【正文】 顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 Keil提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision） 將這些部份組合在一起。 編譯軟件介紹 Keil軟件簡介： 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方 法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據模塊要實現的功能寫各個子程序。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植。 C語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習慣。程序編寫語言比較常見的有 C語言、匯編語言。 圖 工作界面 27 第 4 章 軟件設計 對于單片機的開發(fā)應用中，逐漸引入了高級語言， C語言就是其中的一種。 工作界面： Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows界面， 如圖 所示。本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工 作環(huán)境和一些基本操作。 ④具有強大的原理圖繪制功能。 ③提供軟件調試功能。 ②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。它運行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： ①實現了單片機仿真和 SPICE電路仿真相結合。 25 圖 單頻音報警電路圖 基于本系統(tǒng)的需求和功耗要求，只需要基本的報警功能即可，我選擇采用的是三極管驅動的單音頻報警電路。壓電式蜂鳴 器，約需 10mA 的驅動電流，可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅 動電路來驅動，如圖 所示。 單頻音報警 實現單頻音報警的接口電路比較簡單，其發(fā)音元件通?？刹捎脡弘姺澍Q器，當在蜂鳴器兩引腳上加 3～ 15V直流工作電壓，就能產生 3kHZ左右的蜂鳴振蕩音響。這種報警信號通常有三種類型：一是閃光 報警，因為閃動的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽覺器官，易于引起和加強警覺 ；三是語音報警，不僅能起到報警作用，還能直接給出警報種類的信息。 報警電路 在單片機應用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數碼顯示來指示，供操作人員參考， 了解系統(tǒng)的工作狀況。 ：漢字顯示和字符顯示的原理差不多，就是一個漢字一般采用圖形方式，事先從微機中用字模軟件提取要顯示的漢字的點陣碼，每個漢字占 32B，為為兩部分，各 16B。針對于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數字等，以及其在一個界面同時要顯示的字數，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運行結 果，我們最終選擇 AMPIRE128x64 型號的 LCD。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。 6） 功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動 IC上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。 3） 數字式接口：液晶顯示器都是數字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 液晶顯示工作原理介紹 以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖 23 圖 液晶電路圖 ： 1） 顯示質量高：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。這種訪問方式不占用存儲器空間，它的接 口電路與時序無關，其時序完全靠軟件編程實現。間接控制方式則不使用單片機的數據系統(tǒng)，而是利用它的 I／ 0 口來實現與顯示模塊的聯(lián)系。它與單片機的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。該類液晶顯示模塊采用動態(tài)的液晶驅動，可用 5V供電。考慮到同種 LCD顯示器的屏幕越大體積越大，功耗越大的特點，在同類產品中選用了 AMPIRE128X64液晶顯示模塊。 對于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能。其電路圖見圖 ： 圖 時鐘電路圖 上拉電阻 在主電路圖中接在 P0口處有一個排阻 RP1 ，由于 P0口沒有內接上拉電阻，為了為 P0口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻 RP1，以確保有 P0口有穩(wěn)定的電平。需要注意的是，第一個數據位 在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個下降沿被輸出。如果有額外的 SCLK 周期，它們將被忽略。見表 34。 768KHZ晶振； SCLK：串行時鐘輸入端。 ⑵ DS1302 主要性能有：時實時鐘能計算 2100 年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調整能力；讀 /寫時鐘或 RAM 數據時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式； 與 DS1202/TTL 兼容。時鐘 /RAM的讀 /寫數據以一字節(jié)或多達 31字節(jié)的字符組方式通信。 ⑴ 我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內含一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過串行接口與單片機通信。電路圖見圖 ： 19 圖 外圍擴充存儲電路圖 時鐘芯片選擇與簡介 因為此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄不同人在不同時間的監(jiān)測數據，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。在應用中要保存一些參數和狀態(tài)，據了解基于 EEPROM 的存儲芯片是一種很好的選擇。 ③由于應用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削抖的方法。 ② 軟件削抖的基本原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產生數毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。 ⑶ 鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。