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正文內(nèi)容

基于52單片機的甲醛檢測儀課程設(shè)計-在線瀏覽

2024-10-11 12:13本頁面
  

【正文】 S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作,支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下, RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 GND:接地。作為輸出口,每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯電平。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時, P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在 flash編程時, P0口也用來接收指令字節(jié);在程序校驗時,輸出指令字節(jié)。 9 P1 口: P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時,被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流( IIL)。 在 flash編程和校驗時, P1口接收低 8位地址字節(jié)。并因此作為輸入時, P2口的 管腳被外部拉低,將輸出電流。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時, P2口輸出地址的高八位。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高 八位地址信號和控制信號。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后,它們被內(nèi)部上拉為 高電平,并用作輸入。 P3 口作為 AT89C52 的一些特殊功能口,如表 32所示: RST:復(fù)位輸入。 ALE/PROG: 當(dāng)訪問外部存儲器時,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, ALE 端以不變的頻率周期 輸出正脈沖信號,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)存儲器時,將跳過一個 ALE 脈沖。此時, 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,置位無效。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA /VPP:當(dāng) /EA 保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器( 0000HFFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間,此引腳也用于施加 12V 編程電源( VPP)。 XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。 1 晶振電路 單片機工 作的過程中各指令的微操作在時間上有嚴(yán)格的次序,這種微操作的時間次序稱作時序,單片機的時鐘信號用來為單片機芯片內(nèi)部各種微操作提供時間基準(zhǔn), 89c52 的時鐘產(chǎn)生方式有兩種,一種是內(nèi)部時鐘方式,一種是外部時鐘方式。對于 CHMOS工藝的單片 機,外部時鐘要由 XTAL1 端引入,而 XTAL2 端應(yīng)懸空。 電路圖見圖 : 12 圖 晶振電路圖 在 89C52 單片機的內(nèi)部有一個震蕩電路,只要在單片機的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體(簡稱晶振)就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號,圖中電容器 C1和 C2 穩(wěn)定頻率和快速起振,電容值在 5— 30pF,典型值是22pF,晶振 CYS 選擇的是 12MHz。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動作,導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生;內(nèi)部一些控制寄存器(專用寄存器)內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù) ?? ..因此,任何單片機在開始工作前,都必須進行一次復(fù)位過程,使單片機處于一種確定的狀態(tài)。 實際應(yīng)用中,復(fù)位操作有兩種基本形式:一種是上電復(fù) 位,另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位,上電復(fù)位見圖 ,要求接通電源后,單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間 RST引腳獲得高電平,隨著電容 C1 的充電, RST 引腳的高電平將逐漸下降。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為:晶振為 12MHz 時, C1 為 22uF:R1 為 ?K ;振為 6MHz 時, C1 為 22uF, R1為 1 ?K . 本設(shè)計中復(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。選擇合理的充電常數(shù),就能保證在開關(guān)按下時是 RST 端有兩個機器周期以上的高電平從而使 AT89C52 內(nèi)部復(fù)位。電路圖見圖: 14 圖 復(fù)位電路圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (1)從傳感器過來的電壓信號,必須放大,濾波,采集,轉(zhuǎn)換才能被 MCU 識別和 處理。然而選擇多路模擬開關(guān)時必須考慮以下的幾個因素:通道數(shù)量、切換速度、開關(guān)電阻和器件的封裝形式。 ( 2) 甲醛傳感器的選擇 甲醛傳感器由甲 醛探頭 CH20 傳感器組成。 甲醛傳感器由甲醛探頭和 CH20 傳感器組成。 15 表 33 傳感器參數(shù)表 名稱 甲 醛 傳 感 器 CH2O/S10: 測量 范圍 0 10 ppm 最大負(fù)荷 50ppm 工作壽命 空氣中 3年 輸 出 1200177。10% 響應(yīng)時間 (T 90) 〈 50 seconds 濕度范圍 20℃ to 45℃ 零點輸出 (純凈空體,20℃ ) 〈 ppm 最大零點漂移 (20℃ to 40℃ ) ppm 長期漂移 〈 2% /每月 推薦負(fù)載值 10Ω 線性度輸出 線性 重 量 約 32 克 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡介 ⑴ 實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多,有計數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。逐次逼近型 ADC包括 1 個比較器、一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 1 個逐次逼近寄存器( SAR)和 1 個邏輯控制單元。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互 牽制的。 ⑵ 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/CMOS 相兼容、 5V 電源供電時輸入電壓在 0~ 5V 之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時間為 32 微秒、一般功耗僅為 15MW 等優(yōu)點,適合本系統(tǒng)的應(yīng)用,所以我們采用 ADC0832 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。 8 位分辨率; 178。 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容; 178。 工作頻率為 250KHZ,轉(zhuǎn)換時間為 32μS ; 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 178。 8P 、 14P— DIP(雙列直插)、 PICC 多種封裝; 178。C to +70176。C to +85176。 CS_ 片選使能,低電平芯片使能。 CH0 模擬輸入通道 0,或作為 IN+/使用。 CH1 模擬輸入通道 1,或作為 IN+/使用。 GND 芯片參考 0 電位(地)。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入,選擇通道控制。