【正文】 桂林電。 using 。 return (x)。 CLK=0。 x=1。i8。 CS=0。 CLK=0。 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序就是 TLC549 所進(jìn)行的模數(shù)轉(zhuǎn)換程序。因而為了讓外部函數(shù)或者文件調(diào)用我們提供的這個借口描述文件 即頭文件。在設(shè)計程序的時候要學(xué)會利用模塊化編程，模塊化編程比較容易理解也更容易發(fā)現(xiàn)錯誤。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 系統(tǒng)主程序流程圖 圖 主程序系統(tǒng)流程圖 可燃?xì)怏w被傳感器檢測到，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機處理，并在顯示屏和上位機上實時顯示出來，報警濃度可由鍵盤設(shè)定，當(dāng)所設(shè)置的報警濃度低于所測得的濃度時，控制芯片 AT89S52 控制報警電路報警。 *仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 ABS 文桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 67 頁 23 件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。然后分別由 C51 及 C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（ .OBJ）。 ⒉ Keil C51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE），可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。另外重要的一點，只要看一下 編譯 后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil 的優(yōu)勢。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案 ，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。 max232 芯片的引腳 T2I、R2O 起著從單片機接收、發(fā)送的作用，而 T2O、 R2I 則起著往上位機發(fā)送和接收上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)的作用。串口模塊起著連接主控芯片 AT89S52 和上位機的作用，沒有串口模塊的連接就不可能達(dá)到通信作用。同時傳送多位數(shù)據(jù)的方式成為并行通信，如圖 （ a）所示，并行通信的特點是數(shù)據(jù)傳輸速度快，但需要的傳輸線多，一次成本高，適合近距離的數(shù)據(jù)通信；逐位依次傳輸數(shù)據(jù)的方式成為串行通信，如圖 （ b）所示，串行通信的特點是數(shù)據(jù)傳輸速度慢，但最少需要一條傳輸線，故成本低，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信。它既包括計算機與外部之間，也包括計算機和計算機之間的信息交換。其中逐次逼近法和雙積分法目前應(yīng)用較多，許多 A/D 轉(zhuǎn)換器根據(jù)此原理制成。它的實現(xiàn)方法有很多。在 LCD1602 的第三引腳還用連接一個滑動變阻器以便達(dá)到改變 LCD1602 的亮度，調(diào)節(jié)到合適的亮度。當(dāng)按鍵 S1 按下時， LCD1602 液晶顯示屏轉(zhuǎn)入設(shè)置報警濃度界面，按完S1 再按 S4 是報警界面之間的轉(zhuǎn)換，可以在甲烷、乙炔、一氧化碳報警界面之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行加或者減，按鍵 S3 是進(jìn)行進(jìn)式轉(zhuǎn)換，當(dāng)按下一次加或者減就有加或者減1 變?yōu)榧踊蛘邷p 10，再按一次則加或者減 100，再按一次又返回加或者減 1，依此循環(huán)；當(dāng)設(shè)置完成之后再按一次設(shè)置則回到原來的界面 。這五個按鍵的一端分別接 P1 口的 P1^0、 P1^ P^ P1^ P^4，另一端接地。一氧化 碳、甲烷、乙炔傳感器的引腳都一樣都是六個，每邊三個；一邊的 3 引腳都是接 VCC，另一邊的中間那個 5 引腳接個 歐姆的電阻 R3 后接地， 6 引腳短接后接個 1k的電阻 R5 然后接地，在 6 引腳之間引線連到排針 4 腳， 4 腳就是輸出的信號腳，電容C1 是用來濾波的。三極管是為了放大從單片機輸出的信號使蜂鳴器和二極管能夠被驅(qū)動 圖 報警電路 電阻為了保護(hù)單片機和蜂鳴器和發(fā)光二極管。在制作單片機最小系統(tǒng)板時還要特別注意要在 P0 口上加上拉電阻，因為 P0 口與其他的端口不一樣， AT89S52 單片機內(nèi)部的 P0 口沒有上拉電阻，所以得加個排阻上去， 單片機最小系統(tǒng)的電路圖如圖 （ c）所示： 圖 （ c） AT89S52 單片機最小系統(tǒng)。 CPU 就是以兩相時鐘 P1 和 P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機 各部分有效工作的。 晶體振蕩器的振蕩信號從 XTAL2P1和 P2供單片機使用。 時鐘電路 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 67 頁 18 圖 (b)AT89S52 單片機時鐘電路 單片機最小系統(tǒng)的時鐘電路如圖 （ aXTAL1 和 XTAL2C1 和 C2 一般取 30pF 12MHz 之間。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。上電時， VCC 的上升時間約為 10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz，起振時間為 1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為 10ms。上電復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電 容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 VCC 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。對于CMOS 型單片機，由于在 RST 端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外 部電阻去掉，而將外接電容減至 1181。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。當(dāng)人為按下按鈕時，則 VCC 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位 手動按鈕復(fù)位 手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST上加入高電平。 89 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。許多用戶在設(shè)計完單片機系統(tǒng) ,并在實驗室調(diào)試成功后 ,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了 “死機 ”、 “程序走飛 ”等現(xiàn)象 ,這主要是單片機的復(fù)位電路設(shè)計不可靠引起的。 無論用戶使用哪種類型的單片機 ,總要涉及到單片機復(fù)位電路 的設(shè)計。 