【正文】 圖 44 設(shè)計中使用到的軟件介紹 Keil軟件簡介。 CP2102／ CP2103作為 USB／ RS232雙向轉(zhuǎn)換器，一方面可以從 主 機接收 USB數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為 RS232 信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面可從 RS232 外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 USB 數(shù)據(jù)格式傳送 至主機，其中包括控制和握手信號。 silicon Laboratories 公司推出的 USB接口與 RS232 接口轉(zhuǎn)換器 CP2102／CP2103 是一款高度集成的 USBUART 橋接器，提供一個使用最小化元件和 PCB 空間來實現(xiàn) RS232 轉(zhuǎn)換 USB 的簡便解決方案。這樣計算機不能控制現(xiàn)有儀器設(shè)備，解決這一問題就得把現(xiàn)有的儀器設(shè)備的 RS232 接口轉(zhuǎn)換成 USB接口。 圖 43 74HC4051 引腳圖 用于串口轉(zhuǎn) USB 的芯片 CP2102（實際使用） 目前儀器設(shè)備大都采用 RS232 接口與計算機通信，但隨著計算機技術(shù)的發(fā)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 展，支持熱插拔的 USB 標準接 口將取代 RS232 接口，因此計算機將越來越少配置甚至不配置 RS232 接口。 作為一個數(shù)字多路選擇器 /多路分配器， VEE 將被連接到 GND 上（一般是接地）。 VCC和 GND 是數(shù)字控制端（ S0 至 S2， E）的供電引腳， 74HC4051 的 VCC至 GND 范圍為 V～ V。 E為低時， 8 個開關(guān)的其中之一將被 S0至 S2選中（低阻態(tài)）。芯片的引腳配置及典型工作電路如圖 42 所示。芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以將輸入的 +5V 電源電壓變換成為 RS232 輸出電平。 第 15 腳：背光源正極。 第 6 腳： E端為使能端，當 E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫選擇端，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 度最高，對比度過高時會使屏幕顯示不清晰，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 1602 液晶顯示屏采用標準的 16 腳接口，其中各接口的功能如下表（ 41）所示： 表 41 LCD1602 的 16 管腳功能 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 (+5V) 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 0/1 輸入 數(shù)據(jù) /命令 選擇端， 0：輸入指令， 1：輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 讀 /寫選擇端， 0：向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù)， 1：從 LCD 讀取信息 6 E 1→ 0 輸入 使能信號， 1 時讀取信息， 1→ 0(下降沿 )執(zhí)行指令 7 D0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最低位 ) 8 D1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 9 D2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 10 D3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 11 D4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 12 D5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 13 D6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 14 D7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最高位 ) 15 BLA +VCC LCD 背光電源正極 16 BLK 接地 LCD 背光電源負極 第 1 腳： VSS 為地電源。模塊組件內(nèi)部主要由 LCD 顯示屏、控制器、列驅(qū)動器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。 2和 40179。 1， 16179。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μ S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。 它的主要性能參數(shù)如下： .8K 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲器 .1000 次寫 /擦循環(huán) .時鐘頻率： 0Hz— 24MHz .三級加密存儲器 .256 字節(jié)內(nèi)部 RAM .32 個可編程 I/O 口線 .3個 16 位定時 /計數(shù)器 .6個中斷源 .可編程串行 UART 通道 .低功耗的空閑和掉電模式 .片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ADC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換 ADC0832 為 8位分辨率 A/D 轉(zhuǎn) 換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。 以下介紹本次設(shè)計的各個模塊中使用到的具體器件。因其具有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，友好的用戶界面 、編程高效、數(shù)液晶顯示器 STC89C52 獨立按鍵 時鐘晶振 復(fù)位電路 PC機 /頁面顯示 聲光報警 甲烷氣體傳感器 乙醇氣體傳感器 其他氣敏傳感器 濾波電路 多路數(shù)據(jù)選擇 A/D 轉(zhuǎn)換 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 據(jù)處理及驅(qū)動底層硬件功能強等優(yōu)點而受到廣泛的使用。在設(shè)計中以 PC 機為主機，單片機為從機，通過串行接口構(gòu)成主從系統(tǒng)，設(shè)計其串行通信的基本功能 。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第 4 章 總體方案設(shè)計 本次設(shè)計的總體框圖如下圖 41： RS232 圖 41 總體框圖 單片機內(nèi)部有一個全雙工的收發(fā)緩沖器 （ SBUF） ，這兩個在物理上獨立的接收發(fā)射器，即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù)，它們 共用同一個 地址 99H。在程序的關(guān)鍵功能后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤，編本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 寫自己的程序代碼。這種方法的優(yōu)點使程序響應(yīng)及時、可靠。