【正文】 按 鍵 輸入 模塊 ⑴按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按鈕，通過(guò)按鍵的操作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與 MCU串行通信，然后在液晶上顯示。當(dāng) CS從低變?yōu)楦邥r(shí)，ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。接著從處理器接收時(shí)鐘信號(hào)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會(huì)從高位到低位依次從 DO 移出，經(jīng)過(guò) 8 個(gè)時(shí)鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO移出（也是每個(gè)時(shí)鐘移一位）。CS 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中都必須為低，當(dāng) CS 為低時(shí)，在數(shù)據(jù)輸入端 DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個(gè)高電平，接著在 CLK 上加一個(gè)時(shí)鐘， DI 上的邏輯 1就會(huì)使 ADC0832 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配 置數(shù)據(jù)伴隨著時(shí)鐘通過(guò) DI 端移入多路器，當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時(shí)，DI 變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。 工作時(shí)序如下所示： ADC0832 有 8只引腳， CH0 和 CH1 為模擬輸入端， CS 為片選引腳，只有 CS 置低才能對(duì) ADC0832 進(jìn)行配置和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。見圖 圖 主程序流程圖 初始化時(shí)鐘 初 始 化 LCD 屏 顯示開機(jī)畫面 顯示時(shí)間 顯示主菜單 初始化 CPU 開始 讀鍵 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 23 頁(yè) 共 57 頁(yè) 開始使能芯片輸入通道控制字產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)讀取 2 字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)校驗(yàn)送入指定寄存器結(jié)束 A/D 轉(zhuǎn)換 模 塊 ⑴模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為 MCU能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并傳送給 MCU。主要是檢測(cè)與顯示，時(shí)間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。整個(gè)軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的?；?C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫方法。還有很多處理器都支持 C編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。匯編語(yǔ)言的機(jī)器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。匯編語(yǔ)言的可控性較高級(jí)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)更具優(yōu)越性。 圖 低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 22 頁(yè) 共 57 頁(yè) 輸出電壓的具體數(shù)值由運(yùn)算放大器 UA 確定，采用同相放大器的優(yōu)越性在于其輸入阻抗極大，可很好地將 TL431 輸出的 2． 5 V 電壓與后級(jí)電路隔離，使其不受負(fù)載變化的影響；運(yùn)放與電阻 R3 和 R2組成比例放大環(huán)節(jié)，可對(duì)基準(zhǔn)電壓按要求進(jìn)行比例放大輸出，但輸出電壓最大不能超過(guò)運(yùn)放的電源電壓。該電路是由基準(zhǔn)電壓、電壓放大和電流放大等 3 個(gè)環(huán)節(jié)組成。 電源 電路 設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，需要一個(gè)比較大的電壓源和一個(gè) 5V 的單片機(jī)供電源，為了實(shí)現(xiàn)便攜式，設(shè)用一個(gè) 9V 的電壓源，一般 6節(jié)電池和一個(gè) 9V 的電池都可以提供，因而需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換吧 9V 轉(zhuǎn)換成 5V，設(shè)用選用了， ASM117 穩(wěn)壓芯片。大大提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。 以下為報(bào)警電路接線圖見圖 ： 圖 報(bào)警電路圖 這一章比較具體的說(shuō)明了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)思想，把一個(gè)復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)按照功能劃分成 一個(gè)個(gè)單獨(dú)的電路模型，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后在集成到一起。其中，桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 21 頁(yè) 共 57 頁(yè) 前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟件編程方便，常常在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用；而語(yǔ)音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接，但硬件成本高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軟件量也增加。但對(duì)于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測(cè)到的錯(cuò)誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時(shí)采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺(jué)的報(bào)警信號(hào)。 ⑵ 字符顯示：字符顯示比較復(fù)雜，一個(gè)字符由 16x8 點(diǎn)陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的 RAM 區(qū)的字節(jié)，再使不同的位置為‘ 1’其他的為‘ 0’；為‘ 1’的點(diǎn)亮， 為‘ 0’的不亮，這樣就顯示出一個(gè)字符。液晶顯示原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣就可以顯示出圖形。電路連接圖見圖 : LCD 按其顯示方式通?？梢苑譃閿嗍健Ⅻc(diǎn)字符式、點(diǎn)陣式等。 功耗低：相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。 本系統(tǒng)采用間接控制方式： 以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖 : 圖 液晶電路圖 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)有點(diǎn)： 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的 P0 口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用 單片機(jī)的 P2 口中未被使用的 I／ O口來(lái)控制。 直接訪問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上，單片機(jī)以訪問(wèn)存儲(chǔ)器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。 LCD1602 液晶顯示 設(shè)計(jì) LCD1602 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。 ⑷ 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表、 日歷、時(shí)鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對(duì)照表。 ⑶ DS1302 引腳概述： X1,X2：振蕩源，外接 32。其工作時(shí)功耗很低，廣泛應(yīng)用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。而通信時(shí)，僅需要 3個(gè)口線：（ 1） RES（復(fù)位）， （ 2） I/O 數(shù)據(jù)線，（ 3） SCLK（串行時(shí)鐘）。對(duì)時(shí)鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡(jiǎn)單，縮短程序開發(fā)時(shí)間，實(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本系統(tǒng)，我們選擇了 DS1302 時(shí)鐘芯片。我們選定了 AT24C02 存儲(chǔ) 器。 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器電路 基于 STC85C52 單片機(jī)具有 4KB 的程序存儲(chǔ)器（ ROM）， 256B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)所需的容量，現(xiàn)在需要擴(kuò)充存儲(chǔ)器的容量 。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后再判別鍵是否釋放。 ①硬件削抖是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削抖，經(jīng)過(guò)削抖電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。在此電路中，按鍵輸入部采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 口線有確定的高電平，（ STC89C52 .P1 口內(nèi)部接有上拉電阻）所以就不需要再外接上拉電阻。每個(gè)獨(dú)立式按鍵占有一根I/O 口線。由于本系統(tǒng)只有 UP、 DOWN 、 OK 、 CANCEL 4 個(gè)控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。 如圖 : 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 按鍵 設(shè)計(jì) ⑴本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功能，該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和 LCD連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI端必須是高電平，表示起 始信號(hào)。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。但由于 DO端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。5% Vh: 177。 2℃ Vc:177。 AC or DC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。 酒精傳感 MQ3經(jīng) AD0832與 STC89C52單片機(jī)相連 ，在顯示器上顯示出酒精的濃度值，當(dāng)超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。 (2)傳感器的選擇 酒精濃度傳感器由 MQ3 傳感器組成。然而選擇多路模擬開關(guān)時(shí)必須考慮以下的幾個(gè)因素：通道數(shù)量、切換速度、開關(guān)電阻和器件的封裝形式。 數(shù)據(jù)采集 設(shè)計(jì) (1)從傳感器過(guò)來(lái)的電壓 信號(hào)，必須放大，濾波，采集，轉(zhuǎn)換才能被 MCU 識(shí)別和處理。電路圖見圖 ： 圖 復(fù)位電路圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 15 頁(yè) 共 57 頁(yè) RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開關(guān)按下時(shí)是 RST 端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使STC89C52 內(nèi)部復(fù)位。 本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開關(guān)復(fù)位電路，開關(guān) S9 未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故RST 腳的電壓與 VCC 相同。 實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，上電復(fù)位，要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動(dòng)作，導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器）內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)?? ..因此，任何單片機(jī)在開始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過(guò)程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。 電路圖見圖 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè) 圖 在 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)震蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振）就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，圖中電容器 C1 和 C2 穩(wěn)定頻率和快速起振 ，電容值在 5— 30pF，典型值是 22pF，晶振 CYS 選擇的是 12MHz。對(duì)于 CHMOS 工藝的單片機(jī)，外部時(shí)鐘要由 XTAL1 端引入，而XTAL2 端應(yīng)懸空。 晶振電路 單片機(jī)工作的過(guò)程中各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)， 89c52的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 第 16腳：背光源負(fù)極 編 譯軟件介紹 Keil 軟件簡(jiǎn)介： 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 4腳： RS 為數(shù)據(jù) /命令選擇端，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 LCD1602 液晶顯示 LCD1602 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16 1， 16 2， 20 2 和 40 2 行等的液晶顯示模塊，模塊組件內(nèi)部主要由 LCD顯示屏、控制器、列驅(qū)動(dòng)器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。在一般單片機(jī)系統(tǒng)中， 24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的，基本的讀寫功能外，還對(duì)地 址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL（激光印字）以及 XICOR 牌號(hào)的 24C02 具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能，而有些牌號(hào) 24C02 要么沒(méi)有 WP 引腳保護(hù)功能，要么沒(méi)有器件地址功能（即 2 片 24C02不能共用一個(gè) I2C 總線），有些甚至兩種功能均無(wú)。電壓允許范圍 ~5V。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μ S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn) 定性能強(qiáng)。 主要性能參數(shù)： ?8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲(chǔ)器 ?1000 次寫 /擦循環(huán) ?時(shí)鐘頻率： 0Hz— 24MHz ?三級(jí)加 密存儲(chǔ)器 ?256 字節(jié)內(nèi)部 RAM 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào) 告用紙 第 10 頁(yè) 共 57 頁(yè) ?32 個(gè)可編程 I/O 口線 ?3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ?6 個(gè)中斷源 ?可編程串行 UART 通道 ?低功耗的空閑和掉電模式 ?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AD