【正文】 1602 液晶顯示屏采用標準的 16 腳接口，其中各接口的功能如下表 （ 24） 所示： 表 24 LCD1602的 16管腳功能 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 (+5V) 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 0/1 輸入 數(shù)據(jù) /命令選擇端， 0：輸入指令， 1：輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 讀 /寫選擇端， 0：向 LCD寫入指令或數(shù)據(jù)， 1：從 LCD讀取信息 6 E 1→ 0 輸入 使能信號， 1時讀取信息， 1→ 0(下降沿 )執(zhí)行指令 7 D0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最低位 ) 8 D1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 9 D2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 10 D3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 11 D4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 12 D5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 13 D6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 14 D7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 (最高位 ) 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 12 頁 共 57 頁 15 BLA +VCC LCD背光電源正極 16 BLK 接地 LCD背光電源負極 第 1腳： VSS 為地電源。 第 3腳： VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會使屏幕顯示不清晰， 使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 5 腳： R/W 為讀寫選擇端，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 6腳： E端為使能端，當 E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15腳：背光源正極。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于 MCS51單片機的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 13 頁 共 57 頁 4 硬件 設(shè)計 最小系統(tǒng)的實現(xiàn) 在本次設(shè)計中我們采用 STC89C51 來實現(xiàn)一個單片機系統(tǒng)能運行起來的需求最小的系統(tǒng)，電路圖見圖 圖 上圖由晶振電路和復位電路， STC89C51 芯片組成，構(gòu)成最小的單片機系統(tǒng)， 下面詳細介紹其中的兩個電路。內(nèi)部時鐘方式即在單片機的外部接一個晶振電路與單片機里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時鐘脈沖信號，外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內(nèi)，此方式常用于 多片 89C52 單片機同時工作，以便于各單片機的同步，一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于 為頻率低于 12MHz 的方波。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時鐘方式。 復位電路 單片機開始工作的時候，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行程序。 當在 89C52 單片機的 RST引腳引入高電平并保持 2 個機器周期時，單片 機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作 （若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)）。常用的上電復位，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。隨著電容的充電， RST 腳上的 電壓才慢慢下降。開關(guān)按下時是按鍵手動復位電路， RST端通過電阻與 VCC電源接通，通過電阻的分壓就可以實現(xiàn)單片機的復位。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時， C1為 10uF： R4為 。由于假若每一路都設(shè)置放大、濾波等器件，那么成本會很大，所以信號的采集一般用多路模擬通路進行選擇。總之數(shù)據(jù)采集與硬件的選擇有很大的關(guān)系。 MQ3 傳感器 /MQ3 模塊詳細介紹如下表 41： (3)測量電路 測量電路由酒精濃度傳感器 MQ3， ADC0832 組成。 表 41 傳感器參數(shù)表 名稱 MQ3傳感器 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V AC or DC VH 加熱電壓 177。 3Ω 室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mW 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Tao 使用溫度 10℃ 50℃ Tas 儲存溫度 20℃ 70℃ RH 相對濕度 小于 95% RH O2 氧氣濃度 21%(標準條件 ) 氧氣濃度會影響靈敏度特性 最小值大于２％ 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體電阻 1MΩ 8 MΩ (200ppm alcohol ) 適用 范圍： 101000ppm 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 16 頁 共 57 頁 α （ 200/100） alcohol 濃度斜率 ≤ Alcohol 標準工作條件 溫度： 20℃177。 相對濕度： 65%177。 預熱時間 不少于 24小時 A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計 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 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 。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。電路圖見圖 ： 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 17 頁 共 57 頁 圖 按鍵電路圖 ⑵獨立式按鍵 是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路。各根 I/O 口線之間不會相互影響。 ⑶鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。 ②軟件削抖的基本原理是當檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn) 生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后再判別是否有健按下。 ③由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削抖的方法。在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)，據(jù)了解基于 EEPROM 的存儲芯片是一種很好的選擇。電路圖見圖 ： 圖 外圍擴充存儲電路圖 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 18 頁 共 57 頁 時鐘芯片 電路 因為此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄不同人在不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。 圖 時鐘電路圖 ⑴ 我們時鐘電路選擇的芯片是 DS1302，其內(nèi)含一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機通信。時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達 31字節(jié)的字符組方式通信。 表 42 時鐘控制字對照表 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 1/24 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 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 19 頁 共 57 頁 ⑵ DS1302 主要性能有：時實時鐘能計算 2100 年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀 /寫時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與 DS1202/TTL 兼容。 768KHZ 晶振； SCLK：串行時鐘輸入端。見表 42。它與單片機的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。 間接控制方式則不使用單片機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的 I／ 0 口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。這種訪問方式不占用存儲器空間，它的接口電路與時序無關(guān)，其時序完全靠軟件編程實現(xiàn)。因此，液晶顯桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙 第 20 頁 共 57 頁 示器畫質(zhì)高且不會閃爍 。 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的傳統(tǒng)顯示器要輕的多。 在主電路圖中接在 P0 口處有一個排阻 RP1 ，由于 P0口沒有內(nèi)接上拉電阻，為了為P0 口外接線路有確定的高電平，所以要接上排阻 RP1，使用的是 10K 的排阻，以確保有P0 口有穩(wěn)定的電平。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。針對于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數(shù)字等，以及其在一個界面同時要顯示的字數(shù)，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運行結(jié)果，我們最 終選擇 LCD1602 型號的 LCD。 圖 上拉電阻電路圖 報警 設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。這種報警信號通常有三種類型：一是閃光報警，因為閃動的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽覺器官，易于引起和加強警覺；三是語音報警，不僅能 起到報警作用，還能直接給出警報種類的信息。 閃光 報警 實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單， 只要當值高于警報值的時候給一個低電頻就能驅(qū)動二極管發(fā)光 ,簡單易懂 。這種方法對于設(shè)計復雜的單片機系統(tǒng)很有效。由于我主要負責的是硬件設(shè)計，所以只是簡單的介紹硬件方面的內(nèi)容。工作原理如圖 低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖。其中，基準電壓由 TL431 產(chǎn)生，按圖中電路連接，當通過 R0 的電流在 0． 5~10 mA時可獲得穩(wěn)定的 2． 5 V 基準輸出。 5. 軟件 設(shè)計 編譯 語言的選擇 對于單片機的開發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級語言， C 語言就是其中的一種。程序編寫語言比較常見的有 C語言、匯編語言。 C 語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習慣。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植。 軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后 根據(jù)模塊要實現(xiàn)的功能寫各個子程序。 主程序模塊 主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測儀的各個功能。功能子函數(shù)的調(diào)用。 ⑵ ADC0832 轉(zhuǎn)換的流程圖見下圖 圖 A/D 芯片的數(shù)據(jù) CS 口，連接 51 單片機的 口， CLK 接 ， D1 和 D0 接 口。 CLK 為 ADC0832 的時鐘輸入端。在經(jīng)過一個時鐘， DO脫離高阻態(tài)，從而啟動轉(zhuǎn)換。當最后一位數(shù)據(jù)移出時轉(zhuǎn)換完成。如想要進行下一次轉(zhuǎn)換， CS必須做一個從高到低的跳變，后跟著地此配置數(shù)據(jù)重復上面的過程。 ⑵按鍵查詢式的流程圖見下圖（圖 ） : 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報 告用紙