各根 I/O口線之間不會相互影響。電路圖見圖 ： 18 圖 按鍵電路圖 ⑵ 獨立式按鍵是直接用 I/O口線構成的單個按鍵電路。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。由于我所使用的是 8位 ADC0832,所以本系統(tǒng)的精度為： 10ppm/256=。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號。當要進行 A/D轉換時，須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉換完全結束。但由于 DO端與 DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數據線上使用。通過 DI 數據輸入端，可以輕易的實現通道功能的選擇。芯片轉換時間僅為 32μS ，據有雙數據輸出可作為數據校驗，以減少數據誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。 ADC0832 為 8位分辨率 A/D轉換芯片，其最高分辨可達 256級，可以適 應一般的模擬量轉換要求。 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 轉換； 178。電路圖見圖 ： 16 ⑶ ADC0832 具有以下特點： 178。優(yōu)點是分辨率低于 12位時，價格較低，采樣速率也很好。逐次逼近型是將采樣信號和已知電壓不斷進行比較，一個時鐘周期完成1 位轉換，依次類推 ,轉換完成后，輸出二進 制數。由于逐次逼近式 A/D轉換具有速度，分辨率高等優(yōu)點，而且采用這種方法的 ADC芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式 A/D轉換器。300nA/ppm4 20mA(甲醛模塊 分辨率 ppm 溫度范圍 20℃ to 45℃ 壓力范圍 大氣壓 177。當空氣被內部的采樣系統(tǒng)吸收后，產生一個與甲醛濃度成正比的電壓信號， 該電壓信號經 AD0832與 AT89C52單片機相連，在顯示器上顯示出甲醛的濃度值，當超過國家規(guī)定的標準時報警。 甲醛傳感器 /甲醛模塊（ CH2O 傳感器）詳細介紹 如下表 33： (3)測量電路 測量電路由 CH20/S10甲醛傳感器， ADC0832 組成。總之數據采集與硬件的選擇有很大的關系 。由于假若每一路都設置放大、濾波等器件，那么成本會很大，所以信號的采集一般用多路模擬通路進行選擇。開關按下時是按鍵手動復位電路， RST端通過電阻與 VCC電源接通，通過電阻的分壓就可以實現單片機的復位。隨著電容的充電， RST腳上的電壓才慢慢下降。 13 圖 上電復位電路圖 RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機器周期），單片機就可以進行復位操作。常用的上電復位電路如下圖所示。 復位電路原理 當在 89C52單片機的 RST引腳引入高電平并保持 2個機器周期時，單片機內部就執(zhí)行復位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)）。 2 .復位電路復位的意義 單片機開始 工作的時候，必須處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知哪是第一條程序和如何開始運行程序。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內部時鐘方式。內部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產生時鐘脈沖信號，外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內，此方式常用于多片 89C52單片機同時工作，以便于各單片機的同步，一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于 低于 12MHz的方波。 單片機最小系統(tǒng)的實現 介紹完以上的單片機系統(tǒng)的核心芯片之后，我們采用 AT89C52來實現一個單片機系統(tǒng)能運行起來的需求最小的系統(tǒng)，電路圖 見圖 11 圖 單片機最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復位電路， AT89C52 芯片組成，構成最小的單片機系統(tǒng)， 下面詳 細介紹其中的兩個電路 。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時， /EA將內部鎖定 為 RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 10 表 32 P3 的特殊功能 口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷 0） /INT1 （外部中斷 1） T0 （記時器 0外部輸入） T1 （記時器 1外部輸入） /WR （外部數據存儲器寫選通） /RD （外部數據存儲器讀選通） /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 表 31 P1口的第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數器 T2的外部計數輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P3口： P3口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。在給 出地址“ 1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢 ，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。這是由于內部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。此外， /計數器 2的外部計數 輸入（ ）和時器 /計數器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 31所示。對 P1 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。程序校驗時，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 P0 口： P0口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。 MCS51單片機產品兼容 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器 10000次擦寫周期 0Hz～ 33Hz 32個可編程 I/O口線 16位定時器 /計數器 UART串行通道 2. AT89S52各個管腳說明 VCC：供電電壓?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 功能及特性 AT89S52具有以下標 準功能： 4k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門