【正文】 部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 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(mén)電流。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。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)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)。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。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(guò)一個(gè) ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。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。 /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e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ7 頁(yè) 共 45 頁(yè) 是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 溫度煙霧信號(hào)采集模塊 要準(zhǔn)確的進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警， 選擇合適的溫度傳感器和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。 煤氣信號(hào)采集模塊 煤氣泄露報(bào)警 :一當(dāng)室內(nèi)煤氣超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí) ,它將通過(guò)傳感器向家庭控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。對(duì)于密度小于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的上方 ， 當(dāng) 煤氣泄露報(bào)警啟動(dòng) ,就 通知管理中心 。 防盜報(bào)警模塊 防盜報(bào)警 :在小區(qū)每一住戶(hù)內(nèi)安裝防盜報(bào)警裝置。綜 合考慮各種因素， 選用熱電釋紅外傳感器 RE200B來(lái)進(jìn)行防盜報(bào)警。 P1． 4～P1． 7控制的燈依次為正常信號(hào)燈 、煤氣 信號(hào)燈 、火災(zāi) 信號(hào)燈和 防盜 信號(hào)燈。 圖 光報(bào)警電路圖 e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ8 頁(yè) 共 45 頁(yè) 數(shù)據(jù)采集模塊 A/D 轉(zhuǎn)換是本系統(tǒng)比較關(guān)鍵的一步，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換，成功的把所要測(cè)量和控制的數(shù)據(jù)采集過(guò)來(lái)，是保證系統(tǒng)功能可以實(shí)現(xiàn)的第一步。 A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片 ADC0809， ADC0809由 8路模擬開(kāi)頭、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。 ② 最大不可調(diào)誤差： 0808為 ? 1／ 2LSB， 0809為 ? 1LSB。 ④ 具有鎖存控制的 8路模擬選通開(kāi)關(guān)。 功耗 15mW。時(shí)鐘頻率范圍 500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μ s。 ② ADDA、 ADDB、 ADDC—— 3位地址碼輸入端。A為低位 ， C為高位。由 A0— A2地址 000－ 111選擇 INO－ IN7八路 A／ D通道。 ③ CLK—— 外部時(shí)鐘輸入端。允許范圍為10— 1280KHz，典型值為 640KHz，此時(shí) A／ D轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s通常由 MCS－ 51型單片機(jī) ALEe8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ9 頁(yè) 共 45 頁(yè) 端直接或分頻后與 0809CLK端相連接。若晶振為 6MHz，則 1／ 6為 1MHz時(shí)． A／ D轉(zhuǎn)換時(shí)間為 64μ s。 ⑤ OE —— A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。通常由 MCS－ 51型單片機(jī)的 OE 端與 0809OE 片選端 (例如 )通過(guò)或非門(mén)與 0809OE 端相連接。 ⑥ ALE—— 地址鎖存允許信號(hào)。 ⑦ START—— 啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換信號(hào)。 START端與 ALE端連在一起，由 MCS－ 51型單片機(jī) WR與 0809片選端 (例如 )通過(guò)或非門(mén)相連，當(dāng) DPTR為 EFF8H，執(zhí)行 “ MOVXDPTR， A” 指令后，將啟動(dòng) 0809模擬通道 0的 A／ D轉(zhuǎn)換。執(zhí)行 MOVX寫(xiě)指令，井非真的將 A中內(nèi)容寫(xiě)進(jìn) 0809，而是產(chǎn)生 WR信號(hào)和 ，從而使 0809的 START和 ALE有效，且輸出 A／ D通道 0地址 A0— A2。 ⑧ EOC—— A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。該信號(hào)取反后，若與 MCS－ 51型單片機(jī)引腳 INT0或連接，可引發(fā) CPU中斷，在中斷服務(wù)程序中讀 A／ D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)。 ⑨ VREF+、 VREF —— 正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。