【正文】 外部中斷 0 的入口地址是 0003H，所以必用的兩條指令是： ORG 0003H LJMP EXINT0 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 31 圖 54 氣體濃度監(jiān)測中斷服務(wù)子程序流程圖 由此我們可得氣體濃度監(jiān)測中斷服務(wù)子程序流程。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)端（ EOC）會(huì)由低電平變?yōu)楦唠娖?，利用這一電平的變化，作為外部請(qǐng)求中斷信號(hào)源，而 CPU 的外部中斷 0 為低電平有效，所以我們用了一個(gè)非門來實(shí)現(xiàn) EOC 和 INT0 的連接。 常用的軟件設(shè)計(jì)方法有兩種：查詢方式、中斷方式。從而可以得到該子程序的流程圖 53 所示。s MOV C, RRC A ；按位讀入 MOV R5, 20 RE3: DJNZ R5, RE3 ；保證讀過程持續(xù) 60181。s DJNZ R3， WR1 SETB RET DS18B20 讀子程序 READ: MOV R6， 8 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 RE1: CLR MOV R4, 4 NOP ；低電平持續(xù) 2181。s RET DS18B20 寫子程序 WRITE: MOV R3, 8 WR1: SETB MOV R4, 6 RRC A ； A 中的值帶進(jìn)位右環(huán)移 CLR WR2: DJNZ R4,WR2 ；數(shù)據(jù)線變低 16181。s CLR C ORL C, ；數(shù)據(jù)線應(yīng)變低 JC L0 ；沒準(zhǔn)備好，重來 MOV R6， 30 L5: ORL C, ； C 中的值與 的值求或再送給 C JC L3 ；數(shù)據(jù)線變高初始化成功 DJNZ R6,L5 ；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù) 240181。 圖 52 DS18B20測溫子程序流程圖 DS18B20 的初始化程序： RESET: L0: CLR MOV R2, 160 L1: NOP DS18B20 初始化 設(shè)置 DS18B20 分辨率 發(fā) SKIP ROM 命令 發(fā)溫度開始轉(zhuǎn)換命令 發(fā)讀溫度命令，從 DS18B20 中讀出兩個(gè)字 節(jié)的溫度數(shù)據(jù)，并存于 40H、 41H 返 回 開 始 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 DJNZ R2， L1 SETB ；主機(jī)發(fā)置位脈沖持續(xù) 600181。 DS18B20 作為一線總線器件要求采用嚴(yán)格的信號(hào)時(shí)序，以保證數(shù)據(jù)的完整性。 圖 51 主程流程圖 開始 DS18B20 的初始化 開外部中斷 0 液晶顯示器初始化 調(diào)用測溫子程序 調(diào)用溫度處理子程序 采用中斷方式采集可燃性氣體濃度 調(diào)用液晶顯示子程序 顯示字符“ CHAOBIAO” 可燃性氣體濃度是否超標(biāo)？ N Y 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 報(bào)警 調(diào)用液晶顯示子程序 顯示溫度 調(diào)用液晶顯示子程序 顯示字符“ NORMAL” 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 溫度測量和處理的軟件設(shè)計(jì) DS18B20 的溫度測量子程序 主要完成對(duì) DS18B20 的初始化，測溫以及將溫度數(shù)據(jù)由 DS18B20 的暫存存儲(chǔ)器的前兩個(gè)字節(jié)讀出保存在 40H 和 41H 中。 LCALL RESET ； DS18B20 的初始化 SETB F0 ；置中斷發(fā)生 標(biāo)志 MOVX DPTR,A ；啟動(dòng) A/D(=0,WR=0) SETB IT0 ；置外部中斷 0 為邊沿觸發(fā) SETB EX0 ； 允許外部中斷 0 SETB EA ；開中斷 LCALL P_INIT_DISP ； 顯示接口初始化 最后，調(diào)用 DS18B20 測溫子程序、溫度處理子程序、中斷子程序及液晶顯示子程序，并把檢測到的氣體濃度值與預(yù)存好的臨界濃度值進(jìn)行比較，從 而確定報(bào)警電路及控黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 制執(zhí)行電路的啟動(dòng)與否。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 第 5章 系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì) 主程序 首先，在主程序書寫開始之前，先要完成變量的定義以及顯示器引腳定義，本系統(tǒng)軟件的基本定義如下： 溫度檢測的變量定義 TEMP EQU 30H ；溫度值存放中間單元定義 TEMP1 EQU 40H ；溫度值高字節(jié)存儲(chǔ)單元定義 TEMP2 EQU 41H ；溫度值低字節(jié)存儲(chǔ)單元定義 顯示器引腳定義 RS EQU ； 寄存器選擇的引腳定義 RW EQU ； 讀寫信號(hào)線引腳定義 E EQU ； 使能端定義 其次，完成幾乎每個(gè)程序開頭都應(yīng)有的說明。 