【正文】 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809N 簡介 ADC0809N 的邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809N 是 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器。通過測量電 阻 R1 的電壓值能夠判斷空氣質(zhì)量的好壞， 我們利用 單片機和 ADC0809N 的 A/D 轉(zhuǎn)換功能測量電阻 R0 的電 壓 。如系統(tǒng) 原理圖所示， 使用時將端子 1接電源 5V 正極，端子 3 接電源 5v 負極。 QSO1 是表 211 引腳介紹 東華理工 大學 長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計 11 一種二氧化錫半導體氣體傳感器，可以檢測香煙、 NH酒精、 CO等多種空氣中的污染氣體，靈敏度高，并且響應時間很快，傳感器采用塑料外殼，有 3個引腳，可在極低的功耗 情況下獲得極好的感應特性，非常適合應用于空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)、排風電扇和空氣清新機。 XTAL1 19 I 晶體 1： 反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路輸入。 該引腳在對 FLASH 編程時接5V/12V 編程電壓 (Vpp)。 31 I 外部尋址使能 /編程電壓 ： 在訪問整個外部程序存儲器時 ， 必須外部置低 。 ALE 可以通過置位 SFR 的 禁止 ， 置位后 ALE 只能在執(zhí)行 MOVX 指令時被激活 。 東華理工 大學 長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計 10 ALE 30 O 地址鎖存使能 ： 在訪問外部存儲器時 ， 輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié) ， 在正常情況下 ， ALE 輸出信號恒定為 1/6 振蕩頻率 。 當作為輸入腳時 ， 被外部拉低的 P3口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。 當使用 8 位尋址方式 (MOVRi)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ,P2 口發(fā)送 P2 特殊功能寄存器的內(nèi)容 。 當作為輸入腳時 ， 被外部拉低的 P2 口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。 T2EX() ： 定時 /計數(shù)器 2 重裝載 /捕捉 /方向控制 。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P1口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流。 P0也可以在訪問外部程序存儲器時作地址的低字節(jié)，在訪問外部 數(shù)據(jù)存儲器時作數(shù)據(jù)總線，此時通過內(nèi)部強上拉輸出1。 [9] 圖 211 AT89C52 芯片引角圖 東華理工 大學 長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 各模塊工作原理及電路設(shè)計 8 管腳說明：如表 211所示。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線，AT89C52 可以按 照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。 系統(tǒng)組成 經(jīng)過仔細分析和論證，確定了各系統(tǒng)模塊的最終方案如下： （ 1）控制模塊： 采用 AT89C52 控制 ； （ 2） 報警模塊 ： 采用單片機驅(qū)動蜂鳴器 ； （ 3） 傳感器模塊 ： 采用空氣質(zhì)量傳感器 QS01； （ 4） 指示燈模塊 ： 采用發(fā)光二極管 （紅，綠） ； （ 5） A/D轉(zhuǎn)換模塊 ： 采用 ADC0809N 型芯片 ； （ 6） 空氣凈化裝置模塊 ： 采用單片機驅(qū)動離子交換器； （ 7）電源模塊： 采用 12V的汽車 電源 ； 本章小結(jié) 本章主要介紹本次設(shè)計的基本要求和總體設(shè)計方案，并對各模塊的方案選擇作了詳細的論證。 在本設(shè)計中由于裝置需要的功率不是很高，所以使用汽車內(nèi)的 12V 直流電源對其整個電路供電。此外，這些部件也可以從發(fā)動機中分離出來，減少發(fā)動機的部件數(shù)量，改善設(shè)計，提高發(fā)動機的效率。 42 伏系統(tǒng)為車輛的結(jié)構(gòu)改進提供了更大的可能性。 （ 7）電 源模塊 過去，汽車內(nèi)的電器較少，通常的 12 伏和 14 伏電源系統(tǒng)已能滿足需要，因此一直沿用了 50 年。 ADC0809N 是 8 位、逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的 8 路模擬開關(guān)，應用單一 +5V 電源，其模擬量輸入電壓的范圍為 0~+5V，對應的數(shù)字量輸出為 00H~FFH，轉(zhuǎn)換時間為 100US，無須零或調(diào)整滿量程。 （ 4）分頻器模塊： 采用 74LS90N 五分頻芯片來實現(xiàn)。 基于以上分析 ，本設(shè)計采用單片機了來實現(xiàn)電路的報警功能。 方案二：采用分立元件來實現(xiàn)。由于本系統(tǒng)的控制器是采用單片機的，使用單片機直接驅(qū)動發(fā)光二極管和蜂鳴器，不僅可以有效地利用系統(tǒng)的資源、簡化電路，同時還可以實現(xiàn)多種報警功能。在本設(shè)計中， AT89C52 通過 ADC0809NA/D 轉(zhuǎn)換 接收 空氣質(zhì)量 傳感器的模擬量， 負責監(jiān)測空氣質(zhì)量是否合格，控制空氣凈化裝置和報警裝置。單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點，使其在各個領(lǐng)域應用廣泛。