【正文】 RET ITOP: MOV TL0,0CH 。啟動 T0 SETB ET0 。自身跳轉(zhuǎn) PT0M0: MOV TL0,0CH 。設(shè)堆棧指針 MOV TMOD,01H 。設(shè)置 INT0 為電平觸發(fā) MOV SCON,00000000B 。INT0 中斷使能 MOV IP,00000001B 。外中斷 INTO 入口 ORG 0BH JMP ITOP 。 圖 35 顯示電路原理圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 第 4章 軟件 設(shè)計(jì) 流程圖設(shè)計(jì) 圖 41 軟件流程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 程序編寫 主程序 整個程序一共使用了兩個中斷 ,一個外部中斷即 INT0 中斷 ,一個定時 /計(jì)數(shù)器中斷即 IT0 中斷 .這兩個中斷各有其作用 ,INT0 中斷是用來判斷 A/D 轉(zhuǎn)換器ADC0809 對模擬信號的轉(zhuǎn)換是否完成 ,當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ,ADC0809 發(fā)出結(jié)束EOC(高電平 )信號 ,該信號可供單片機(jī)查詢 ,也可反相后作為向單片機(jī)發(fā)出中斷信號 ,而本設(shè)計(jì)正是用的這個方法 ,使得程序進(jìn)入中斷取值程序 .而程序中所用到的IT0 中斷 ,是為產(chǎn)生一個周期為 2S 的方波而設(shè)計(jì)的 ,其作用是為看門狗產(chǎn)生喂狗子信號 .具體程序如下： ORG 00H JMP START 。逐位輪流點(diǎn)亮各個 LED，每一位保持 1ms，在1020ms 之內(nèi)再一次點(diǎn)亮，重復(fù)不止。這種方式不但能提高數(shù)碼 管的發(fā)光效率，并且由于各個數(shù)碼管的字段線是并聯(lián)使用的，從而大大簡化了硬件線路。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 34 聲光報警電路原理圖 顯示 電路 在該設(shè)計(jì)中， LED 顯示器的顯示方法采用動態(tài)顯示。 在圖 34 中所示電路中， D 口得 RD4,RD5， RD6，RD7，接聲，光報警電路，其中 D 口的 RD5RD7 分別接質(zhì)量濃度過高，相等，過低的 LED。設(shè)計(jì)中， LED 發(fā)光二極管的工作電流為520mA，最大不超過 50mA，否則會燒壞器件。當(dāng)該部分工作時，整機(jī)的工作電流將增加為未報警狀態(tài)時的電流的數(shù)倍，消耗的功率會比較大，因此采用了分時供電的方法，通過單片機(jī)控制該部分電源的通斷，即質(zhì)量濃度達(dá)到報警時才給其供電；另外，用單片機(jī)輸出的周期脈沖報警信號控制振蕩器的啟停，用振蕩器輸出信號控制蜂鳴器和發(fā)光二極管，振蕩器可以用 TTL 門電路構(gòu)成的多諧振蕩器。 圖 33 AD0809與單片機(jī) AT89C51連線線路 聲光報警電路 系統(tǒng)的聲，光報警電路由發(fā)光二極管和低電壓蜂鳴器構(gòu)成，分別由 PIC 單片機(jī)的 2 個端口控制。再重新選擇被測量，并再次啟動 AD0809 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后中斷返回。利用單片機(jī)啟動 AD0809 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)束后再由 AD0809 向 AT89C51 發(fā)出中斷請求信號， CPU 響應(yīng)中斷請求。 圖 32 運(yùn)算放大器電路原理圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 為了方便與 AT89C5 單片機(jī)的鏈接，本系統(tǒng)采用 AD0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對采集到的氣體信息進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。177。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。在此，選擇 LM358 作為運(yùn)算放大器。封裝好的氣敏元件有 6 只針狀管腳，其中 4 個用于信號取出， 2 個用于提供加熱電流。 ? 簡單的驅(qū)動電路即可 ? 家用氣體泄漏報警器 ? 工業(yè)用一氧化碳報警器 ? 便攜式氣體檢測器 MQ7 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖 31 所示，由微型 Al2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感層，測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定 在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，為了改善傳感器的選擇性，傳感器氣室用活性炭過濾層與外界隔開。 主要特點(diǎn)及應(yīng)用： ? 對一氧化碳的高靈敏度。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化，轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 半導(dǎo)體一氧化碳傳感器 MQ7 所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫 (SnO2)。 鑒于以上選擇要點(diǎn)，本文中用到的傳感器必須具備良好的測量效果、功耗小、動態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價格低廉等幾個主要特性。 (8)故障率低，易于校準(zhǔn)和維護(hù)。 (2)滯后、漂移誤差小 (3)動態(tài)特性好 (4)功耗小 (5)時間老化特性優(yōu)良 (6)與被測體匹配良好，既不因接入傳感器而使得被測對象受到影響，受被測量之外 的影響小。 圖 24 復(fù)位電路原理圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片 機(jī)的最小系統(tǒng)是由組成單片機(jī)系統(tǒng)必需的一些元件構(gòu)成的，除了單片機(jī)R21 00+ 5VC21 ufBR11k 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 之外，還需要包括電源供電電路、時鐘電路、復(fù)位電路。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個時候 10K 電阻兩端的電壓為 ，甚至更大，所以 RST 引腳又接收到高電平。