圖 411 報(bào)警部分電路圖 本章小結(jié) 本章介紹了系統(tǒng)中所涉及的各部分電路的功能，它包括電源部分電路、采集部分電路、液晶顯示部分電路、控制部分電路?？梢钥吹竭@個(gè)電路相當(dāng)簡單，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)其基本功能。所以我們?cè)谥虚g再串聯(lián)一個(gè)電阻， 進(jìn)行限流， 就能夠達(dá)到預(yù)計(jì)的要求。在這部分設(shè)計(jì)中，用 AT89C52 的 P2 口來與報(bào)警電路進(jìn)行相連， P2 口作為輸出口，該位的輸出引腳由內(nèi)部的拉高電路拉成高電平。 圖 410 控制執(zhí)行電路圖 報(bào)警電路 根據(jù)課題要求和系統(tǒng)需要，我們的系統(tǒng)中要有一個(gè)報(bào)警電路，考慮到成本問題，我黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 們一開始就決定要設(shè)計(jì)一個(gè)比較簡單的報(bào)警電路，首先我們必須要有一個(gè)報(bào)警器，在這里我們選擇了常用的蜂鳴器，要使這個(gè)蜂鳴器進(jìn)行工作，直接接電源是不能發(fā)出報(bào)警的。則所得電路原理圖如圖 410 所示 。 3 引腳直接接 5 伏電源， 2 引腳通過電阻與三極管的基極 b 相連。我們所用到的元器件有：兩個(gè)電阻、 一個(gè)光耦 、一個(gè)三極管 、一個(gè)二極管和一個(gè)繼電器。為了能根據(jù) 要求控制排氣扇的啟停 ，我們選擇繼電器作為單片機(jī)控制 排氣扇 啟停的中間橋梁。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 49 時(shí)鐘電路的電路圖 控制執(zhí)行電路 根據(jù)課題要求和系統(tǒng)需要，即當(dāng)監(jiān)測到環(huán)境中可燃性氣體濃度超標(biāo)時(shí) ,系統(tǒng)要能啟動(dòng)外部設(shè)備將可燃性氣體排出 ,以降低氣體濃度的要求。因?yàn)槲覀冞@次使用的單片機(jī)是 AT89C52，所以我們就采用了這個(gè)典型的時(shí)鐘電路，其晶振值和電容值采用的都是典型值。振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要是由晶振參數(shù)來確定。 CMOS 型單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)帶反饋的線性反相放大器， XTAL XTAL2 分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。 圖 48 復(fù)位部分電路圖 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。系統(tǒng)插上電源時(shí)就能夠進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位， RST 端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平 ，器件復(fù)位。當(dāng) RST 變?yōu)榈碗娖胶螅顺鰪?fù)位， CPU 從初始狀態(tài)開始工作。 圖 46 顯示部分電路的原理框圖 圖 47 顯示部分電路的電路圖 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 控制部分電路 復(fù)位電路 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位， 使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。液晶模塊的使能端與 管腳連接，讀寫信號(hào)線 R/W 和 相連，寄存器選擇端 RS 和單片機(jī)的 連接，而液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端 VO 懸空。根據(jù)主控芯片 AT89C52 的 P0 口特性， P0 口可作為一般的數(shù)據(jù)輸入輸出口。必要時(shí)，可選用背光源來保證 LCD 顯示信息。 圖 45 溫度采集電路圖 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 液晶顯示部分電路 為了滿足系統(tǒng)顯示的需要，我們采用液晶顯示模塊來實(shí)現(xiàn)顯示功能。因此，出于減輕軟件負(fù)擔(dān)和條件允許的情況 (在不影響工作性能的前提 )，我們本次 課題就溫度數(shù)據(jù)采集這部分電路的設(shè)計(jì)采用外部電源供電方式。 