【正文】 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 參考文獻(xiàn) [1] 余發(fā)山，王福忠 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) [M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2020 [2] 楊寧，胡學(xué)軍 . 單片機(jī)與控制技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [3] 孫忠輝 . 室內(nèi)煤氣、天然氣泄漏報(bào)警器的設(shè)計(jì) [D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué) ， 2020 [4] 黃賢武，鄭筱霞 . 傳感器原理與應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社出版社 ， 2020 [5] 吉雷 . Protel99 從入門到精通 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2020 [6] 劉同法，陳忠平 . 單片機(jī)外圍接口電路與工程實(shí)踐 .北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [7] 李剛民，曹巧媛，曹琳琳 . 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)實(shí)例 [D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué) ， 2020 [8] 黃智偉 . 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ， 2020 [9] 馬忠梅 . 單片機(jī) C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [10] 周潤(rùn)景，張麗娜 . PROTUES 入門實(shí)用教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020 [11] 候玉寶，陳忠平，李成群 . 基于 PROTUES 的 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真 .北京：電子工業(yè)出版社 ， 2020 [12] 梁合慶 .單片機(jī)開發(fā)調(diào)試應(yīng)注意的問(wèn)題 [J].電子產(chǎn)片世界， 2020 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 附錄 A 英文原文 Process Planning and Automation for AdditiveSubtractive Solid Freeform Fabrication The demand in industry for fast, accurate renditions of designs is not new, and a whole munity of specialized model makers and craftsmen has traditionally catered to this demand. This munity has adopted new technology, like CNC machining, as it has bee available. Nevertheless, the process of creating a model or a prototype of a design remained labor and skill intensive until the set of processes known collectively as Solid Free form Fabrication became feasible. The processes currently used in the SFF industry are purely additive, where material is progressively added to the part being built in the final position and shape. Newer processes ing out of the research laboratories are using enginee。 在此，大學(xué)四 年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲， 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助。 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，陳老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 每次遇到難題 而又無(wú)法解決時(shí)，我總是 向陳老師尋求幫助，而陳 老 師每次不管忙或閑，總會(huì)抽空來(lái)找我面談，然后一起商量解決的辦法。通過(guò)這次的實(shí)踐讓我明白只有將理論付諸于實(shí)踐，真正在實(shí)踐中摸索，發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，積累更多的經(jīng)驗(yàn)，自己才能學(xué)到真東西，才能走的更遠(yuǎn) 。 本次設(shè)計(jì)中，雖然系統(tǒng)運(yùn)行正常，主體目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)， 但有些設(shè)計(jì)功能因?yàn)闀r(shí)間和技術(shù)水平上欠缺等等原因未獲得理想的效果。 3 實(shí)現(xiàn)了 手動(dòng)調(diào)節(jié)和 顯示功能，當(dāng)正常運(yùn)行時(shí) LED 顯示濃度，上電后可以根據(jù)按鍵設(shè)置上 下限值，設(shè)置好上下限值后，可根據(jù)設(shè)置值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)超過(guò)正常運(yùn)行值時(shí)報(bào)警 。 本次設(shè)計(jì)完成并實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的 基本 效果，其中實(shí)現(xiàn)的功能包括以下幾個(gè)方面： 瓦斯?jié)舛鹊臏y(cè)量，濃度檢測(cè)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，檢測(cè)出的濃度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)置 AD 轉(zhuǎn)換器在電路搭接正確的前提下，配以控制命令，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的報(bào)警效果。 