【正文】 接有上拉電阻〉所以就不需要再外接上拉電阻。 每 個(gè) 獨(dú)立式按鍵占有一 根 1/0 口線。00 堅(jiān) 守 ...L::::::l一 .I 0 39。 i. 0一 ， 39。 由 于 本系統(tǒng)只有 UP、 DOWN 、 OK 、 CANCEL4個(gè)控制命 令 ， 所需按鍵較 少 ， 所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。 按鍵選擇與簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)對(duì)話功 能 ， 該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入 以及和 LCD 連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸 入 2 位數(shù)據(jù) 用 于 選擇通道功 能 ， (4) 測(cè)量量程 13 二 o 本系統(tǒng)的量程為 010ppm。 此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn) 換 工 作 ， 同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng) ADC0832 未工 作時(shí) 其 CS 輸入端應(yīng)為高電 平 ， 此 時(shí)芯片禁用 ， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原 理 : 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù) 線 ， 分別是 CS、 CLK、DO、 DI。獨(dú)立的芯片便能輸 入 ， 使多器件掛 接和處理器控制變的更加方便。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓 輸入在 0 5V 之間。 ? DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸 出 ， 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸 出 : ? CLK 芯片時(shí)鐘輸入 : ? Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入 (復(fù)用 )。 芯片接口說 明 : ? CS_ 片選使 能 ， 低電平芯片便能 : ? CHO 模擬輸入通道 0， 或作為 IN+/使 用 : ? CHl 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使 用 : ? GND 芯片參考 0 電位 (地 ) 。 一般功耗僅為 15mW。 ? 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0 5V 之 間 : 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換 : 圖 36 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 XD P12 P32/陽i 市 P13 P33點(diǎn) 汗 T P34斤 。電路圖見圖 36 如 下 : .U.. J … …... XTAL1 PO O/ADO P0 1/AD1 PO 萬 39。 (2) 由 于 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換、輸入輸 出電平與 TTL/CMO S 相兼容 、 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 039。這類型 ADC 的分辨率和采 樣速率是相 互 牽 制的。逐次逼近型 ADC 包括 1個(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 、 1個(gè)逐次逼 近 寄 存器 (SAR) 和 1個(gè)邏輔 控制單元。 11 υ4 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡(jiǎn)介 (1)實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很 多 ， 有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法 和并行轉(zhuǎn)換法。C 土 239。C7039。C5039。Cto 4039。C 10 零點(diǎn)輸出 (純凈空 體 ， 2039。C 壓 力 范 圍 大氣壓 土 10% 響應(yīng)時(shí)間 (T (50 seconds 溫度范圍 2039。 表 33 甲醒傳感器參數(shù)表 名稱 甲 M傳感器 測(cè)量范圍 0 10 ppm 最大負(fù)荷 50ppm 工 作壽命 空氣中 3年 輸出 1200土 300nA/ppm420m 分 辨 率 ppm 溫度范圍 2039。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)吸收 后 ， 產(chǎn) 生一個(gè)與甲醒濃度成正比的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng) AD08 32 與 AT8 9C52 單片機(jī) 相 連 ， 在顯示器上顯示出甲酷的濃度 值 ， 當(dāng)超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警 。 (3) 測(cè)量電路 測(cè)量電路由 CH20/S10 甲醒傳感 器 ， MQ5 氣體傳感 器 ， ADC0832 組成。甲醒傳感器 /甲醒模塊 CCH20 傳 感器〉詳細(xì)介紹如下表 33: MQ5 氣體傳感器的選擇 : MQ5 氣體傳感器由微型 AL203 陶瓷管 、 Sn02 敏 感 層 ， 測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成 的敏感元件組成 ?？