【正文】 圖 34 “8” 字型數(shù)碼管 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 35 共陰極數(shù)碼管與共陽極數(shù)碼管 LED 顯示器分為共陰極 和共陽極，共陰極是將 8 個發(fā)光二極管陰極連接在一起作為公共端，而共陽極是將 8 個發(fā)光二極管的陽極連接在一起作為公共端。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。當(dāng) 40H 里面的電壓值大于 54H 某個數(shù)時報警 SUBB A,54H JC OUT1 CLR MOV A,40H 。 開始 初始化 開啟總中斷 啟動 AD 開外中斷 0 循環(huán)等待 AD 轉(zhuǎn)換完成 數(shù)據(jù)輸出 圖 32 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 N Y 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 報警子程序 程序流程圖 : 報警程序 : ALARM: MOV A,40H 。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，由讀信號 /RD和 ADC0809的 OE信號。報警電路復(fù)位 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 LOOP: JNB F0,LOOP 。設(shè)為下降沿有效 SETB EX0 。清 F0 MOV DPTR,6FF8H MOVX DPTR,A 。 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 SETB EA 。直到A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 START 上升沿將清除內(nèi)部寄存器。 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 Vcc：電源，單一＋ 5V。要求時鐘頻率范圍是 101280kHz。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平 (轉(zhuǎn)換期間一直為低電平 )。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 OUT1～ OUT7： 8 位數(shù)字量輸出端。下面說明各引腳功能。 ： 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)、地址鎖畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 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 。 (6)工作溫度范圍為 40～＋ 85℃ 。 (4)單個＋ 5V電源供電。 (2)具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 個單段 模擬輸入信號中的一個進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 [6]。 開啟 T0 定時器 SETB ET0 。 設(shè) T0、 T1 為 16 位定時器 MOV TH0,0FFH MOV TL0,0F7H 。 定時器 0 的中斷向量地址 AJMP TINT0 ORG 0100H MAIN: MOV SP,70H 。 超標(biāo)準(zhǔn) ? 開始 初始化 開啟 A/D 等待中斷 轉(zhuǎn)換完成 數(shù)據(jù)處理 聲光報警 Y 結(jié)果存儲 顯示 N 圖 31 主程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 單片機(jī)初始化程序 : ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H 。系統(tǒng)上電后，首先對單片機(jī)自身初始化，包括設(shè)置堆棧指針、中斷禁止及優(yōu)先級的決定、設(shè)置各個定時器 /計(jì)數(shù)器的工作方式等，然后對 A/D 初始化。CO 檢測的主程序流程如下圖所示。 為便于實(shí)現(xiàn)仿真，我將 K值取作 2，即令 K=2。 u。 實(shí)際應(yīng)用的算法 線性法 : 由于條件所限我們忽略了溫度等因素對 CO濃度的影響，并且溫度補(bǔ)償方法比較復(fù)雜，軟件編程及硬件電路都不易實(shí)現(xiàn)，因此我將采取一種比較簡單且易于軟硬件實(shí)現(xiàn)的方法來完成設(shè)計(jì)，即線性法 [5]。T 2 (11) 解方程得到 b0， b1。 系數(shù) A1(T)與溫度的關(guān)系可以用式 (9)表示： A1 (T) =b0+ (9) 將 A1(T1)， T1和 A1(T2)， T2帶人式 (9)，得到式 (10)、式 (11) A1 (T1) =b0+b1 系數(shù) A0(T)與溫度的關(guān)系可以用式 (6)表示： A0 (T) =a0+a1 P1=A0(T1)+A1(T1).u(P1， T1) (2) P2=A0(T1)+A1(T1).u(P2， T1) (3) 解式 (2)、式 (3)，求 T= T1 時的系數(shù) A0(T1)， A1(T1)。 