因此，精度要求較高時(shí)，可用高穩(wěn)定度基準(zhǔn)電源輸入。 ⑩ Vcc—— 正電源電壓 (+5v)。 ADC0809的 A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是在時(shí)鐘信號(hào)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ,A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果 (8位數(shù)字量 )送到三態(tài)鎖存輸出緩沖器 ,此時(shí) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果還沒(méi)有現(xiàn)在 DB0— DB7八條數(shù)字量輸出線(xiàn)上 ,單片機(jī)不能獲取之。 圖 ADC0809的讀、寫(xiě)、啟動(dòng)以及 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)序圖 圖 EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸 出信號(hào)。 ADC0809的 START端收到下降沿后 ,并不立即進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 ,EOC=1,而是延遲 10uS后 ,才開(kāi)始 A/D轉(zhuǎn)換 ,EOC變?yōu)榈碗娖健?(2)查詢(xún)法 :EOC必須接到 AT89C51的一條 I/O線(xiàn)上。當(dāng) EOC=1時(shí) ,A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束 ,單片機(jī)讀取 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。單片機(jī)啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換后可以做其它工作 ,當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) ,EOC由 0— 1經(jīng)過(guò)非門(mén)傳到 INT端 ,AT89C51收到中斷請(qǐng)求信號(hào) ,若 AT89C51開(kāi)中斷 ,則進(jìn)入中斷服務(wù)程序 ,在中斷服務(wù)程序中單片機(jī)讀取 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。溫度、煙霧 、煤氣、防盜 傳感器的輸出分別接到ADC0809 的 IN0、 IN IN2 和 IN3。當(dāng) =0 時(shí)，與寫(xiě)信號(hào) WR 共同選通 ADC0809。例如，輸出地址 7FF8H 可選通通道 IN0，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換；輸出地址 7FF9H 可選通通道 IN1，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元。 編碼鍵盤(pán)是只要按下它的某一個(gè)鍵，就能產(chǎn)生這個(gè)鍵的代碼，與此同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以通知 CPU接收鍵碼。但硬件電路復(fù)雜，比非編碼簡(jiǎn)易鍵盤(pán)成本要高。按 鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開(kāi)，因此必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，它基本上不需要附加什么硬件電路。 為了節(jié)約成本，本系統(tǒng)選用簡(jiǎn)易鍵盤(pán)作為撥號(hào)輸入。本作品要顯示的是要撥的號(hào)碼和來(lái)電顯示對(duì)方機(jī)子的號(hào)碼，為數(shù)字顯示。 7段LED選用的是共陽(yáng)極的。由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。 CAN 控制器主要由實(shí)現(xiàn) CAN 總線(xiàn)協(xié)議的部分和實(shí)現(xiàn)與微處理器接口部分的電路組成。 CAN 控制器選用 SJA1000 作為控制器。具有多主結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(quán)、成組與廣播報(bào)文功能及硬件濾波功能。由以下幾部分構(gòu)成：接口管理邏輯、發(fā)送緩存器、接收緩存器、位流處理器、位定時(shí)邏輯、收發(fā)邏輯、錯(cuò)誤管理邏輯、控制器接口邏輯等。該電路的主要功能是通過(guò) CAN 總線(xiàn)接收來(lái)自上位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析組態(tài)然后下傳給下位機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)控制功能，當(dāng) CAN 總線(xiàn)接口接收到下位機(jī)的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000 就產(chǎn)生一個(gè)中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過(guò)中斷處理程序接收每一幀信息并通過(guò) CAN總線(xiàn)上傳給上位機(jī)進(jìn)行分析。 CAN 總線(xiàn)收發(fā)器選用 PCA82C250 作為總線(xiàn)收發(fā)器。 82C250 可以為總線(xiàn)提供不同的發(fā)送性能，為 CAN 控制器提供不同的接收性能。 PCA82C250 的目的是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線(xiàn)，降低射頻干擾（ RFI）實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。 （ 1） 總線(xiàn)兩端必須接兩個(gè)終端匹配電阻 RT，忽略掉它們，會(huì)使數(shù)據(jù)通信的抗干擾性及可靠性大大降低。其引腳 8（ RS）可以選擇 2種不同的工作方式：把該引腳直接與地相連，系統(tǒng)將處于高速工作方式，在這種方式下，為避免射頻干擾，建議使用屏蔽電纜作總線(xiàn)；而在波特率較低，總線(xiàn)較短時(shí)，一般采用斜率控制方式，上升及下降的斜率取決于 RS的阻值，實(shí)踐表明 15200k 為 RS較理想的取值范圍，在這種方式下，可以使用雙絞線(xiàn)作總線(xiàn)（本系統(tǒng)采用該工作方式）。