如下圖分別是 LCD1602 的寫操作時序圖、時序參數(shù)圖如圖 （ a）、 （ b）圖所示 圖 （ a） LCD1602 寫操作時序圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 67 頁 16 圖 （ b） LCD1602 操作時序參數(shù) 3 硬件設(shè)計思路 系統(tǒng)基本原理 便攜式 可燃?xì)怏w 檢測儀 主要有三部分組成，一是檢測儀器， 也就是甲烷，一氧化碳，乙炔三個傳感器 采集空氣中的可燃?xì)怏w，安裝在可燃?xì)怏w釋放源 的 附近 環(huán)境中，當(dāng)這些檢測儀器檢測到附近的環(huán)境中有可燃?xì)怏w時，這些檢測儀器就能將可燃?xì)怏w濃度的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電信號 ；二是 轉(zhuǎn)換 器， 轉(zhuǎn)換器的作用就是把檢測儀器輸出的模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；三是控制器，控制器的作用是把轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號進(jìn)行處理并把處理過的信號濃度送到 LCD1602 液晶屏上顯示，并能在濃度超過一定值時發(fā)出信號控制報警電路 ；四是顯示器包括 LCD1602 和上位機界面，他們能實時顯示控制器輸出的可燃?xì)怏w濃度。 LCD1602 工作時序 ① 當(dāng)要寫指令字，設(shè)置 LCD1602 的工作方式時：需要把 RS 置為低電平， RW 置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口 D0~D7，最后 E 引腳一個高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。 第 15～ 16 腳： 空腳 或背燈電源。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 67 頁 15 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。 第 4 腳： RS 為 寄存器 選擇，高電平 1 時選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時選擇 指令寄存器 。 市面上字符液晶大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。它由若干個 5X7 或者 5X11 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 67 頁 14 圖 引腳圖 注：為了表示的方便 ，后文皆以 1 表示高電平， 0 表示低電平。注意，由于 RS232 電平較高，在接通時產(chǎn)生的瞬時電涌非常高，很有可能擊毀 max232，所以在 使用中應(yīng)盡量避免熱插拔。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 13 頁 共 67 頁 13 芯片主要特點 芯片 MAX232 電路結(jié)構(gòu)如圖 所示，以及芯片所擁有的一些特性如下： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 圖 芯片的內(nèi)外部電路 只需要單一 +5V 電源供電 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、 V 功耗低，典型供電電流 5mA 內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 高集成度，片外最低只需 4 個電容即可工作。 由此可見，在ＴＬＣ５４９的Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ端輸入８個主控器件發(fā)來的時鐘信號期間，需要完成以下工作：讀入前次Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換結(jié)果；對本次轉(zhuǎn)換的輸入模擬信號采樣并保持；啟動本次Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換開始。完成一次轉(zhuǎn)換的時間為３６個系統(tǒng)時鐘周期，最大為１７ｕｓ。 工作時序 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 12 頁 共 67 頁 12 圖 工作時序圖 ＴＬＣ５４９是 SPI 總線器件，采用簡化為三線的 SPI 總線它，工作時序見圖 所示。由此 可見，在自 TLC549的 I/O CLOCK 端輸入 8 個外部 時鐘信號 期間需要完成以下工作：讀入前次 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果；對本次轉(zhuǎn)換的輸入 模擬信號 采樣并保持；啟動本次 A/D 轉(zhuǎn)換開始。轉(zhuǎn)換時間為 36 個系統(tǒng) 時鐘周期 ，最大為 17us。 I/O CLOCK：外接輸入 /輸出時鐘輸入端，同于同步芯片的輸入輸出操作，無需與芯片內(nèi)部系統(tǒng) 時鐘同步 。 DATA OUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與 TTL 電平兼容，輸出時高位在前，低位在后。 GND：接地端。且要求：（ REF+）－（ REF） ≥1V。 引腳及各引腳功能 REF+：正基準(zhǔn)電壓輸入 ≤REF+≤Vcc+。 芯片 簡介 TLC549 是 TI 公司生產(chǎn)的一種低價位、高性能的 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ，它以 8 位開關(guān)電容逐 次逼近的方法實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ， 4MHZ 典型內(nèi)部 系統(tǒng)時鐘 ，電源為 3V 至 6V。在滿足傳感器電性能要求的前提 下， VC和 VH可以共用同一個電源電路。 VC 則是用于測定與傳感器串聯(lián) 的負(fù)載電阻（ RL）上的電壓（ VRL）。該傳感器需要施加 2 個電 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 67 頁 10 壓：加熱器電壓（ VH）和測試電壓（ VC）。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化，所以當(dāng)遇到高溫等因素時鉑絲的溫度發(fā)生變化，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化 ,探測的數(shù)據(jù)也會發(fā)生變化。 在給定的工作條件下和適當(dāng)?shù)臍怏w濃度范圍內(nèi)，傳感器的電阻值和還原性氣體濃度之間的關(guān)系 可近似由下面方程表示： 其中： Rs：傳感器電阻 A：常數(shù) [C]:氣體濃度 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 67 頁 9 Vc VH GND RL VRL α :Rs 曲線的斜率 MQX 系列傳感器屬于 催化 燃燒 行傳感器。在工作條件下當(dāng)傳感器遇到還原性氣體時，氧負(fù)離子因與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致其表面濃度降低，勢壘隨之降低（圖2 和圖 3）。在敏感材料內(nèi)部，自由電子必須 穿過金屬氧化物半導(dǎo)體微晶粒的結(jié)合部位（晶界）才能形成電流。圖 為傳感器組成方塊圖 圖 傳感器組成方塊圖 系列可燃?xì)怏w傳感器工作原理