【正文】 當(dāng)進(jìn)行加法或減法操作而產(chǎn)生由低 4位向高 4位的進(jìn)位或借位時，由硬件將 AC置 1；否則就被清除。 PSW 的各位含義如表 31 所示。 PSW 的位狀態(tài)可以用專門指令進(jìn)行測試，也可以用指令讀出。 (d) 程序狀態(tài)字 PSW（ PROGRAM STATUS WORD） 程序狀態(tài)字 PSW 是一個 8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信息。除法操作后，余數(shù)存于 B中。乘法操作陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 14 后，乘積的高 8 位存于 B 中。 (c) B寄存器 寄存器 B是一個 8 位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。 89S52單片機(jī)中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。 (b) 累加器 A 累加器 A為 8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多。 PC 有自動加 1功能，從而實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。 (a) 程序計數(shù)器 PC PC是一個 16位的計數(shù)器。凡是能進(jìn)行位尋址的 SFR，其特征是字節(jié)地址都能被 8 整除（字節(jié)地址的末位是 0 或 8）。它不包 括在 21個特殊功能寄存器中。 程序計數(shù)器 PC是獨(dú)立于 SFR 之外的唯一的一個不可尋址的專用寄存器。特殊功能寄存器的總數(shù)為 21個，僅占用了 80H～ FFH 中的很小一部分。 (2) 特殊功能寄存器 SFR（高 128 單元） 內(nèi)部 RAM 的高 128 單元是給特殊寄存器使用的，因此稱之為專用寄存器區(qū)，其單元地址為 80H～ FFH。 關(guān)于堆棧 ,堆棧是一個特殊的存儲區(qū)域 ,它后進(jìn) 先出，而單片機(jī)的堆棧是地址增加型，即壓入數(shù)據(jù)時地址指針增加。 (c) 用戶區(qū) 在內(nèi)部 RAM 低 128 單元中，通用寄存器占去 32個單元，位尋址區(qū)占去 16個單元，剩下的 80個單元就是供用戶使用的一般 RAM 區(qū)，地址單元為 30H～ 7FH。 位尋址區(qū)共有 16個 RAM 單元，合計 128 位，位地址為 00H～ 7FH。用戶可以通過設(shè)置 RS1 和 RS0 位的狀態(tài)來選擇 /切換當(dāng)前工作寄存器區(qū)，這給用戶保護(hù)寄存器中的內(nèi)容提供了極大的方便。到底選擇哪一個工作組為當(dāng)前工作區(qū)，取決于專用寄存器 PSW（程序狀態(tài)字）中的 RS1 和 RS0 位的狀態(tài)。 (a) 通用寄存器區(qū) 00H～ 1FH 的 32個單元是 4個通用工作寄存器區(qū)，每個區(qū)有 8個 8 位寄存器，其編號為 R0～ R7。 AT89S52 內(nèi)部存儲空間分布如下所述。 數(shù)據(jù)采集時還要設(shè)定采集的間隔時間，所以還要用到定時器。 控制器 內(nèi)部存儲空間分布 本設(shè)計是以 AT89S52 為核心控件，完成數(shù)據(jù)的采集，處理，顯示等功能。 (1) 應(yīng)用單片機(jī)的 C 更要注重對系統(tǒng)資源的理解 。 (8) 由于單片機(jī) C語言編程的目的是要將程序最后固化到單片機(jī)或者 EPROM 中，所以最后要 產(chǎn)生 [后綴 .HEX 的文件，該文件可以固化到單片機(jī) 中。 (6) 單片機(jī) C有自動覆蓋技術(shù) — 單片機(jī)的 RAM 和計算機(jī)相比少的可憐，所以在編譯時會自動分析判斷，將不再被用的變量占用的空間重新使用。 (5) 庫函數(shù)不同 如在 CX51 中沒有 fputs 等庫函數(shù)。 (3) 單片機(jī) C語言增加了存儲 類型。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 12 相同點(diǎn)：語法結(jié)構(gòu)基本相同，也是采用函數(shù)結(jié)構(gòu)；大部分函數(shù)相同。 (8) 開發(fā)周期短，適合工程技術(shù)人員的 開發(fā)應(yīng)用軟件。（而匯編語言編程者必須記住這些分配） (6) 可以多人編寫一個大程序，將 各模塊之間接口確定即可。 (4) 有豐富的庫函數(shù)可以調(diào)用。 (3) 可移植性好， C語言本身不依賴系統(tǒng)硬件，可以很容易移植到不同類型的單片機(jī)上。 (1) C 語言是編譯型語言，具有高級語言的特點(diǎn)，也具備匯編語言簡潔、可以控制硬件的功能。這樣當(dāng)需要修改某個參量時，只須修改相應(yīng)的包含文件或宏定義，而不必對使用它們的每個程序文件都作修改，從而有利于文件的維護(hù)和更新。 在程序設(shè)計過程中，要充分利用 C51 語言的預(yù)處理命令。對于一個較大的程序，可將整個程序按功能分成若干個模塊，不同的模塊完成不同的功能。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 10 開 始系 統(tǒng) 初 始 化鍵 盤 設(shè) 定 濃 度 最 大 限顯 示 濃 度 最 大 限采 集 當(dāng) 前 濃 度A / D 轉(zhuǎn) 換當(dāng) 前 濃 度 濃 度 最 大 限顯 示 當(dāng) 前 濃 度切 換 顯 示5 s 定 時報 警 、 顯 示采 取 相 應(yīng) 措 施YN 圖 23程序 主 流程圖 基于單片機(jī)的粉塵檢測儀控制程序設(shè)計 11 3 粉塵測試儀的 程序 設(shè)計 編程 語言的選擇 C 語言是一種高級程序設(shè)計語言，它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。 (4) 鍵盤輸入部分 ：該部分主要完成濃度參考值的設(shè)定和顯示切換。 (2) LED 的顯示程序 ： 本程序設(shè)計主要完成粉塵濃度的數(shù)字顯示。 主 控 制 器 C P U 信 號 采 集 部 分 顯 示 部 分 鍵 盤 部 分 看 門 狗 部 分 圖 22 系統(tǒng) 各 模塊 組成 基于單片機(jī)的粉塵檢測儀控制程序設(shè)計 9 如圖 22所示系統(tǒng) 所 設(shè)計的程序 分 為以下 四 個部分。 程序框圖和流程圖 因?yàn)檐浖陀布敲懿豢煞值?，所?由 系統(tǒng)的 硬件 結(jié)構(gòu)圖 可以 得出 軟件設(shè)計的程序框圖和流程圖。 (7) 電源：將電源轉(zhuǎn)化為 12V 的電壓供電。 (5) 蜂鳴器報警：濃度超標(biāo)時，報警提示，使 設(shè)計更完整。 (3) 鍵盤設(shè)定參考值：通過獨(dú)立按鍵輸入粉塵濃度參考值，與當(dāng)前采集的濃度值對比判斷濃度是否在安全范圍內(nèi)。 (1) 模擬信號采集單元：即 ADC0809 將 5V 的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 P3： P3口 (～ )口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/O口 )，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部隨機(jī)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? P1： P1口 (～ )口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/O口 )，其輸出可以推動 4個 LSTTL負(fù)載。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時，則作一般雙向 I/O口用。 P0口每一個引腳可以推動 8個 LSTTL負(fù)載。 當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)時，它是地址總線（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用。在執(zhí) 行片內(nèi)程序存儲器指令時，不產(chǎn)生 PSEN 信號，在訪問外部數(shù)據(jù)時，亦不產(chǎn)生 PSEN 信號。 PSEN ： 訪問外部程序存儲器選通信號，低電平有效。