【正文】 其中前 4位為模擬通道地址 ,控制 14 通道模擬多路器從 11 個模擬輸入和三個內(nèi)部測電壓中選通一路送到采樣保持電路 ,該電路從第 4 個 I/O CLOCK 脈沖的下降沿開始對所選信號進(jìn)行采樣 ,直到最后一個 I/O CLOCK 脈沖的下降沿。因?yàn)?TLC2543是采用 SPI 通信模式進(jìn)行通信的，而我們采用直接的 I/O 模擬協(xié)議來進(jìn)行編寫通信。而且也是整個系統(tǒng)，程序的主要組成部分。 圖 43 外部中斷服務(wù)程序 開外部中斷 中斷返回 中斷入口 關(guān) 外部 中斷 重設(shè)定時器 T1的值 KEY_OK=1 N Y KB_FIG=0 KB_FIG=1 N Y 讀鍵值 KEY=0顯示時間，進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=1顯示 報警上限并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=2顯示 報警記錄并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=3顯示 當(dāng)前值道并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=4設(shè)定鍵并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=5閃爍位加 1 鍵并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=6閃爍位右移鍵并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 KEY=7確定位鍵并 進(jìn)入相應(yīng)處理程序 28 圖 44 定時器 T1的中斷程序 功能實(shí)現(xiàn)主要子程 序 其中必須對各個模塊進(jìn)行編程處理，其中包括人機(jī)對話的顯示和按鍵模塊，數(shù)據(jù)的采集模塊，數(shù)據(jù)的計(jì)算很分析模塊和報警模塊。任務(wù)調(diào)度模塊中主要通 SYS_CLK 的增加來，分別任務(wù)模塊的程序。而中斷服務(wù)程序入口有兩個，一個是鍵盤的外部中斷服務(wù)程序入口，一個是 T1時鐘中斷服務(wù)程序。 16李鳳霞： C 語言程序設(shè)計(jì)教程 [M],北京理工大學(xué)出版社 2021 年 27 最后要置循環(huán)不斷的 PCON=0x01，保持退出中斷就在低功耗狀態(tài)。j++) // 延時約 3 秒 {delay10ms(100)。 // 測試指令 for (j=0。 send_byte(CMD_RESET)。 } 初始化 HD7279A： HD7279A 也是以串行通信協(xié)議進(jìn)行通信，所以程序?qū)崿F(xiàn)比較復(fù)雜，下表為其指令的分部情況。 outbyt(WREN)。 wip_poll()。 // 傳送狀態(tài)寄存器寫入指令 outbyt(STATUS_REG)。 15 26 void wrsr_cmd()16 { CS = 0。 表 42 DS12887 的主要變量表 符號 偽指令 地址或產(chǎn)量 意義 SCS BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SCK BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SI BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SO BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 AL1_L,AL1_H ……… . AL8_L,AL8_H DATA 00H,01H …… .. 0EH,0FH 通道 1 的報警上限 ……… .. 通道 8 的報警上限 WREN EQU 06H 代表允許寫操作指令 06H WRDI EQU 04H 代表禁止寫操作指令 04H RDSR EQU 05H 代表讀狀態(tài)寄存器指令 05H WRSR EQU 01H 代表寫狀態(tài)寄存器指令 01H WRITE EQU 02H 代表寫存儲器指令 02H READ EQU 03H 代表讀存儲器指令 02H 程序必須調(diào)用 wren_cmd()和 wrsr_cmd(),并把 STATUS_REG=0X20。這是配合 X5045 的看門狗復(fù)位使用，以至于系統(tǒng)的時鐘為正確并沒有誤差。 REGC=0X00。 24 N 圖 41 初始化子程序 圖 42 主程序流程圖 初始化定時器子程序段： TMOD=0X10； TH1=0X3C； TL1=0XB0； 初始化 DS12887： 因?yàn)?DS12887 是以外部儲存器的形式定義，所以程序比較簡單 14，下表為主要變量的分部，寄存器狀態(tài)的設(shè)置： REGA=0X20。