傊?dāng)?shù)據(jù)采集與硬 件的選擇有很大的關(guān)系 [心。 由 于假若 每 一路都設(shè)置放大、濾 波 等 器件，那么成本會(huì)很 大 ， 所以 信 號(hào) 的 采集一般用多路模擬通路進(jìn)行選擇。復(fù) 位電路圖 如圖 35: L斗 乍 173。選擇合理的充電常 數(shù) ， 就能保證在開關(guān)按下時(shí)是 RST 端有 兩 個(gè) 機(jī) 器周期以上 的高電平從而使 AT89C52 內(nèi)部復(fù)位。 振為 6陽 z 時(shí) ， C1 為 22uF， R1 為 1 KQ. mI 本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開關(guān)復(fù)位電 路 ， 開關(guān) S9 未按下是上電復(fù)位電 路 ， 上電復(fù)位電路在上電的瞬 間 ， 由 于 電容上的電壓不能突變，電容 處 于 充電 (導(dǎo) 通 ) 狀態(tài)，故 RST 腳的電壓與 VCC 相同。 圖 34 上電復(fù)位電路圖 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間 (2 個(gè)機(jī)器周期 )， 單片機(jī)就可以進(jìn) 行復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如下圖所示。 復(fù)位電路原理 :當(dāng)在 89C52 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周 期肘 ， 單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作 (若該引腳持續(xù)保持高電 平 ， 單片機(jī)就 處 于 循 環(huán)復(fù)位狀態(tài)〉。 (2) 復(fù)位電路 復(fù)位的意義 :片機(jī)開 始 工 作的時(shí)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(yùn)行程序。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組 合作用產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信 號(hào) ， 外部時(shí)鐘方式是把外部己有的時(shí)鐘 信 號(hào) 引 入到單片機(jī) 內(nèi) ， 此方式常 用 于 多片 89C52 單片機(jī)同 時(shí) 工 作，以 便 于 各單片機(jī)的同步，一般要 求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間 大 于 20ns. 且為頻率 低 于 12M!恒的方波。王 2 來實(shí)現(xiàn)一個(gè)單 日 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復(fù)位電路 ， AT89C52 芯片組 成 ， 構(gòu)成最小的單片機(jī)系 統(tǒng) ， 下面 詳 細(xì)介 紹 其 中 的兩個(gè)電路。195。 6 。單片 機(jī) /MCU 主要有 51 基本型和 52 增強(qiáng) 型 ， 而相比之下 52 型比 51 型功能更為強(qiáng) 大 ， ROM 和 隊(duì) M 存儲(chǔ)空間更 大 ， 52 還兼 容 51 指令系統(tǒng)。 和模擬電路結(jié)合越來越多。 所集成的部件越來越多 : 近 年來，單片機(jī)的生產(chǎn)廠家在單片機(jī)設(shè)計(jì)上采用了各種 提 高 可靠性的新技 術(shù)，主要表現(xiàn)在 一 下 幾 點(diǎn) : (1) EFT(Electrical Fast Transient) 技術(shù) (2) 低 噪 音 布線技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù) (3) 采用低頻時(shí)鐘 單片機(jī)在目前的發(fā)展形 勢(shì) 下 ， 表現(xiàn)出幾大趨 勢(shì) : 隨 著 微電 子 工 藝水平的 提 高 ， 近 十 年來單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。但近年來也開始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序的單片 機(jī) [心 。一般說來，單片 機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度 均 高 于 同一檔次的微處理器。 (4) 控制功能強(qiáng)。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。許多 信 號(hào) 通 道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠 性 高 。芯片本身是 按 工 業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的 ， 其 抗 工 業(yè)噪聲干擾 優(yōu) 于 一般通用 CPU。 單片機(jī)具有 以 下 特點(diǎn) : (1)受集 成度限 制 ， 片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小，一般 8 位單片機(jī)的 ROM 小 于 8/16K 字 節(jié) ， 隊(duì) M 小 于 256 字 節(jié)，但可在外部擴(kuò)展，通常 ROM、 隊(duì) M 可分別擴(kuò)展至 64K 字 節(jié)。所謂 的單片機(jī)是指將微型計(jì)算機(jī) 3個(gè)單元的多個(gè)分體中的主要功能 用 1個(gè)集成電路芯 片來實(shí) 現(xiàn) ， 該芯片具有一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。