當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE信號負(fù)跳變來觸發(fā)外部的 8位鎖存器 (如 74LS373)，將端口 P0 的地址總線 (A0A7)鎖存進(jìn)入鎖存器中。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效 ?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96個晶振周期的高電平。 RST: 復(fù)位輸入。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端。它采用外部振蕩器時，此 引腳應(yīng)接地。 (2) 部分引腳功能： XTAL1： 接外部晶振的一個引腳。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 (1) AT89S52功能特性： AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，看門狗定時器， 2個數(shù)據(jù)指針，三個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器 ， 具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。我們通過選取和對比各種型號的微處理芯片的功能和價格 ,另外考慮到本設(shè)計的具體要求 ,發(fā)現(xiàn) AT89S52以低廉的價格、強(qiáng)大的功能 ,完全符合經(jīng)濟(jì)的原則并且滿 足本系統(tǒng)的要求。 中心 控制器 微處理器是粉塵測試儀系統(tǒng)設(shè)計的核心部件 ,它的結(jié)構(gòu)特性對所研制儀器的性能有很大影響。 由此 設(shè)計的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 21所示。本系統(tǒng)確定由單片機(jī)構(gòu)成主控部分，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄。同時鍵盤設(shè)定參考值送入單片機(jī)，當(dāng)采集的當(dāng)前粉塵濃度大于參考值時，單片機(jī)驅(qū)蜂鳴器報警，否則顯示當(dāng)前濃度。 系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)的工作原理是：將電源開關(guān)打開，當(dāng)給一個 由測塵原理將粉塵濃度轉(zhuǎn)換得來的 0～ 5V的電壓信號時，信號經(jīng)過 ADC0809 轉(zhuǎn)換為八位的 二進(jìn)制數(shù)進(jìn)入單片機(jī)，經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)變?yōu)槿皇M(jìn)制數(shù)通過 I/O 口在數(shù)碼管上顯示出精確數(shù)值。再者，測量粉塵濃度的同時，還能測粉塵的粒度分布（分散度）。求解式 14便可求得 W及粉塵的總質(zhì)量濃度。 T 中個元素 ? ? 11 /, ddmQt iij ?? ，可由計算機(jī)預(yù)先算出。由公式 12 得 : ),(ln11 110 dmQdwIIMi ???? (13) 式 (13)是在單色入射光情況下得到的。 N 為粉塵密度， A是直徑為 d的粉塵粒子的截面積， W為粉塵的質(zhì)量濃度；ρ為粉塵的質(zhì)量密度。其原理如下： 一束強(qiáng)度為 I0 的單色平行光照射在含有粉塵的檢測區(qū)，由于粉塵對光的吸收和散射，出射光強(qiáng)便會衰減。本設(shè)計檢測原理用基于光學(xué)檢測法中的濁度 法。 5% 電壓輸入范圍： 0V～ 5V 數(shù)據(jù)采集周期： 5s 工作原理 粉塵檢測原理 測塵原理是用粉塵采樣器或呼吸性粉塵采樣器抽取采集一定體積的含塵空氣，含塵空氣通過濾膜時，粉塵被捕集在濾膜上，再利用光學(xué)原理測得粒徑。我主要 根據(jù)系統(tǒng)要求完成數(shù)據(jù)的采集、顯示、參數(shù)設(shè)置及報警等系統(tǒng)各模塊的程序設(shè)計，然后再結(jié)合各部分的硬件電路完成各模塊的功能，從而完成整個系統(tǒng)的功能。 