單片機(jī)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，等待中斷。其中初始化程序是通過配置寄存器 DSA=0x20來開啟時鐘，設(shè)置寄存器 DSB=0x02 來初始化二進(jìn)制和 24 小時制。 X5045 看門狗定時器周期設(shè)置為200ms，寫入狀態(tài)寄存器 STATUS_REG=20H。 初始化程序和主程序 主程序的初始化，要對 X504 DS12887 和 HD7279A 進(jìn)行初始化，以及時鐘的設(shè)置。 本設(shè)計(jì)采用 Keil C51 軟件進(jìn)行編程， Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編 ,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用， 給我在設(shè)計(jì)者帶來很大的方便。然而 對于目前普遍使用的 RISC 架構(gòu)的 8bit MCU 來說， 因?yàn)樗玫馁Y源有限，所以必需在編譯的過程中多看反匯編并進(jìn)行程序的修改，反匯編中 一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。它既具有高級語言的特點(diǎn)，又具有 匯編語言 的特點(diǎn)。 C 語言是 Combined Language（組合語言）的中英混合簡稱。并且在設(shè)計(jì)中加入了不少的去耦電容提高電源的穩(wěn)定性、阻容濾波、多個擴(kuò)展的接口和特別添加的基準(zhǔn)電壓。確定好模塊就進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和原器件的采購，并且在田剛老師的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行焊接和調(diào)試。 經(jīng)過考慮和查找個方面的資料最終確定了煤氣報警器的具體方案。 d. 調(diào)節(jié)另外一個負(fù)載電阻直到 60 秒末獲得對應(yīng)于某個甲烷或 LPG 濃度時所需要的信號值。 靈敏度的調(diào)整程序： a. 將傳感器連接在應(yīng)用回路中 b. 接通電源，通電老化 48小時以上。 我們建議您用 200ppmCO 或 1000ppmLPG 、5000ppm 甲烷校正傳感器。 靈敏度調(diào)整： MQ 9 型氣敏器件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。 22 圖 327 MQ 9 型氣敏元件的敏感層是用非常穩(wěn)定的二氧化錫制成的。 MQ9 的管腳連接如圖 326 所示， 1 或 3 接傳感器， 4 或 6 接傳感器， 2 和 5 接加熱器 圖 326 基本連接 MQ9 傳感器 的工作原理是它的 表面電阻 Rs ，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的有效電壓信 VRL 輸出而獲得的。只要能滿足傳感器的電性要求， 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）上的兩端電壓（ VRL）。 21 圖 325 靈敏度圖 縱坐標(biāo)以傳感器電阻比（ Rs/Ro）表示， Rs， Ro 的定義如下： Rs ＝不同濃度氣體中的電阻值 ,Ro ＝ 1000ppm一氧化碳中的電阻值 基本測試回路： 此傳感器需要施加 2 個電壓：加熱器電壓（ VH）和回路電壓（ VC）。在這里我們主要他對對 氫氣的檢測功能能。10nAppm 重復(fù)性誤差 177。 NAP505 的 工作及保存條件： 工作溫度 20— 50℃ 12 NAP505 的應(yīng)用說明說，根本特殊化學(xué)株式會社 20 工作濕度 15— 90%RH 保存環(huán)境溫度 0— 20℃ 工作氣壓 1atm 177。產(chǎn)品組裝工藝簡化，有利的降低了產(chǎn)品成本。 圖 322 電化學(xué)氣體傳感器典型構(gòu)造 （ 2） 電化學(xué)氣體傳感器優(yōu)點(diǎn)： 1） 對于氣體的濃度能夠線形輸出信號重現(xiàn)性好 2） 對被測氣體具有良好選擇性 ， 不受溫濕度的影響 3） 空氣中的輸出值漂移小，可以獲得穩(wěn)定的輸出信號 4） 功耗低，電池即可驅(qū)動器工作 5） 體積小，重量輕，作為便攜式儀器首選 6） 本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)，機(jī)械性能穩(wěn)定 （ 3） 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本特點(diǎn)： 本質(zhì)特征： NAP505 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級別產(chǎn)品，通過成熟的電極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其具有長壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技術(shù)特點(diǎn)。 