當(dāng)按鍵按下的時候，開關(guān)導(dǎo)通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。 本課題采用按鍵復(fù)位。 單片機(jī)的復(fù)位條件：必須使其 RST 引腳上持續(xù)出現(xiàn)兩個 (或以上 )機(jī)器周期的高電平。 圖 23 時鐘電路原理圖 C13 3 pC23 3 pX1C R Y S T A L 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時，還是運(yùn)行過程中發(fā)生故障都需要復(fù)位。外接電容的作用是對振蕩器進(jìn)行頻率微調(diào)，使振蕩信號頻率與晶振頻率一致，同時起到穩(wěn)定頻率的作用， 本課題選用 33pF 的 電容。 在單片機(jī) XTAL1 和 XTAL2 引腳上跨接上一個晶振和兩個穩(wěn)頻電容，可以與單片機(jī)片內(nèi)的電路構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。單片機(jī)的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 XTAL 則懸空。 10Pf。對電容 C C2 雖沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30Pf177。 89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 如 EA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。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H—FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。 PSEN：程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通型號，當(dāng) 89C51由外部存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE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 D0位置位，可禁止 ALE操作。要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù) 存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 作為輸入口使用時，因?yàn)閮?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）。 P3口： P3是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P3的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 Flash編程和程序校驗(yàn)時， P2也接收高位地址和其他控制信號。作為輸入口使用時，因?yàn)閮?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）。 P2口： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1接受低 8 位地址。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P0口： P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用。 VCC：電源電壓 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器體制工作并禁止其 他所有不見工作直到下一個硬件復(fù)位。同時， AT89C51 降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式 [26]。 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)的閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。為了保重整個系統(tǒng)可靠的運(yùn) 行，設(shè)計(jì)中必須明確三大部分的實(shí)際聯(lián)系：以單片機(jī)為中心，其他 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 各大模塊一一展開。整個報警器由三個部分組成，分為三大模塊：濃度檢測模塊、主控模塊和報警模塊。在此系統(tǒng)中，檢測信號進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。 以此理解，一氧化碳報警器同樣具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的三個層次。 (3)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：能滿足嵌入對象要求的全部電路系統(tǒng) 。 第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) CO 氣體濃度監(jiān)測儀 總體設(shè)計(jì)方案 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個層次： (1)單片機(jī)：通常指應(yīng)用系統(tǒng)主處理機(jī)，即所選擇的單片機(jī)器件。實(shí)現(xiàn)： 1．準(zhǔn)確測量周圍環(huán)境中的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏； 2．實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個模塊的功能控 制； 3．實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程語言系統(tǒng)的控制及傳感器電路的控制。 而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，黃色 LED 亮啟，便于用戶及時對報警器進(jìn)行維修。 本文研究內(nèi)容 本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字氣體報警器采用單片機(jī) AT89C51，其價格便宜，易于產(chǎn)品化。這樣做雖然省缺了購買可燃?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的麻煩和費(fèi)用 , 但實(shí)際上達(dá)不到保證安全的目的 , 從而形成重大安全隱患 ,