圖 系統(tǒng)正常工作時(shí) 圖 系統(tǒng)超限時(shí) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 結(jié) 論 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的瓦斯報(bào)警控制系統(tǒng)應(yīng)用了 STC90C54AD 單片機(jī)、MQ4 氣體 傳感器 等器件完成了瓦斯?jié)舛葯z測(cè)、 A/D 轉(zhuǎn)換、狀態(tài)顯示以及報(bào)警等功能。當(dāng) 釋放甲烷、天然氣氣體模擬（打火機(jī)含有甲烷、天然氣氣體成分 ，超過(guò)設(shè)定值，蜂鳴器報(bào)警且指示燈點(diǎn)亮。如同測(cè)試發(fā)光二極管一樣，測(cè)試蜂鳴器的方 法相同，最后同樣得出預(yù)期的結(jié)果：高電平響，低電平不響。 否則應(yīng)該檢測(cè)傳感器電路是否出現(xiàn)故障。然后進(jìn)行復(fù)位電路的檢查，給單片機(jī)提供上電復(fù)位 ，看系統(tǒng)是否正常工作 。 在傳感器得到實(shí)時(shí)的濃度值時(shí)，注意看數(shù)碼管上的濃度值是否變化，如果不隨著相應(yīng)變化，則可能是傳感器出現(xiàn)故障。 MQ4 傳感器及 CPU 的調(diào)試 MQ4 傳感器正常接入電路后，會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)空氣中甲烷濃度， MQ4 元件表面與氧氣產(chǎn)生無(wú)焰燃燒時(shí)，會(huì)輸出一個(gè)電壓信號(hào)，且此時(shí)傳感器會(huì)稍稍發(fā)熱，則表示傳感器電路基本無(wú)故障 [12]。電源接通后，用萬(wàn)用 表測(cè) 輸入 電壓是否為 +5V，實(shí)際上輸出的電壓在 — 之間波動(dòng) ,通過(guò)這樣可以檢查電源模塊是否正常工作。等待大約 3 秒鐘之后程序就進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部了，然后根據(jù)實(shí)物對(duì)程序進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，完成硬件上的功能。 （ 3）選擇 COM 口，然后點(diǎn)擊下載文件，當(dāng)出現(xiàn)滴答聲后，說(shuō)明已經(jīng)連接上。 STC 單片機(jī)燒寫程序步驟： （ 1） 打開 STC 下載軟件，界面如圖 所示 圖 下載軟件界面 （ 2）選擇單片機(jī)的型號(hào)為 STC90C54AD,然后點(diǎn)擊“打開文件”打開選擇對(duì)話框，在彈出的對(duì)話框中雙擊要所要下載是芯片中的“ .hex”文件。 使用 avr_fighter 下載程序。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 程序下載及調(diào)試 將 Keil 編輯好的文件生成 2 進(jìn)制文件或者 16 進(jìn)制文件以后，我們必須把它下載到單片機(jī)里面，然后才能在實(shí)驗(yàn)板上看到我們預(yù)想的效果 [11]。在匯編或編譯完成后將產(chǎn)生（ *.lst）的列 表文件，在連接完成后也將產(chǎn)生（ *.m51）的列表文件，該頁(yè)用于對(duì)列表文件的內(nèi)容和形式進(jìn)行細(xì)致的調(diào)節(jié)，其中比較常用的選項(xiàng)是“ C Compile Listing”下的“ Assamble Code”項(xiàng)，選中該項(xiàng)可以在列表文件中生成 C 語(yǔ)言源程序所對(duì)應(yīng)的匯編代碼。以下僅對(duì)一些有關(guān)頁(yè)面中常用的選項(xiàng)作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 在 Name of Executable 后的文本框用于輸入目標(biāo)文件名，默認(rèn)與工程同名，這項(xiàng)一般不需要更改。 Browse information 是產(chǎn)生瀏覽信息，該信息可以用菜單 viewBrowse 來(lái)查看，這里取默認(rèn)值。 設(shè)置對(duì)話框中的 OutPut 頁(yè)面中也有多個(gè)選擇項(xiàng)，其中的 Creat Hex file 選項(xiàng)用于生成 可執(zhí)行代碼文件（可以用編程器寫入單片機(jī)芯片的 HEX 格式文件，文件的擴(kuò)展名 為 .HEX），默認(rèn)情況下該項(xiàng)未被選中，如果要寫片做硬件實(shí)驗(yàn)，就必須選中該項(xiàng)，這一點(diǎn)是初學(xué)者易疏忽的，在此特別提醒注意。一般將其設(shè)置成與硬件所用晶振頻率相同，以使顯示時(shí)間與實(shí)際所用時(shí)間一致。這個(gè)設(shè)置對(duì)話框很復(fù)雜，共有 8 個(gè)頁(yè)面，但絕大部分只需取默認(rèn)值就行。 工程的詳細(xì)設(shè)置 工程建立好以后，還需要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置才能滿足要求。但初學(xué)時(shí)常 會(huì)誤認(rèn)為操作沒(méi)有成功而再次雙擊同一文件，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)的對(duì)話框，提示你所選文件已在列表中，此時(shí)應(yīng)點(diǎn)擊“確 定”，返回前一對(duì)話框，然后點(diǎn)擊 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 “ Close” 即可返回主界面，返回后，點(diǎn)擊“ Source Group 1”前的加號(hào)，會(huì)發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。然后新建一個(gè)文件，將源程序輸入文件中，在程序輸入完畢之后，點(diǎn)擊菜單欄中“保存”選項(xiàng)，然后在彈出的對(duì)話框中輸入文件名，并保存為“ .c”格式文件。在點(diǎn)擊“保存”按鈕之后，將再次出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU（即 你所用芯片的型號(hào)）， Keil 支持的 CPU 類型很多，我們選擇 Atmel 公司 89C52 芯片。 建立工程文件 在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅有一個(gè)源程序就行了，還要為這個(gè)項(xiàng)目選擇 CPU（ Keil 支持?jǐn)?shù) 百種 CPU，而這些 CPU 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調(diào)試 的方式，有一些項(xiàng)目還會(huì)有多個(gè)文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程（ Project） 這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中，只能對(duì)工程而不能對(duì)單一 的源程序進(jìn)行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步 地來(lái)建立工程。 RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是 80C51 系列微控制器的一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核。它可針對(duì) 80C51 及其所有派生系列進(jìn)行配置使用。 （ 4） A51 匯編器套件。Vision2 調(diào)試器的功能。 CA51 編譯器套件只包含 181。 （ 3） CA51 編譯器套件。 DK51 開發(fā)套件是 PK51 的精簡(jiǎn)版，它不包括 RTX51 Tiny實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。專業(yè)開發(fā)套件可針對(duì)80C51 及其所有派生系列進(jìn)行配置使用。 Keil Software 提供了一流的 80C51 系列開發(fā)工具軟件，下面描述每個(gè)套件及其內(nèi)容： （ 1） PK51 專業(yè)開發(fā)套件。Vision3 for Windows：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中； C51 國(guó)際際準(zhǔn)化 C 交叉編譯器：從 C 源代碼產(chǎn) 生可重定位的目標(biāo)模塊； A51 宏匯編器：從 80C51 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； BL51 鏈接器 /定位器：組合由 C51 和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對(duì)目標(biāo)模塊； LIB51 庫(kù)管理器：從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫(kù)文件； OH51 目標(biāo)文件至 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對(duì)目標(biāo)模塊生成 Intel HEX 文件； RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。Vision3 集成開發(fā)環(huán)境是 Keil Software， Inc/Keil Elektronik GmbH 開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái) [8]，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項(xiàng)，在開發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。 傳感器檢測(cè)到瓦斯氣體濃度，沒(méi)有達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)綠色燈亮，蜂鳴器不發(fā)聲 ，仿真圖如圖 所示 。 雙擊單片機(jī)將生成后綴為 HEX 的文件燒錄進(jìn)單片機(jī)及可進(jìn)行仿真。從原理圖到 PCB 的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入 ARES 的 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)； ※ 先進(jìn)的自動(dòng)布局 /布線功能：支持器件的自動(dòng) /人工布局；支持無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換 /門交換功能使 PCB 設(shè)計(jì)更為合理； 完 整的 PCB 設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì) 16 個(gè)銅箔層， 2 個(gè)絲印層， 4 個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查， 3D 可視化預(yù)覽； ※ 多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括 Gerber 文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便利與其它 PCB 設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如protel）和 PCB 板的設(shè)計(jì)和加工 。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MATLAB 等多種編譯。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同 仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 是 否 是 否 圖 濃度顯示流程圖 Up 鍵值是否為 1 顯示上限值 Down 鍵值是否為 1 顯示下限值 顯示實(shí)時(shí)濃度值 子程序入口 返回 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 6 系統(tǒng) 仿真 Protues 仿真 軟件介紹 Protues 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。 主要過(guò)程為， 將 MQ4 測(cè)量到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示前的處理，然后對(duì) 數(shù)碼管寫 控制命令，使得相應(yīng)的位置顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)或者字符。 模擬報(bào)警子程序的基本功能是模擬