【正文】 50 倍。下拉電阻盡可能的小，可以提高鍵盤的抗干擾能力。 10 10 HD7279A 數(shù)據(jù)手冊 [OL]，比高公司出品 14 HD7279A 需要一個(gè)外接的 RC 震蕩電路，經(jīng)典值是 R=， C=15PF，并且盡量靠近芯片，使之電路連線最短。在上電后大約經(jīng)過 1225ms 的時(shí)間才會(huì)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)有按鍵按下， KEY 引腳輸出變低電平，此時(shí)接到讀鍵盤指令時(shí)，將輸出鍵盤代碼。 圖 314 HD7279A的總體連接 本設(shè)計(jì)中總體連接如圖 314 采用經(jīng)典的連接方法，電路安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)。 Key接單片機(jī)的中斷 INT1，作為鍵盤中斷程序入口控制。而與共陰極 LED 顯示器接法基本也是很經(jīng)典接法一至，只是利用了 0、 7 作為使用的鍵盤，加上 電源 去耦電容。 圖 315 HD7279A與 89S52 的連接 15 圖 316 HD7279A的其他器件接法 數(shù)據(jù)處理模塊 在許多需要 用 A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中， 多數(shù) 情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求， 在此 情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。 工業(yè)模式所輸出的是 420mA，可通過精密電阻 250 歐變成 15v的電壓信號(hào)，再經(jīng)過阻容濾 波的電壓信號(hào)傳給 A/D轉(zhuǎn)換芯片。而本設(shè)計(jì)的 NAP505是輸出 050uA，則可通過精密電阻 100k 來解決。本設(shè)計(jì)采用的是LM358 放大器。它只需 高精度 LM358 和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。 本設(shè)計(jì)中差動(dòng) 放大電路結(jié)構(gòu)圖如下： 16 圖 318 差動(dòng)放大器結(jié)構(gòu)圖 推導(dǎo)過程： I=721RVV ii ? Vo=(R8+R7+R8)I = (1+782RR )Vi，則 Avf=1+782RR 圖 319 LM358引腳 LM358（圖 319） 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙 電源工作模式。 聲光報(bào)警模塊 當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，除了報(bào)警顯示外，還要有聲光報(bào)警功能。就利用時(shí)鐘翻轉(zhuǎn) 和 來轉(zhuǎn)換電平，產(chǎn)生短促的報(bào)警聲A1 ∞ A2 ∞ R8 R8 R7 Vo Vi Vi1 Vi2 I 17 音或閃爍燈光。在靠近芯片和電源的地方， 5V 和 GND 之間加焊幾片 F 的濾波電容（即系統(tǒng)電源部分電路原理圖 的圖 38中的 C3） ，不然會(huì)有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤甚至不能下載的問題。如果想延長距離可以買一條公對(duì)母的并口延長線，在電腦的一端將并口擴(kuò)展出來。我們考慮介紹成本，我則采用最節(jié)省的6PIN 連接線，接線方法可以自由定義，只要有電源和 4 條數(shù)據(jù)線就可以了。 串口的 1 1 17引腳分別連接 74HC373 的 OE、 1Q、 4D、 LE， 74HC373 的 0D、2D引腳接上拉電阻 接到電源 +5V，并且接 100 歐電阻接到串口的第 2 和第 5引腳。電源 Vcc接 +5V， GND 接地。 11可燃?xì)怏w的危險(xiǎn)性主要視其爆炸極限，爆炸下限數(shù)值越小、爆炸下限與上限之間的范圍越大，越危險(xiǎn)。 表 32 典型可燃?xì)怏w的主要特性 氣體名稱 化學(xué)式 爆炸界限 /Vol% 容許濃度 /ppm 比重（空氣 =1） 碳化氫及其派生物 甲烷 CH4 丙烷 C3H8 1000 丁烷 C4H8 汽 油氣 500 乙炔 C2H2 甲醇 CH3OH 200 醇 乙醇 C2H5OH 1000 醚 乙醚 C2H5O 無機(jī)氣 體 一氧化碳 CO 50 氫 H2 其中 CO的氣體毒性是對(duì)人體有非常大的傷害的，見下表 33 表 33 CO對(duì)人體的有害程度 空氣中一氧化碳的濃度 吸入時(shí)間和中毒癥狀 200ppm 23小時(shí)前頭部輕度頭痛 400ppm 12前頭痛惡心 800ppm 45 分鐘頭暈眼花 2小時(shí)精神失 1600ppm 20分鐘頭暈、頭痛眼花 2小時(shí)死亡 3200ppm 510分鐘頭暈、頭痛、眼花 30 分鐘死亡 6400ppm 12分鐘頭暈、頭痛、眼花 1015分鐘死亡 12800ppm 13分鐘死亡 在設(shè)計(jì)中考慮到的是家庭的情況，是特別對(duì)于一氧化碳會(huì)中毒，所以選用了 MQ9比較適中而且價(jià)格比較便宜。 11何道清、張禾：傳感器與傳感器技術(shù) [M],科學(xué)出版社 2021 年。為了提高對(duì)被測氣體的選擇性，通常在傳感器通氣孔位置設(shè)置過濾劑，以消除干擾氣體造成的不準(zhǔn)確信號(hào) 12。傳感器與外部電路連接部位通過接插元件完成，利于傳感器與電子線路的 兼容與互換。 用途：工廠一氧化碳濃度檢測儀器；氣體計(jì)量器具；空氣質(zhì)量監(jiān)測器；氣體變送器；便攜式儀器配套元件等等。 10% 保存期限 6個(gè)月以內(nèi)密閉容器 檢知對(duì)象氣體 一氧化碳 測定范圍 0— 1000ppm 輸出 電流 40177。2% 響應(yīng)時(shí)間 (t90) 30 秒 基準(zhǔn)線位移 (20— 50℃ ) 100ppm 圖 323 靈敏度特性曲線 圖 324 應(yīng)答特性 半導(dǎo)體氣體傳感器 MQ9 傳感器因裝有活性炭過濾器，消除了雜質(zhì)氣體的影響，對(duì)有機(jī)溶劑或其他揮發(fā)性氣體的靈敏度低，而對(duì)氫氣和一氧化碳的靈敏度高，非常適合用于檢測人工煤制氣。 下圖是典型的靈敏度特性，全部是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下得出的結(jié)果。這個(gè) VH用于維持敏感素子處于與對(duì)象氣體相適應(yīng)的特定溫度而施加在集成的加熱器上。這種傳感器具有極性，所以VC 需用直流電源。為了將判定值水平最佳化，并使敏感素子的功耗（ PS）低于 15mW 的限度值，需要選擇 RL的值。二者之間的關(guān)系為： Rs/R L = (VcV RL ) / V RL 圖 327為利用圖 326回 路測得在傳感器由潔凈空氣轉(zhuǎn)移至一氧化碳或甲烷氣氛中時(shí)， R L 上 的信號(hào)輸出變化情況，輸出信號(hào)的測定是在一個(gè)完整的加熱周期（由高電壓至低電壓 分 鐘 ）或在兩個(gè)完整的加熱周期內(nèi)測得。因此，它具有優(yōu)秀的長 期穩(wěn)定性，在正常使用條件下，其使用壽命可達(dá) 5 年。 因此，在使用此類型氣敏器件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。當(dāng)精確測量時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的設(shè)定應(yīng)考慮溫濕度的影響。 c. 調(diào)節(jié)負(fù)載電阻直到 90 秒末時(shí)獲得對(duì)應(yīng)于某一個(gè)一氧化碳濃度時(shí)所需要的信號(hào)值。 硬件設(shè)計(jì)小結(jié) 在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為煤氣報(bào)警器設(shè)計(jì)。方案是利用 89s52 單片機(jī)作為主控芯片， TLC2543 作為 A/D 轉(zhuǎn)化器， X5045 作為硬件看門狗，并且作為儲(chǔ)存報(bào)警上限， DS12887 作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊計(jì)時(shí)并儲(chǔ)存報(bào)警記錄，兩個(gè)不同輸出的傳感器和信號(hào)處理模塊。版圖設(shè)計(jì)中考慮到美觀和穩(wěn)定，盡量使用走錫的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。23 4 軟件設(shè)計(jì) 關(guān)于單片機(jī) MCS51 的編程目前比較多用的是匯編和 C語言。是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序 ，其靈活性特備的強(qiáng) 。 所以本設(shè)計(jì)采用 C語言編寫。 13 主程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，控制時(shí)序采用時(shí)間觸發(fā)的時(shí)間片輪詢調(diào)度方法 和鍵盤中斷的方法同時(shí)進(jìn)行 ， 為一個(gè) 控制周期，分成 10 個(gè)時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片為 50MS，將所有的任務(wù)分配在各個(gè)時(shí)間片完成，主程序僅完成初始化，然后進(jìn)入休眠狀態(tài) 。50MS 定時(shí)采用 89S52 內(nèi)部定時(shí)器 1，工作方式 1，由于晶振為 12MHZ，一個(gè)機(jī)器周期為1us，所以 T1預(yù)裝初始值為 655365000=15536=3CB0H。 DS12887 則是先判斷是否是有初 始過，如果沒有就進(jìn)行初始化，如果有則進(jìn)行初始化。 HD7279A 則需要進(jìn)行復(fù)位，以及延遲測試然后再次復(fù)位，并進(jìn)行消隱處理等待顯示處理調(diào)用。 13趙亮 、 候國銳 ： 單片機(jī) C 語言編程與實(shí)例 [M]， 北京人民郵電出版社 2021 年。 REGB=0X02。 14 START P1， P2， P3 口復(fù)位 初始化 DS12887 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 方式 2 選擇，初值設(shè)置 開外中斷 1 開總中斷允許 返回 初始化 X5045 初始化 HD7279A START 調(diào)用初始化程序 進(jìn)入低功耗空閑節(jié)電方式 有中斷？ 硬件退出低功耗空閑方式 Y 25 表 41 DS12887 主要變量分配 符號(hào) 定義 地址 意義 SEC XBYTE FE00H 秒的存儲(chǔ)地址 MIN FE02H 分的存儲(chǔ) 地址 HOUR FE04H 小時(shí)的存儲(chǔ)地址 DAY FE07H 天的存儲(chǔ)地址 MON FE08H 月的存儲(chǔ)地址 YEAR FE09H 年的存儲(chǔ)地址 REGA FE0AH 寄存器 A的存儲(chǔ)地址 REGB FE0BH 寄存器 B 的存儲(chǔ)地址 REGC FE0CH 寄存器 C 的存儲(chǔ)地址 REGD FE0DH 寄存器 D 的存儲(chǔ)地址 MISFUN FE10H 10H到 73H存放 10條報(bào)警記錄 其中必須判斷 DS12887 中的 REGA 是否為 0，為 0則進(jìn)行初始化，并把初始的值定義給 DS12887，為 0則進(jìn)行下一步。 初始化 X5045： 因?yàn)?X5045 是以 SPI 進(jìn)行通信協(xié)議，所以程序?qū)崿F(xiàn)比較復(fù)雜，下表為其指令的分部情況 15。而且必須判斷各個(gè)通道報(bào)警上限的值，如果為 0，則賦值 0X0200 避免初次開機(jī)死循環(huán)報(bào)警。 outbyt(WRSR)。 // 傳送要寫入的數(shù)據(jù) CS = 1。 // 檢測寫入進(jìn)度 } void wren_cmd() { CS = 0。 // 傳送寫入使能指令 CS = 1。 表 43 HD7279A指令集 符號(hào) 變量 意義 CMD_RESET 0xa4 復(fù)位清除指令 CMD_TEST 0xbf 測試指令 DECODE0 0x80 下載數(shù)據(jù)，切按方式 0譯碼 DECODE1 0xc8 下載數(shù)據(jù) ，切按方式 1譯碼 CMD_READ 0x15 讀鍵盤指令 UNDECODE 0x90 下載指令，但是不譯碼 RTL_CYCLE 0xa3 循環(huán)左移指令 RTR_CYCLE 0xa2 循環(huán)右移指令 RTL_UNCYL 0xa1 左移指令 RTR_UNCYL 0xa0 右移指令 ACTCTL 0x98 消隱指令 SEGON 0xe0 段點(diǎn)亮指令 SEGOFF 0xc0 段關(guān)閉指令 BLINKCTL 0x88 閃爍指令 其中復(fù)位、測試、左右移和循環(huán)左右移是純指令，其他為帶命令指令。 // 復(fù)位 HD7279A send_byte(CMD_TEST)。j3。} send_byte(CMD_RESET)。 中斷服務(wù)程序 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，為了節(jié)省資源和提高抗干擾能力的而進(jìn)行的，由各種中斷喚醒低功耗模式，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序之后，重新進(jìn)入休 眠狀態(tài)。外部中斷主要是用來進(jìn)入鍵盤處理模塊，而 T1時(shí)鐘中斷是用來分配系統(tǒng)的各個(gè)時(shí)間片的任務(wù)調(diào)度模塊。這樣可以保證定時(shí)給看門狗喂狗，又可以節(jié)省功耗。其實(shí)這些模塊都是中斷子程序的一部分。 采集程序 采集通道比較簡單，因?yàn)槭敲總€(gè)時(shí)間片進(jìn)行采集的，而且 TLC2543 的轉(zhuǎn)換時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于片選時(shí)間的 50ms，所以無需查詢 EOC 或是中斷觸發(fā)，直接可以獲得。 其通信的模式是： 在 I/O CLOCK的前 8個(gè)脈沖的上升沿 ,以 MSB前導(dǎo)方式從 DATA INPUT端輸入 8 位數(shù)據(jù)流到輸入寄存器。定時(shí)器常數(shù)重裝 SYS_CLK+1=SYS_CLK 中斷入口 SYS_CLK=? 采集通道1數(shù)據(jù) 采集通道2數(shù)據(jù) 采集通道3數(shù)據(jù) 采集通道4數(shù)據(jù) 采集通道5數(shù)據(jù) 采