(jié)合是本設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。經(jīng)過(guò)這一次調(diào)試，我對(duì)硬件電路理解的更加透徹，對(duì)軟件的糾錯(cuò)能力也有了進(jìn)一步的提高，并且熟悉了 KEIL C51的操作，使自己對(duì)單片機(jī)煤氣警報(bào)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)更加深刻。 可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1]王俊峰等主編，《理工科學(xué)生怎樣搞畢業(yè)設(shè)計(jì)》，北京：電子工業(yè)出 版社 2021 [2]史久貴主編，《基于 Altium Designer 的原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)》 —— 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [3]胡漢才主編，《單片機(jī)原理及其界面技術(shù)》，（第 2 版）北京：清華大學(xué)出版社 2021 [4]清華大學(xué)電子教研組編，童詩(shī)白主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，修訂 4 版，北京：高等教育出版社 [5]清華大學(xué)電子教研組編，閻石主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，修訂 3 版，北京：高等教育出版社 [6]BARONCINI M,Sensors and Actuators,A simple interface circuit for micromachined gas sensor. 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