這種式下，在事件發(fā)生時，如在串口接收緩沖區(qū)有字符等，可以利用 MSComm 控件的OnComm 事件捕獲并處理這些通信事件， OnComm 事件還可以檢查和處理通信錯誤。 MSComm 控件提供兩種處理通信的方式：事件驅(qū)動方式和查詢方式。通過對此 控件的屬性和事件進行相應(yīng)編程操作，就可以輕松實現(xiàn)串口通信。 串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送數(shù)據(jù)針腳就能實現(xiàn)，其連接方式如表 32 所示。 9 針串口引腳和 25 針串口引腳定義如表 31 所示。 RS232 被定義為一種在 低速率串行通信中增加通信距離的單端標準 [37]。完成這種轉(zhuǎn)換功能的電路叫做通用異步收發(fā)機 UART。串行口通常使用 9針 D 形連接器，有些老式則使用 25 針 D 形連接器。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 .串行接口 串行口也是計算機的一種標準接口， PC 機一般至少有兩個串行口 Com1 和Com2。因此，并行傳輸主要應(yīng)用在近距離數(shù)據(jù)傳輸中，如連接打印機端口。按通訊方式，可將數(shù)據(jù)傳輸線路分成三種 : 兩種常用接口方式 .并行接口 并行接口是指 8 位數(shù)據(jù)同時通過并行線進行傳送，這樣數(shù)據(jù)的傳輸率能得到極大的提高。 ，要把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方，必須使用通訊線路。 ，依據(jù)一定的順序逐位進行傳送的通訊方法。在并行通訊中，數(shù)據(jù)有多少位就需要多少條傳送線，而串行通訊只需要一對傳送線，故串行通訊能節(jié)省傳送線，特別是當數(shù)據(jù)位數(shù)很多和遠距離數(shù)據(jù)傳送時，這一優(yōu)點更加突出。在微型計算機系統(tǒng)中，CPU 與外部的基本通訊方式有兩種 :并行通訊 —— 數(shù)據(jù) 的各位同時傳送 。在本設(shè)計中，主要是選通模擬輸入信號，故用 74HC4051。 有 2 選 1， 4 選 8 選 1 和 16 選 1 等類型的數(shù)據(jù)選擇器 。 數(shù)據(jù)選擇器 在多路數(shù)據(jù)傳送過程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱 多路選擇器 或 多路開關(guān)。 電源電平轉(zhuǎn)換芯片 （ TTL 電平轉(zhuǎn) RS232 電平） MAX232 芯片是美信（ MAXIM）公司專為 RS232 標準串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5V 單電源供電。 16 點陣漢字 (簡繁體可選 ) .內(nèi)置 128 個 16179。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且 該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊；基本特性 : .低電源電壓（ VDD:++） .顯示分辨率 :128179。 4 行 16179。 64, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。 2 個字符 芯片工作電壓 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 179。 8 點陣字符或 4 個 5179。 7點陣字符和 32個 5179。 .GND：地。 .REF（ +）、 REF（ ）：基準電壓。 .CLK：時鐘脈沖輸入端。 .OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入高電平有效。 .START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 其啟動（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換）。 .8位數(shù)字量輸出端。其內(nèi)部圖以及引腳圖如圖 23所示。 主要特點： ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 , 它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 ADC0832 引腳圖如圖 22 所示 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 22 ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。 178。 178。 178。 178。 178。 178。 178。C ； 芯片接口說明： 178。C ，工業(yè)級芯片溫寬為 ?40176。 商用級芯片溫寬為 0176。 一般功耗僅為 15mW； 178。 5V 電源供電時輸入電壓在 0~5V 之間； 178。 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 178。 其具體特點如下： 178。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μS ，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。 ADC0832 為 8位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的。逐次逼近型 ADC包括 1 個比較器、一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器、 1 個逐次逼近寄存器（ SAR）和 1 個邏輯控制單元。 (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器簡介 實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。 （外中斷 1） T0（定時 /計數(shù)器 0） T1（定時 /計數(shù)器 1） 錯誤 !未找到引用源。 表 22 P3 口的第二功能 端口引腳 具體第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 錯誤 !未找到引用源。 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則 執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 端狀態(tài)。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 器（地址為 0000HFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 錯誤 !未找到引用源。 有效，即輸出兩個脈沖。 ：程序儲存允許（ 錯誤 !未找到引用源。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位復(fù)位，可禁止 ALE 操作。對 Flash 存儲器編程器件，改引腳還用于輸入編程脈沖（ 錯誤 !未找到引用源。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。 ALE/錯誤 !未找到引用源。 RST：復(fù)位輸入。 P3 口作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 22 所示。對 P3 口寫入 1 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3口 ： P3口時一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部的 上拉電阻把端口拉到高電平，同時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。