供電方式有兩種：一種是寄生電源供電；另一種是外部電源供電。再根據(jù) P2 口特性，我們?nèi)?腳作為選中 ADC0809 芯片的地址管腳。最常用的控制方式有兩種：查詢方式和中斷方式 [9]。芯片工作所需時(shí)鐘引腳 CLK 與單片機(jī)的地址鎖存端口引腳 ALE 直接連接。為了選中這一路，我們把 ADDA、 ADDB、 ADDC 三個(gè)引腳全都置為高電平，即與 5 伏的電源相連。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 圖 42 傳感器調(diào)理電路原理框圖 根據(jù)實(shí)際情況，我們可以得到該部分電路的原理圖如圖 43 所示。調(diào)理電路 主要由集成運(yùn)算放大器和一些電阻構(gòu)成。根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、要求及目的，我們選擇的可燃性氣體傳感器的型號(hào)是 MQK1，該傳感器對(duì)瓦斯、煤氣、天然氣的主要成分比較敏感。另一部分則是溫度獲取電路，該部分電路由數(shù)字溫度傳感器及其附屬電路和 CPU 來組成，用來檢測環(huán)境中的溫度。一部分是可燃?xì)怏w濃度采集電路，其中包括氣體濃度的數(shù)據(jù)采集及處理工作和 A/D 轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)過這個(gè)整體的設(shè)計(jì)思路 ,可以得到具體的電路圖如圖 41 所示。我們采用的是三端集成穩(wěn)壓器的典型電路接法，這樣我們就可以得到一個(gè)相對(duì)不受外界干擾的 5V 直流電源。之后，通過三端集成穩(wěn)壓器來調(diào)節(jié)輸出電壓，使其輸出的電壓有可靠的精度和穩(wěn)定性。但是電容濾波電路多用于小功率電源中，電感濾波電路則多用于較大功率電源中。因?yàn)殡娍乖陔娐分杏袃?chǔ)能的作用，并聯(lián)的電容器 C 在電源供給的電壓升高時(shí)，能把部分能量儲(chǔ)存起來， 而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就能把能量釋放出來，使負(fù)載電壓比較平滑，即電容 C 具有平波的作用。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時(shí)因電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高。即要求設(shè)計(jì)的電源電路能夠直接將 220V 交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?5V 直流電，其中包含了變壓器、整流橋、 7805 三端穩(wěn)壓塊，極性電容和一般電容。 封裝形式： TO220 圖 39 7805封裝 本章小結(jié) 本 章 采溫度采 用 溫度采集電路和可燃?xì)怏w濃度采集電路設(shè)計(jì) ，制訂了報(bào)警方案及火災(zāi)設(shè)備和相關(guān)顯示設(shè)備的選擇及執(zhí)行方案。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 主要用途：適用于各種電源穩(wěn)壓電路。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符 。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯 示的需要，我們這里采用點(diǎn)陣式字符型液晶顯示器，型號(hào)為GDM0801A。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 圖 37 LCD 顯示控制模塊的系統(tǒng)示意圖 2. LCD 系統(tǒng)的特點(diǎn) LCD 液晶顯示器是一種利用液晶的扭曲 /向列效應(yīng)制成的新型顯示器，它具有微功耗、體積小、抗干擾能力強(qiáng)、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。s 。 ADC0809 采用 +5V 電源供電，外接工作時(shí)鐘。 ADC0809 是一個(gè)典型的逐次逼近式 8 位 CMOS 型 A/D 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有 8 路模擬選通開關(guān)、 三態(tài)輸出鎖存器以及相應(yīng)的通道地址鎖存與譯碼電路 。其轉(zhuǎn)換時(shí)間大約在幾微秒到幾百微妙之間。另一種常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器是逐次逼近式的。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度較慢。 目前最常用的是積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 斜 率 累 加器 計(jì)數(shù)器 1 =0 計(jì)數(shù)器 2 =0 比較 溫度寄存器 預(yù)置 低溫度系 數(shù)晶振