因本系統(tǒng)傳輸距離近，環(huán)境干擾小，可以不用電流隔離，這樣可以直接把 82C250 的 VREF端（約為 ）與 SJA1000 的 RX1 相連，從而簡(jiǎn)化了電路。 AT89C51 SJA1000 圖 接口主要元器件電路圖 傳感器模塊 上述說(shuō)說(shuō)的各種信號(hào)采集模塊都是 經(jīng)過(guò)傳感器來(lái)進(jìn)行信號(hào)采集，再送到 ADC0809。按照這一定義，可以說(shuō)傳感器是一種吸收 (提取 )、轉(zhuǎn)換和傳送能量的器件。前者只是將被測(cè)量轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中去，而后者從字面上說(shuō)是將被測(cè)量的種類(lèi)加以改變。傳感器轉(zhuǎn)換能量的理論基礎(chǔ)都是利用物理學(xué)、化學(xué)等各種現(xiàn)象和效應(yīng)來(lái) 進(jìn)行能量形式的變換。 傳感器的組成按其定義一般是由敏感元件、變換元件和測(cè)量電路三部分組成。由圖可知，傳感器由以下幾個(gè)部分組成： ALE/PROG /RD/ /WR/ /INT0/ XTAL1 RST AD0 TX0 AD1 TX1 AD2 RX0 AD3 RX1 AD4 VDD1 AD5 VDD2 AD6 VDD3 AD7 VSS1 /CS VSS2 ALE VSS3 /RD XTAL1 /WR /INT XTAL2 CLK /RST TXD CANH RXD CANL VREF RS e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ14 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 傳感器的組成框圖 （ 1） 敏感元件 (預(yù)變換器 ) 直接感受被測(cè)量 (一般為非電量 )并將其轉(zhuǎn)換為與被測(cè)量有確定關(guān)系的易變成電量 (包括電量 )的其它量的元件。 （ 3） 測(cè)量電路 (變換電路 ) 把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)變?yōu)楸阌谔幚?、顯示、記錄、控制的可用電信號(hào)的電路。 （ 4） 輔助電源 供給轉(zhuǎn)換能量。 開(kāi)發(fā)工具為 keil c51，它的功能強(qiáng)大，支持 c 語(yǔ)言和 匯編語(yǔ)言的編寫(xiě)與調(diào)試，其軟件模擬 I/O 口也會(huì)給軟件調(diào)試帶來(lái)極大的方便。在本設(shè)計(jì)中，作者選用了數(shù)字溫度傳感器AS18B20 和煙霧傳感器 NIS09C 來(lái)進(jìn)行報(bào)警。 當(dāng)進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警時(shí)， ADC0809 就將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，并將指針指向下一個(gè)通道。將煤氣傳感器 接到 ADC0809 的 IN2 口。 防盜報(bào)警信號(hào)采集模塊 人體有恒定的體溫，一般在 37 攝氏度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外線(xiàn) 。人體發(fā)出的紅外線(xiàn)，通過(guò)菲涅爾濾光片增強(qiáng)后，聚集到紅外感應(yīng)源上。 進(jìn)行防盜報(bào)警時(shí)，作者選用了價(jià)格比較合適的 熱電釋紅外傳感器 RE200B。 光報(bào)警 把四個(gè)發(fā)光二 極 管分別接在 AT89C51 的 P1． 4～ P1． 7 口。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈便會(huì)發(fā)光報(bào)警 。每次驅(qū)動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 1，中斷到來(lái)說(shuō)明 A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過(guò)中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 鍵盤(pán)顯示模塊 本單元需要兩個(gè)并行口：一個(gè)作為行信號(hào)輸出，它與顯示器的位選碼共享一個(gè)口，這里我選用 P2口的后四位 和 ；另一個(gè)作為列信號(hào)的讀入口，這里選用 P0口的前四位 。 e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ16 頁(yè) 共 45 頁(yè) 總線(xiàn) 通訊 模塊 CAN 總線(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的通信軟件分為 3 部分： CAN 初始化、數(shù)據(jù) 發(fā)送和數(shù)據(jù)接收。需要初始化的寄存器有：模式寄存器（ Peli CAN 模式）、時(shí)分寄存器、接收代碼寄存器、屏蔽寄存器、總線(xiàn)定時(shí)寄存器、輸出控制寄存器等。 數(shù)據(jù)發(fā)送 ， 現(xiàn)場(chǎng)的各傳感器把環(huán)境多參數(shù)的檢測(cè)信號(hào)（數(shù)字量、模擬量、開(kāi)關(guān)量）進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，發(fā)向 CAN 控制器的發(fā)送緩沖區(qū)，然后啟動(dòng) CAN 控制器的發(fā)送命令， 此時(shí) CAN控制器將自動(dòng)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)，不再需傳感器的微控制器進(jìn)行干預(yù)。 e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ17 頁(yè) 共 45 頁(yè) 3 硬件單元電路設(shè)計(jì) ADC0809 和四個(gè)報(bào)警傳感器的接口電路設(shè)計(jì) ADC0809 和四個(gè)報(bào)警傳感器的接口電路設(shè)計(jì) 圖如圖 所示。因?yàn)閭鞲衅鬟M(jìn)行報(bào)警時(shí)，要將傳感器放于不同的位子，所以在設(shè)計(jì)電路圖時(shí)，作者就選用插針，這樣，用軟線(xiàn)把插針與傳感器