【正文】 低功耗的空閑和掉電模式l 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 AT89C52引腳圖AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。近年來，單片機的生產(chǎn)廠家在單片機設(shè)計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：(1) EFT(Electrical Fast Transient)技術(shù)(2) 低噪音布線技術(shù)及驅(qū)動技術(shù)(3) 采用低頻時鐘總之，單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢：l 可靠性及應(yīng)用水平越來越高，和internet連接已是一種明顯的走向；l 所集成的部件越來越多；l 功耗越來越低；l 和模擬電路結(jié)合越來越多。歸納起來，它是沿著兩條路發(fā)展的：，提高芯片的工作速度，降低工作電壓和降低功耗：，最基本的外設(shè)裝置（如異步串行口，定時器等）和一套公用的指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，把不同的外設(shè)裝置集成到芯片內(nèi)，在同一個家族內(nèi)繁衍滋生出各種型號的單片機。 單片機的發(fā)展與趨勢由于單片機具有以上特點，因此在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、智能化設(shè)備和各種家用電器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。 用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。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。一般說來，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。(4) 控制功能強。片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用CPU；程序指令及常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞；許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。 單片機的特點 單片機具有以下特點：(1) 受集成度限制，片內(nèi)存儲容量較小，一般8位單片機的ROM小于8/16K字節(jié)，RAM小于256字節(jié)，但可在外部擴展，通常ROM、RAM可分別擴展至64K字節(jié)。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。 單片機比專用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。硬件設(shè)計部分主要包括：MCU、A/D、時鐘芯片、LCD、外圍擴展數(shù)據(jù)RAM等芯片的選擇； 硬件主電路設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、液晶顯示電路設(shè)計、外圍擴充存儲器接口電路、時鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤接口電路等功能模塊電路設(shè)計。設(shè)計能夠滿足生活需要，快速方便的甲醛檢測裝置迫在眉睫。由于甲醛含量超量的話，將對人體健康造成很大的影響。隨著傳感器和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已有了基于單片機的快速甲醛檢測裝置，并且調(diào)試測試范圍、分辨率、精度、穩(wěn)定性已接近標準要求。室內(nèi)甲醛污染對人身體健康影響較大，標準規(guī)定的方法絕大多數(shù)是化學(xué)分析法,使用的手段是實驗室分析儀器，主要有比色計、 分光光度計、化學(xué)滴定、 氣相和液相色譜。本裝置由氣敏傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換、單片機、存儲器、顯示器、時鐘電路、I/O電路、電源電路等組成。第２章 概述本次設(shè)計即是利用傳感器和單片機相結(jié)合，實現(xiàn)對甲醛濃度這個物理量的測量。5～20%。而該方法在分析甲醛濃度時往往采用的是目視比色法，它的缺點是：，不能久存，經(jīng)常需要在測定的同時配制溶液，比較費時費事。在氣體的采集方面有的是采用自動吸引式（內(nèi)藏微型氣泵），有的采用擴散式。變色的程度可反映出所受光的反射光量，反射光量的強度變化率可以作為被測氣體的甲醛含量的應(yīng)答值。甲醛檢測的方法比較多，其中較常見的是采用試驗紙光電光度法，即：當甲醛氣體吹到浸有發(fā)色劑的試紙上時,與浸有發(fā)色劑的TAB組合就會因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變色。用于測定紡織品中釋放的甲醛含量的蒸氣吸收法。氣相色譜法用于測定紡織品中游離甲醛含量的水萃取法。測定居住區(qū)和公共場所空氣大氣中甲醛濃度的AHMT(4氨基3聯(lián)氮5硫基1，2，4三氮雜茂)分光光度法。在紡織生產(chǎn)中，為了增加抗皺性能，防水性能，防火性能常加入一些含有甲醛助劑，在使用時會釋放出甲醛。 3. 來自于含有甲醛成分的其他各類型裝飾材料，比如白乳膠、泡沫塑料、油漆和涂料等。因為甲醛具有較強的粘合性，具有加強板材的硬度及防蟲、防腐的功能，所以目前生產(chǎn)人造板使用的膠粘劑是以甲醛為主要成份的脲醛樹脂，板材中殘留的未參與反應(yīng)的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放，從而導(dǎo)致室內(nèi)空氣中甲醛含量超標。實驗動物在實驗室高濃度吸入的情況下，可引起鼻咽腫瘤。 b. 致敏作用：皮膚直接接觸甲醛可引起過敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時可誘發(fā)支氣管哮喘。甲醛是一種重要的有機原料，主要用于塑料工業(yè)/涂料/制膠（如制酚醛樹脂、脲醛塑料電玉）、合成纖維（如合成維尼綸聚乙烯醇縮甲醛）、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、燃料等。福爾馬林具有殺菌和防腐能力，可浸制生物標本，其稀溶液（％）農(nóng)業(yè)上可用來浸種，給種子消毒。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。，有強烈刺激型氣味。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容，必須完成電路原理圖、信號調(diào)試、性能驗證等。本次畢業(yè)設(shè)計針對基于單片機的快速甲醛檢測儀的硬件設(shè)計；以期達到熟悉單片機、智能儀器設(shè)計的目的。 由于甲醛對人體的巨大危害，我國在1995年就制定了針對甲醛的國家標準GB/T161271995《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標準》，該標準中明確規(guī)定居室內(nèi)空氣中甲醛衛(wèi)生標準(最高容許濃度) mg/m3。