該 設(shè)計主要是將光學(xué)測塵原理所得的 0～ 5V的 電壓 模擬信號通過 ADC0809轉(zhuǎn)換成八位二進(jìn)制數(shù)字信號，并將數(shù)字信號送到單片機(jī) AT89S52 中經(jīng)過 處理后將數(shù)字信號動態(tài)顯示在數(shù)碼管 LED 上，通過鍵盤來設(shè)定粉塵濃度限定值，如果超過限定值單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器報警 ,同時可以通過獨(dú)立按鍵控制當(dāng)前粉塵濃度和設(shè)定限定值時的顯示切換。 本文 主要 工作 本文 主要是 根據(jù)光學(xué)測塵原理 朗伯特 比爾定律測量光透過被測物質(zhì)后，由于散射吸收而使光強(qiáng)減弱，通過測定光束通過被測介質(zhì)前后的光強(qiáng)比之來定量粉塵濃度。 (4) 可遠(yuǎn)程進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)傳輸 , 通過中心控制軟件 , 方便地輸入用戶參數(shù)、校準(zhǔn)儀器 , 并可輸出存儲的測量數(shù)據(jù)。允許多個程序看起 來在同時運(yùn)行 , 將處理器在其間共享。 充分考慮了最小軟、硬件配置和相應(yīng)的接口電路。 (1) 智能采樣與去噪數(shù)字濾波算法相結(jié)合 ,測量和信號處理靈活性強(qiáng) ,因而在一套裝置可以進(jìn)行不同變量和濃度的測量 ,可排除個別的不正常值 ,同步計算平均值。對于煙道中煙塵的測量 ,實(shí)踐證明 , 通過微正壓的清潔保護(hù)風(fēng) , 就可實(shí)現(xiàn)對光學(xué)鏡頭的可靠保護(hù)。 (3) 光學(xué)法又進(jìn)一步分為濁度法和散射法 , 而濁度法是目前國外普遍采用的用來測量煙塵 ( 粉塵 ) 濃度的方法 , 這種國外儀器在國內(nèi)許多單位也都得到了成功應(yīng)用。 (1) 采樣稱重法不適合于在線測量。該儀器適用于公共場所可吸入顆粒物（ PM10）濃度的快速測定以及環(huán)境保護(hù)、勞動衛(wèi)生等方面粉塵濃度檢測、工礦企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵濃度的監(jiān)測。該儀器具有斷電保護(hù)功能，斷電后仍可儲存 40 組粉塵粒度分布和 200 組粉塵濃度數(shù)據(jù)。它作為粉塵采樣器可采集作業(yè)場所空氣中的粉 塵，將采集到的濾膜樣作一些處理，在此儀器上可直接測出粉塵濃度值，粒度分布需用 天平稱重，可測定采樣器采集的濾膜粉塵和其它形式粉塵的粒度分布（分散度）。儀器采用的射線源符合核安全陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 2 標(biāo)準(zhǔn)，可長期穩(wěn)定工作。并且配不同的采樣入口裝置，可實(shí)現(xiàn)對總粉塵、可吸入粉塵、呼吸性粉塵進(jìn)行監(jiān)測。 因此，粉塵濃度測試儀意義很重大 是現(xiàn)代生活中不可或缺的必備品 。此外粉塵還是煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患 , 我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：“ 粉塵中游離 的sio2含量 10% 時 ， 粉塵濃度不得大于 2mg/ m3； 當(dāng)粉塵中游離 sio2含量 10% 時 , 粉塵濃度不得大于 10mg/ m3。 由此可以看出粉塵對人類健康和生產(chǎn) 的巨大危害性， 煤礦井下巷道作業(yè)、煤炭生產(chǎn)都要產(chǎn)生大量的粉塵 ， 加之煤礦井下通風(fēng)條件較差 ， 在炮采、縱采工作面 ， 煤塵濃度可高達(dá) 1000mg/ m3以上。粉塵作為病菌的載體，一同散入 空氣中，極易傳播疾病。 選題背景 粉塵又稱可以入顆粒物 (inhalable particular matter）， 它是指能進(jìn)入呼吸道的，直徑為 10μ m的顆粒物， 對人的眼睛、鼻腔、上呼吸道都十分有害。人類要 治理好環(huán)境問題，必須 要做到“知己知彼”， 在做好監(jiān)控與檢測的同時知道 病灶所在 然后 對癥下藥，從而藥到病除。所以人類必須采取相應(yīng)措施 ，合理利用開發(fā)自然資源，與大自然和睦相處。 so the improvement of air quality conce