19 型 電化學(xué)式 傳感器 （ 1） 傳感器基本結(jié)構(gòu)： 氣體傳感器由工作電極、對電極、參比電極、電解質(zhì)、液體保持材料、過濾干擾氣體物質(zhì)、貴金屬引線、接線柱等組成，使用的典型電極材料包括鉑、金、銀、銠、碳、釕、鈀等，傳感器信號通過引線傳導(dǎo)到外部電路，通過放大等處理進(jìn)行顯示 ，如圖 322所示 。而工業(yè)級別的傳感器選擇了 NAP505 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器 ， 精確度高而且穩(wěn)定，適合工業(yè)上使用。有許多可燃?xì)怏w同時具有毒性。 圖 321 ISP 下載模塊電路 18 傳感器的選用 對于煤氣報警器的實(shí)現(xiàn)，感應(yīng)器的選擇也相當(dāng)?shù)闹匾窍到y(tǒng)重要 的組成部分之一，其性能對于系統(tǒng)的精確度和實(shí)現(xiàn)范圍有這相當(dāng)大的影響，也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀的標(biāo)志。而 0Q 和 4Q 分別直接接到 89S52 的 （ MOSI）和 RST引腳，而 1D 和 2Q引腳分別接上電阻 100 歐串聯(lián)到 （ MISO）和 （ SCK）引腳。具體連接如下 圖 321。在 ATMEL 官方是推出了 10PIN 接口的延長線標(biāo)準(zhǔn)的，這種接口線具有良好穩(wěn)定性。 ISP下載線的引線不要太長，不然抗干擾能力差，一般小于 20 厘米。 圖 320 聲光報警電路 下載電路 DIY 利用 74HC373N 芯片進(jìn)行下載模塊的設(shè)計(jì)，并有 25PIN 的串口進(jìn)行與電 腦通信。用聲音或是燈光報警時，連續(xù)的聲響或常亮的燈光往往不易被人們的警覺，只有斷續(xù)的聲音或山所的燈光才能取得最佳的報警效果。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、儀器儀表、電氣測量 等 數(shù)字采集的系統(tǒng)中。 儀表 儀器放大器 的選型很多，我們這里介紹一種用途非常廣泛的儀表放大器，就是典型的差動放大器。 圖 317 工業(yè)模式處理模塊 電壓信號輸出時，需要采用放大器，才能夠正常給 A/D芯片使用。這就需要兩個基準(zhǔn)電壓， +5v 和 +1v。 本設(shè)計(jì)中涉及到多個傳感器，而且每個傳感器的輸出信號不一，有些是輸出電壓信號，有些是輸出電流信號（工業(yè)用），所以本設(shè)計(jì)中采用不同的方法作為信號處理。如圖 316。接法如圖 315。其中 89S52 的 連接 CS做片選使用， 連接 CLK 做模擬時鐘使用， 接 DATA做數(shù)據(jù)傳輸使用。因?yàn)樾酒苯域?qū)動 LED 顯示，電流較大，且為動態(tài)掃描，如果該部分電路的電源線較細(xì)較長，可能會有電源噪聲干擾，所以在 HD7279A 的正負(fù)電源端并上去耦電容，提高電路的抗干擾能力。上電后所有的顯示位為‘顯示’和‘不閃爍’。復(fù)位 RESET 可以直接與正電源連接，需要較高可靠性時可以接一個外部的復(fù)位電路，或是有 MCYU 控制。因?yàn)椴捎醚h(huán)掃描工作方式，采用亮度高的數(shù)碼管可以解決亮度不夠問題。下拉電阻為10K100k，位選電阻為 1K10K。如果使用了鍵盤，則要在電路中的 100k 下拉電阻均不可以省。 HD7279A 應(yīng)連接共陰式數(shù)碼管 ， 無需用到的鍵盤和數(shù)碼管可 以不連接，省去數(shù)碼管或?qū)?shù)碼管消隱屬性均不會影響鍵盤的使用。執(zhí)行該指令時 ,HD7279A 的 DATA 端在第 9 個 CLK脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài) ,并以第 6個脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài) ,等待接收下一個指令。21 帶數(shù)據(jù)指令 ,寬度為 16 個 BIT 位 ,即微處理器需要發(fā)送 16 個 CLK 脈沖 。當(dāng)片選端 CS 信號變?yōu)榈碗娖胶? ,DATA 引腳上的數(shù)據(jù)在 CLK 引腳的上升沿被寫入 HD7279A 的緩沖寄存器。引腳 28 (