表 21 標(biāo)定數(shù)據(jù) CO體積分?jǐn)?shù) 電壓 T=T1 電壓 T=T2 P1 u(p1,T1) u(p1,T2) P2 u(p2,T1) u(p2,T2) 建立各個標(biāo)定溫度下輸入輸出特性的一次擬合方程， T1和 T2時多項(xiàng)式方程為 P1=A0 (T1) + A1 (T1).u (1) P2= A0 (T2) + A1 (T2).u 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 式中： A0(Ti) 為不同工作溫度的零位值， i =1， 2。 設(shè)計(jì)中用到了 keil 編譯軟件，其作用是對編寫好的程序進(jìn)行編譯，產(chǎn)生 HEX 文件，此格式的文件可以用于 proteus 環(huán)境中的仿真。單片機(jī)根據(jù)輸入的信號進(jìn)行濃度計(jì)算，最后得到濃度值。 系統(tǒng)工作時，首先進(jìn)行初始化等準(zhǔn)備工作。以下是該傳感器的一些描述： 測量范圍 ..............................01000 ppm 最大負(fù)荷 ..............................2020ppm 內(nèi)置過濾器 ...........................過濾酸性氣體 工作壽命 ..............................空氣中 3年 輸出 ..................................100177。施加于傳感電極的電壓值可以使傳感器針對目標(biāo)氣體 [3]。參考電極間沒有電流流動。固定的穩(wěn)定恒電勢作用于傳感電極。為改善傳感器性能，人們引入了參考電極。由于該過程中會產(chǎn)生電流，電化學(xué)傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。 通過電極間連接的電阻器，與被測氣 體 濃度成正比的電流會在正極與負(fù)極間流動。 穿過屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，傳感電極可以采用氧化機(jī)理或還原機(jī)理。氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后是憎水屏障 ，最終到達(dá)電極表面。 電化學(xué)傳感器的工作原理： 電化學(xué)傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。半導(dǎo)體 CO 傳感器具有靈敏度高、響 應(yīng)快、測量范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，但半導(dǎo)體式元件在空氣中阻值漂移大、功耗較高，不適合煤礦井下電器設(shè)備的要求。隨著半導(dǎo)體工藝和 MEMS 技術(shù)的發(fā)展，紅外氣體分析器微型化、便攜化成為可能 [2]。目前 CO 檢測儀的發(fā)展方向主要有微小型化、集成化、智能化、多功能化、通用化和網(wǎng)絡(luò)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)化。 近年來，美國，日本，德國等對 CO 傳感器的研究發(fā)展較快。自 20 世紀(jì) 70 年代中期，電化學(xué) CO傳感器問世以來，由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、靈敏度及選擇性都高等特點(diǎn)，受到國內(nèi)外煤礦的重視。因此研究適應(yīng)礦井檢測的 CO 檢測儀具有重要的意義。井下缺少對 CO 的安全監(jiān)測儀器，難以適應(yīng)工作面的推進(jìn)及新工作的開拓。目前一些長壽命檢測報警儀仍要從國外進(jìn)口。目前，國內(nèi)北京、惠州、濟(jì)南已有幾家生產(chǎn) CO 測試儀 ，但其敏感元件的關(guān)鍵材料仍由國外進(jìn)口，價格較高。 我國在“六五”、“七五”期間引進(jìn)并仿制了西德產(chǎn)品，撫順及大連化物所等有關(guān)單位也致力研制該產(chǎn)品。隨著氣體檢測管技術(shù)的日臻完善，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，有最初的定性檢測一種氣體發(fā)展成為現(xiàn)在可定性定量檢測分析幾百種氣體 ；現(xiàn)在氣體檢測管可以廣泛應(yīng)用于礦井、化工、冶金、地質(zhì)領(lǐng)域安全檢測及工藝過程分析和環(huán)境保護(hù)、勞動衛(wèi)生檢測、污染源及突發(fā)事故檢測等諸多領(lǐng)域的氣體檢測方法。 我國 CO 檢測的發(fā)展 我國煤炭行業(yè)最早在 20 世紀(jì) 50 年代采用氣體檢測管測定 CO 濃度。 按敏感元件電解質(zhì)性質(zhì)的不同，它主要分為膠體電解質(zhì) CO 敏感元件、固體電解質(zhì) CO 敏感元件和液體電解質(zhì) CO 敏感元件。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 一氧化碳檢測的現(xiàn)狀 目前的 CO 傳感器主要采用的是三點(diǎn)定電位的電化學(xué)原電池傳感器。