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出,轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 CLK 芯片時鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入(復(fù)用)。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 17 輸入在 0~5V 之間。獨立的芯片使能輸入,使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 單片機對 ADC0832 的控制原理: 正常情況下 ADC0832 與單片機的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線,分別是 CS、 CLK、 DO、DI。當(dāng) ADC0832 未工作時其 CS 輸入端應(yīng)為高電平,此時芯片禁用, CLK 和 DO/DI 的電平可任意。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作,同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖,DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第 3個脈沖下沉之前 DI端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能, (4)測量量程 本系統(tǒng)的量程為 010ppm。 按鍵選擇與簡介 ⑴ 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機對話功能,該功能即能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和 LCD 連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。由于本系統(tǒng)只有 UP、 DOWN 、OK 、 CANCEL 4 個控制命令,所需按鍵較少,所以本系統(tǒng)選擇獨立式按鍵。每個獨立式按鍵占有一根 I/O 口線。在此電路中,按鍵輸入部采用低電平有效,上拉電阻保證了按鍵斷開時, I/O 口線有確定的高電平,( AT89C52 .P1 口內(nèi)部接有上拉電阻)所以就不需要再外接上拉電阻。 ①硬件削抖是采用硬件電路的方法對鍵盤的按下抖動及釋放抖動進行削抖,經(jīng)過削抖電路后使按鍵的電平信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)按鍵釋放時,也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時,待后沿抖動消失后再判別鍵是否釋放。 外圍擴充存儲器 基于 AT89C52 單片機具有 8KB 的程序存儲器( ROM), 256B 的數(shù)據(jù)存儲器( RAM),由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲所需的容量,現(xiàn)在需要擴充存儲器的容量。我們選 定了 AT24C128 存儲器。對時鐘芯片的要求首先是低功耗,其次是編程簡單,縮短程序開發(fā)時間,實際上也就縮短了系統(tǒng)用于實際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本,在本系統(tǒng),我們選擇了 DS1302時鐘芯片。而通信時,僅需要 3個口線:( 1)RES(復(fù)位),( 2) I/O數(shù)據(jù)線,( 3) SCLK(串行時鐘)。其工作時功耗很低,廣泛應(yīng)用于電話,傳真,便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。 ⑶ DS1302 引腳概述: X1,X2:振蕩源,外接 32。 20 ⑷ 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表、日歷、時鐘寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對照表。 表 34 時鐘控制字對照表 ⑸ DS1302 數(shù)據(jù)輸入 /輸出時序 數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫命令字的 8 個 SCLK 周期之后,在接下來的 8 個 SCLK 周期中的每個脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)從 0 位開始。 數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的 8個 SCLK 周期之后,在接下來的 8個 SCLK 周期中的每個脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)從 0位開始。只要 RST保持高電平,如寄存器名 命令字 取值 范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3~ 0 秒寄存器 80H 81H 00~ 59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00~ 59 0 10MIN MIN 時寄存器 84H 85H 01~ 12 00~ 23 12/24 0 10/( A/P) HR HR 日寄存器 86H 87H 01~ 28,2 31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01~ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01~ 07 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 01~ 99 10YEAR YEAR 寫保護寄存器 8EH 8FH WP 0 0 0 0 慢充電寄存器 90H 91H TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS 時鐘突發(fā)寄存器 BEH BFH 21 果有額外的 SCLK 周期,將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié),即多字節(jié)傳送。電路連接圖見圖 : 圖 上拉電阻電路圖 液晶顯示器簡介 。顯示器最好能夠顯示數(shù)據(jù)、圖形。該型號顯示器消耗電量比較低,可以滿足系統(tǒng)要求。 1. AMPIRE128X64液晶模塊引腳說明 22 AMPIRE128X64 液晶共有 22個引腳,其引腳說明如表 35 所示 : 表 35 液晶引腳說明圖 管腳名稱 管 腳 定 義 /CSA 片選 1 /CSB 片選 2 VSS 數(shù)字地 VDD 邏輯電源 +5V V0 對比度調(diào)節(jié) R/S 指令數(shù)據(jù)通道 R/W 讀寫選擇 E 使能選擇 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 CS1 片選 1 CS2 片選 2 /RES 復(fù)位信號 VEE 液晶驅(qū)動電源 LED+ LED 背光正電源 LED LED 接地端 表 35 AMPIRE128X64 液晶 顯示模塊與計算機的接口電路有兩種方式。 直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或 I/O 設(shè)備直接接在單片機的總線上,單片機以訪問存儲器或 I/O 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機的 Pl 口連接作為數(shù)據(jù)總線,另外三根時序控制信號線通常利用單片機的 P3 口中未被使用的 I/ O 口來控制。本系統(tǒng)采用間接控制方式。因此,液晶顯示 2) 器畫質(zhì)高且不會閃爍。 4) 體積小、重量輕:液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來 達到顯示的目的,在重量上比相同顯示面積 5) 的傳統(tǒng)顯示器要輕的多。 3. LCD 按其顯示方式通??梢苑譃閿嗍?、點字符式、點陣式等。液晶顯示原理是利用液晶的物理特性,通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制,有電就顯示黑色,這樣就可以顯示出圖形。 ⑵ 字符顯示:字符顯示比較復(fù)雜,一個字符由 16x8 點陣組成,即要找到和顯示屏是某 24 幾個位置對應(yīng)的 RAM 區(qū)的字節(jié),再使不同的位置為‘ 1’其他的為‘ 0’;為‘ 1’的點亮,為‘ 0’的不亮,這樣
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