安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）快速檢測甲醛裝置的硬件設(shè)計畢業(yè)論文目錄第１章 緒論 4 引言 4 4 5 5 6 6 6第２章 概述 7 7 7 8 硬件結(jié)構(gòu)框圖 8第3章 單片機簡介 9 單片機的定義和特點 9 單片機的定義 9 單片機的特點 10 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 10 單片機的發(fā)展與趨勢 12（AT89C52） 12第4章 硬件設(shè)計 16 16 單片機最小系統(tǒng)的實現(xiàn) 16 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 19 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇與簡介 20 按鍵選擇與簡介 23 外圍擴充存儲器 24 時鐘芯片選擇與簡介 24 液晶顯示器簡介 26 硬件仿真環(huán)境介紹 28第5章 軟件設(shè)計 30 30 30 31 32 32第6章 結(jié)束語 33致 謝 34參考文獻 35附錄 36附錄一 硬件設(shè)計主電路圖 36附錄二 英文文獻 37附錄三 檢測主程序程序 49附錄四 ADC0832程序 54附錄五 按鍵程序 58附錄六 時鐘程序 59附錄七 液晶程序 64附錄八 主程序嵌套子程序 69第１章 緒論 引言甲醛為較高毒性的物質(zhì)，在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上甲醛高居第二位。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強致突變物之一。所以我們對甲醛的測定是十分必要的，這同時也是對甲醛污染的控制與治理提供依據(jù)。 設(shè)計內(nèi)容包括：傳感器、放大電路、直流電源、ADC、單片機、LCD顯示器、存儲器、時鐘電路、鍵盤設(shè)計，串行通信電路等。 設(shè)計完成的書面材料應(yīng)包括：設(shè)計說明書、設(shè)計計算書、設(shè)計程序編寫等；完成12000字以上的畢業(yè)論文。易溶于水、醇和醚。35～40％的甲醛水溶液叫做福爾馬林。 甲醛分子發(fā)生醛基生縮聚反應(yīng)，得到酚醛樹脂（電木）。： a. 刺激作用 甲醛的主要危害表現(xiàn)為對皮膚粘膜的刺激作用，甲醛是原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合、高濃度吸入時出現(xiàn)呼吸道嚴重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。 c. 致突變作用：高濃度甲醛還是一種基因毒性物質(zhì)。 、細木工板、中密度纖維板、刨花板等人造板材。 2. 來自于人造板材制造的家具，特別是一些家具生產(chǎn)廠家為求利潤，使用不合格的板材，以及制造工藝不規(guī)范，使家具成了甲醛的排放站。 ，包括床上及 用品，墻布，墻紙，化纖地毯，窗簾和布藝家具。目前在測定甲醛常采用以下6種檢測方法，分別是：測定工業(yè)廢氣和環(huán)境空氣中甲醛的乙酰丙酮分光光度法，本法使用與樹脂制造、涂料、人造纖維、塑料、橡膠、染料、制藥、油漆、制革等行業(yè)的排放廢氣以及做醫(yī)藥消毒、防腐、熏蒸時產(chǎn)生的甲醛蒸汽測定。適用于公共場所空氣中甲醛濃度的酚試劑（MBTH）分光光度法。適用為游離甲醛含量為20mg/kg到3500mg/kg之間的紡織品。適用為游離甲醛含量為20mg/kg到3500mg/kg之間的紡織品。甲醛同試紙接觸后含在紙里的試藥就會同甲醛反應(yīng)生成化合物，顏色就會從白色變成黃色。預(yù)先設(shè)定檢測線，便可通過測量其反應(yīng)率來測出甲醛氣體的濃度值。對于試驗紙光電光度法來分析甲醛的濃度，它的優(yōu)點是靈敏度高，操作簡便，測定速度快。，一般相對誤差為177。本論文設(shè)計的快速甲醛檢測裝置的工作原理是當甲醛擴散至傳感器內(nèi)部時，與內(nèi)部液體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一個微弱的電流信號，電流信號通過工作電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓信號再經(jīng)過信號處理電路（這樣就可以將微弱的電流信號轉(zhuǎn)換為可以測量的穩(wěn)定的電壓信號，增強了電信號的穩(wěn)定性），輸出到A/D，經(jīng)過A/D采集到單片機內(nèi)，進行信號處理，通過按鍵和LCD與操作者進行通信。本系統(tǒng)采用單片機為控制核心，以實現(xiàn)快速檢測甲醛的基本控制功能。本系統(tǒng)設(shè)計采用功能模塊化的設(shè)計思想，系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計、硬件設(shè)計和仿真三大部分。但這些方法費力費時、成本高、自動化程度低過程復(fù)雜、大多數(shù)過程是人工操作很難做到現(xiàn)場實時控制。因此本設(shè)計可選用基于電化學(xué)原理的甲醛傳感器，其原理是空氣中的甲醛在電極下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，通過檢測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 、由單片機現(xiàn)場自動控制檢測并顯示甲醛濃度。具有民用價值的快速甲醛檢測裝置的研制受到了人們的高度重視。針對目前的現(xiàn)狀，本系統(tǒng)設(shè)計遵守體積小，質(zhì)量輕，性價比高的原則。 硬件結(jié)構(gòu)框圖傳感器信號調(diào)制A/D轉(zhuǎn)換器單片機（AT89C52）外圍擴充存儲器液晶顯示器（LCD）按鍵時鐘電路 第3章 單片機簡介 單片機的定義和特點 單片機的定義 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。 單片機也被稱為微控制器（Microcontroler），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對提及要求嚴格的控制設(shè)備當中。 早期的單片機都是8位或4位的。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端也只有10美元。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有12部單片機。汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。(2) 可靠性好。(3) 易擴展。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中具有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。(5) 一般單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置有用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序。 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。