由檢測模塊輸出的信號并行輸入 FPGA， FPGA通過程序設(shè)計控制電機做出相應的轉(zhuǎn)動，但由于本設(shè)計對數(shù)據(jù)處理的速度要求不是很高， FPGA 的高速處理的優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物硬件電路布線復雜，加重了電路設(shè)計和實際焊接的工作。 FPGA 可以實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應用 EDA 軟件仿真、調(diào)試，易于進行功能擴展。 各方案論證及選擇 （ 1）控制器模塊 對于控制器的選擇有兩種方案。當控制模塊將數(shù)字信息比較完成后判斷空氣質(zhì)量是否合格，當空氣質(zhì)量合格指示燈模塊亮綠燈，當空氣質(zhì)量不合格時指示燈模塊亮紅燈，VDD5INT112345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U21AT89C521 233pF C733pF C8100pFCS17VCC12K R16RD WRVCCVCC1KR21LS1SpeakerQ290134K7 R20 C11K R2D1D2IN31IN42IN53IN64IN75START6EOC7D38OE9CLK10VCC11REF+12GND13D114D215REF16D017D418D519D620D721ALE22ADD C23ADD B24ADD A25IN026IN127IN228U7ADC0809NVDD5QC8QB9GND10QD11QA12A14B1R0(1)2R0(2)3VCC5R9(1)6R9(2)7U6DM74LS90NRDWRVCCALE12U0ASN74F04D231U1ASN74F02D564U1BSN74F02D12U1ASN74F04DVCC1K R21 2 3空氣質(zhì)量傳感器4K7 R22Q39013VCCD1VCC負離子發(fā)生器K1VCCD0D1D2D3D4D5D6D7圖 121 總體電路圖 東 華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 4 與此同時啟動蜂鳴器跟空氣凈化裝置。 圖 111 汽車內(nèi)空氣凈化與清潔 裝置 外型實物圖 東 華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 3 總體設(shè)計方案 系統(tǒng)總體電路圖 系 統(tǒng)總體設(shè)計思路及方框圖 系統(tǒng)由傳感器模塊、 74LS90N5 分頻器模塊、 ADC0809N 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、單片機AT89C52 控制模塊、指示燈模塊、報警模塊以及空氣凈化裝置 組成。 （ 3）能凈化空氣達標。 東 華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 2 1． 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計任務及要求 設(shè)計任務 設(shè)計 一 個 可實施的車內(nèi)空氣凈化和清潔 裝置 設(shè)計要求 設(shè)計擬達到的主要目標及技術(shù)參數(shù) （ 1）能依據(jù)空氣污染指數(shù)來判斷空氣是否合格 （當 R0 上的電壓值超過 20mv 時為不合格） 。ADC0809N 進行模擬量轉(zhuǎn)換 結(jié)果 給 AT89C52， AT89C52主要實現(xiàn)對 空氣污染是否超標 進行判斷 且 聲光報警 并啟動負離子發(fā)生器 。第四部分 是 空氣凈化裝置 與單片機相連， 實現(xiàn)空氣凈化 。第二部分是 ADC0809N將模擬量轉(zhuǎn)換給 AT89C52 和 DM74LS90N 作為分頻器與 ADC0809N 和 單片機相連。 本設(shè)計中的主要元器件： AT89C52微型單片機； 空氣質(zhì)量傳感器 QS01； ADC0809N A/D 轉(zhuǎn)換 。因此 本設(shè)計分成軟件部分和硬件部分 。 根據(jù)此裝置設(shè)計分工，分為硬件和軟件兩部分。本裝置的空氣凈化裝置采用活性碳的吸附作用跟離子交換器。 這篇設(shè)計 是 在摸索著 設(shè)計，由于理論知識和實踐經(jīng)驗的欠缺，其 中肯定有很多不足，有待指正。 車內(nèi) 病毒、霉菌、甲醛、煙堿、苯、一氧化碳、光磁輻射等內(nèi)有毒氣體使人產(chǎn)生困倦、無力、胸悶、精神恍惚和過敏等現(xiàn)象 ， 是 造成 交通事故的隱患。 Meanwhile will carry on A/D through ADC0809N to transform will simulate the quantity transformation result to carry on the parison for AT89C52 to the air quality, and will realize the pollution exceeding the allowed figure acoustooptics warning simultaneously to start the anoin generator to carry on the scavenging air Keywords ： air purification devices。系統(tǒng)采用 QS01 空氣質(zhì)量傳感器對汽車內(nèi)空氣質(zhì)量 進行測量；同時通過 ADC0809N 進行 A/D 轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果給 AT89C52 對空氣質(zhì)量進行比較，并實現(xiàn)污染超標聲光報警 同時啟動負離子發(fā)生器進行凈化空氣 。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè) 論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學生在論文（設(shè)計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu)