【正文】 方面的重要作用，是十分明顯的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品 達(dá)到最好的質(zhì)量 。 （ 5） ADC0809 與單片機(jī)連接方式如圖 ： I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10E O C7U1A D C 0 8 0 9E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U6A T 8 9 C 5 1S T A R TS T A R TOES T A R TOEX T A L 1X T A L 2C42 2 u FR 1 610KV C CV C CV C CC L KC L KP 2 .0P 2 .1P 2 .2 圖 ADC0809 與單片機(jī)連接方式 第三節(jié) 傳感器部分電路設(shè)計(jì) （ 1）傳感器的定義 人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件稱為傳感器，傳感器實(shí)質(zhì)是一種功能模塊，起作用是將來(lái)之外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)：它是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。 不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。因此可以用查詢方式，測(cè)試 EOC 的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了， 接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 （ 1） 定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種 A/D轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳 送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。當(dāng) OE輸入高電平 時(shí)，輸出 三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。下降沿啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。此地址經(jīng)譯碼選通8 路模擬輸入之一到比較器。 GND：地。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START： A／ D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。下面說(shuō)明各引腳功能。 （ 2） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) : ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 13． 22 所示，它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 17 （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs( 時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs （時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)） （ 4） 單個(gè)＋ 5V 電源供電 （ 5） 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 （ 1） 主要特性 ： （ 1） 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。其內(nèi)部有一個(gè) 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(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 第二節(jié) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路設(shè)計(jì) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用 ADC0809芯片。32)((12M/12)/(256 TH1)) TH1≈ 上面的計(jì)算可以看出使用 12M 晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的 TH1 不為整數(shù)，而 TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的 9600 波特率。代入公式： 9600＝ (2247。 通常用 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)誤差的波特率，那么為何呢？計(jì)算一下就知道了。通常會(huì)使用定時(shí)器 1 工作在定時(shí)器工作模式 2 下，這時(shí)定時(shí)值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)， TH1 做為自動(dòng)重裝值 ，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后， TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到 TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。 波特率＝（ 2SMOD247。模式 1 和模式 3 的波特率是可變的，取決于定時(shí)器 1 或 2（ 52 芯片）的溢出速率。 51 芯片的串 口工作模式 0的波特率是固定的，為 fosc/12，以一個(gè) 12M 的晶振來(lái)計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到 1M。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn) 9600 會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600 個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送 9600 個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要 8 個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式 1 來(lái)傳輸那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用 10 個(gè)二進(jìn)位， 9600 波特率用模式 1 傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是 9600247。 波特率在使用串口做通訊時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時(shí)才可以進(jìn)行正常通訊。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器 1 或定時(shí)器 2 的定時(shí)值（溢出速率）。同樣 RI 也必須要靠軟件清除。 RI=1，申請(qǐng)中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。在任何模式下， TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時(shí) TI=1，表明發(fā)送已完成， TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0 中， RB8 為保留位沒有被使用。 RB8 接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。 TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入 REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開串口接收。 REM 為允許接收位， REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。 SM2 在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。串行口工作模式設(shè)置。 51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用 include 引用就可以了。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè) 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。 CPU 在讀 SBUF 時(shí)會(huì) 指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒 有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。有朋友這樣問起過 “ 為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器。 （ 5） 串口通訊 ： 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 （ 4） 芯片擦除： 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 14 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 XTAL2： 來(lái)自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。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。 P3 口： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸 出 4 個(gè) TTL 門 電流。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2口為一個(gè)內(nèi)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被 定義為高阻輸入。 GND：接地。 AT89C 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價(jià)廉的方案。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000次。 主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過分析 A/D轉(zhuǎn)換的得到的數(shù)字值，控制事故 處理模塊運(yùn)行。在電子技術(shù)方面分為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，模擬電子技術(shù)主要用來(lái)放大傳感器檢測(cè)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)反光二極管以及顯示穿管器檢測(cè)氣體濃度；數(shù)字電子技術(shù)用來(lái)把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，把從剛起檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。硬件知識(shí)用來(lái)設(shè)計(jì)硬件電路，軟件知識(shí)用來(lái)設(shè)計(jì)芯片處理數(shù)據(jù)的先后順序，數(shù)據(jù)的獲得途徑以及對(duì)數(shù)據(jù)做怎樣的處理，還有其他的一些驅(qū)動(dòng)和顯示功能等等。并且給出設(shè)計(jì)電路。 （ 3）報(bào)警模塊 此模塊主要有蜂鳴器、 LED 燈組成，在氣體濃度過大，超過安全值時(shí)，蜂鳴器工作，提供報(bào)警服務(wù)。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用 ADC0809，接收經(jīng)過運(yùn)算放大器處理后的一氧化碳傳感器的檢測(cè)值，檢測(cè) 結(jié)果通過 ADC0809 處理后才傳給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次，數(shù)據(jù)可保留 10 年 。系統(tǒng)框圖如圖 所示。為了保重整個(gè)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，其他各大模塊一一展開。整個(gè)報(bào)警器由三個(gè)部分組成，分為三大模塊：濃度檢測(cè)模塊、主控模塊和報(bào)警模塊。在此系統(tǒng)中，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。 （單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系如圖 ： 圖 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系 以此理解，一氧化碳報(bào)警器同樣具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)層次。 信 號(hào) 接 收 裝 置 信 號(hào) 處 理 裝 置 信 號(hào) 控 制 裝 置 信 號(hào) 響 應(yīng) 裝 置 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)）