在這種情 況 下 ， 單片機(jī) 應(yīng) 運(yùn) 而生了 (也稱作微型計(jì)算機(jī)〉。 硬件選擇 MCU 的選擇與簡(jiǎn)介 1) .單片機(jī)的概念和特點(diǎn) 現(xiàn)代社會(huì) 中 ， 盡管 PC 機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普 遍 ， 但是， 在 工 控領(lǐng)域，在 日 益 追求 小而精、輕而薄 的 自 動(dòng)化控制器 、 自 動(dòng)化儀器儀表、家電產(chǎn) 品 等 方面 ， PC 機(jī) 仍有所不相 適 宜 的地方。 硬件結(jié)構(gòu) 硬件結(jié)構(gòu)如圖 21 AT89S52 軟件結(jié)構(gòu) 軟件結(jié)構(gòu)如圖 22 圖 21 硬件電路結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)初始化、按鍵掃描 顯示選擇菜單 上 位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù) 處 理 測(cè) 量 相關(guān)設(shè)置 串行通信 數(shù)據(jù)處理 顯示數(shù)據(jù) 圖 22 軟件結(jié)構(gòu)框圖 4 3 217。 3 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)部分主要包 括 : 編寫 語 言 的選擇、主程 序 /子程序流程的設(shè)計(jì)、功 能模塊程序的編寫、 軟 /硬件結(jié)合調(diào)試與演 示 。MQ5 氣體傳感器由微型 AL203 陶瓷管、 Sn02 敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件組成，通過檢測(cè)放大電路和放大 倍數(shù)的調(diào)整經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后送單片 機(jī) ， 由單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制檢測(cè)并顯示甲醒濃度 和煤 氣 、 天 然氣主要參數(shù)。因此本設(shè)計(jì)可選用 基 于 電化學(xué)原理的甲醒傳 感器與 MQ5 氣體傳感器。普。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用功能模塊化的設(shè)計(jì)思 想 ， 系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計(jì)、硬件 和軟件的設(shè)計(jì)三大部分。 本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的基本控制功 能。天然氣 熱值 高 ， 約 850010000 千卡 /米 3，天然氣燃燒后發(fā)出的熱量是相同體積的城市煤氣的 倍左右。天然氣在燃燒過程中產(chǎn)生的能影 響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極 少 ， 產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的 40%左 右 ， 產(chǎn)生的二 氧化硫也很少。院以氣體狀態(tài)存 在 ， 戊 。院和丁 燒 ， 此外一般還含有硫 化 氫 、 二氧化碳、氮和水 氣 ， 以及微量的惰性氣體，如氮和 氧 等 。院 。全身癥狀有頭痛、乏力、心悸、失眠、體重減輕以及植物神經(jīng)紊 亂 等。甲醒是原漿毒 物 ， 能與 蛋白質(zhì)結(jié) 合 ， 吸入高濃度甲醒后會(huì)出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重剌激和水腫、眼刺痛、頭 痛 ， 也可發(fā)生支氣管哮喘皮膚直接接觸甲 酶 ， 可引起皮炎、色斑、壞死。在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單中甲醒列居第 二位。其 37%的水溶液稱為福爾馬 林 ， 醫(yī)學(xué)和科 研部 門常 用 于 標(biāo)本的防腐保存。易 溶 于 水、醇和醋。 39。 39。 39。… 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39?！?39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39?！?39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。… 39。 39。 39。.39。...... 39。.39。 39。 39。 39。. 39。..39。.39。 39。 39。 39。 39。.............39。. 39。 39。.39。...39。. 39。 ...39。 39。 39。..39。...39。 39。 ...39。 39。......39。 39。39。39。 39。 39。.39。.....39。.39。.39。 39。 39。..39。...39。39。 39。 39。 39。........39。..39。. 39。 39。 39。 關(guān)鍵詞 :甲醒檢 測(cè) /天然氣檢 測(cè) /AT89C52 單片機(jī) 11 ABSTRACT τbis 由 esis desi伊 of a paper for public places and indoor testing and overlimit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip， with the choice of MQ5 gas sensors and CH20/S10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo pany. Sensor system will output 4 20mA standard signal through the core