在氣體的生產(chǎn)、輸送、貯存和使用過 程中，違反操作規(guī)程或設(shè)備密封質(zhì)量不好，都有可能發(fā)生可燃?xì)怏w泄露現(xiàn)象，進(jìn)而釀成火災(zāi)或爆炸事故，給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成損失。工業(yè)鋁電解等產(chǎn)生大量的畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 CO 氣體。保證工業(yè)安全生產(chǎn)、工作和生活環(huán)境的空氣質(zhì)量而進(jìn)行的有害氣體濃度檢測是非常復(fù)雜而重要的課題。液化氣、煤氣進(jìn)入家庭為人們帶來了方便，改善了城市環(huán)境，但同時也給人們帶來了潛在的危險， CO 就是最重要的危險源；在智能化家居系統(tǒng)中， CO 也是被列出的重點(diǎn)監(jiān)測氣體之一， CO 也是餐廳空氣衛(wèi)生監(jiān)測的一項(xiàng)重要指標(biāo)，這里食物加工過程中產(chǎn)生的 CO 也不容忽視，它直接影響人們的身體健康。同時還容易 環(huán)境等因素的影響而產(chǎn)生誤測誤報，可靠性低，近年來，隨著科技的發(fā)展，氣體傳感技術(shù)有了長足的進(jìn)展。 CO 也是鋼鐵冶金工業(yè)生產(chǎn)中的有毒氣體，在冶金企業(yè)的焦?fàn)t、高爐、鐵合金礦熱爐等冶金生產(chǎn)中都有大量 CO 產(chǎn)生。 CO 給工業(yè)安全生產(chǎn)帶來巨大危害，在煤礦井下， CO 是引起瓦斯爆炸的主要?dú)怏w之一。在空氣中的 CO 達(dá)到一定濃度值時，將直接威 脅人的生命安全。因而造成血紅蛋白更易于 CO 結(jié)合而不易與氧結(jié)合，使輸送到人體各組織器官的血液供氧不足。 CO隨空氣毫無知覺的吸入人體肺部后，由于 CO 與血紅蛋白的親和能力比氧氣和血紅蛋白的親和能力大約高 250~300 倍，形成碳氧血紅蛋白。由于相對密度略低于空氣，故能均勻的 擴(kuò)散于監(jiān)測環(huán)境中。它運(yùn)行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以進(jìn)行仿真、分析各種模擬器件和集成電路，是集單片機(jī)和 SPICE分析于一身的仿真軟件，功能強(qiáng)大，具有系統(tǒng)資源豐富、硬件投入少、形象直觀等優(yōu)點(diǎn)。 將 keil軟件與 proteus軟件結(jié)合，通過 Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)，將編好的程序輸入 keil軟件中，進(jìn)行編譯，編譯結(jié)束將產(chǎn)生一個 HEX格式的文件，將其載入到 proteus環(huán)境中，進(jìn)行實(shí)時仿真。 畢業(yè)論文 專 業(yè) 自 動 化 CO 測試儀軟件設(shè)計(jì) 摘 要 CO測試 儀利用 A/D轉(zhuǎn)換原理，將被測模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并用數(shù)字方式顯示出測量結(jié)果。 A/D轉(zhuǎn)換器的精 確 度影響數(shù)據(jù)顯示的準(zhǔn)確度 ，本設(shè)計(jì) 采用 ADC0809對輸入模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心 AT89S51單片機(jī)對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后驅(qū)動輸出裝置顯示數(shù)字信號，通過 keil軟件對所設(shè)計(jì)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試， keil軟件提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個 uViSion集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。 Proteus軟件是一種電路分析和實(shí)物模擬仿真軟件。 關(guān)鍵詞 ： AT89S51 ADC0809 keil 軟件 proteus 軟件 Abstract CO tester using A/D conversion principle, to convert the measured analog to digital, and show the result in digital way . A/D converter?s accuracy impact the accuracy of data , we use ADC0809 to convert the input analog signal in this design, the control coreAT89S51 singlechip puting and processing to the result of the conversion, the last drive the output device to show the digital signal, use keil software to pile and debug the design process, keil software