【正文】 Ⅹ QA0 QB0 QH0 H↑ H H H QAn QGn H ↑ L Ⅹ L QAn QGn H ↑ Ⅹ L L QAn QGnH=高電平 L=低電平 Ⅹ=任意 ↑=電平上升在使用時將A,B并接作為數(shù)據(jù)的串行輸人端,CLK作為時鐘端。再將下一位數(shù)據(jù)準備好后，在CLK端產(chǎn)生下一上升沿，則下一位數(shù)據(jù)移至次低位QB,其余位順次從低位到高位移動，這種時序符合串行器件特性，即把164當成一典型串行外設(shè)，可以用普通I/O口模擬其時序?qū)?shù)據(jù)移入。 A/D轉(zhuǎn)換器的選型 A/D轉(zhuǎn)換器是測試系統(tǒng)的一個非常重要的環(huán)節(jié)，其芯片種類多，性能各異，功能引腳不盡相同，實際應用中應根據(jù)分辨率和轉(zhuǎn)換時間兩個重要參數(shù)選擇適當?shù)男酒?。與一般測量儀表的分辨率表達方式不同，A/D轉(zhuǎn)換器不采用可分辨的輸入模擬電壓相對值表示，例如A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的分辨率為8位，即該轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)可以用個二進制數(shù)進行量化，其分辨率為1LSB。如8位ADC滿量程為5V，則它能分辨的最小電壓為5000mV/256≈20mV,既模擬電壓小于20mV，ADC就不能轉(zhuǎn)換了。可見，A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，其分辨率越高，但轉(zhuǎn)換速度就越慢。轉(zhuǎn)換速度是轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)。在選用A/D轉(zhuǎn)換之前，主要應根據(jù)使用的場合的具體要求，按照轉(zhuǎn)換速度，精度，價格，功能以及接口條件來決定選擇何種類型。其主要特性為：u 12位二進制形式輸出，并帶有極性和溢出位；u 與TTL兼容，具有三態(tài)控制輸出；u 具有通用控制信號端，能用來方便地監(jiān)視和控制轉(zhuǎn)換時間；u 片內(nèi)有振蕩器，只需外接晶體或RC器件；u 具有通用異步收發(fā)器(UART)數(shù)據(jù)交換制式，可通過簡單的并行或串行接口與微機相接；u 真正的差分輸入和差分基準電壓；u 最大運行速度為每秒轉(zhuǎn)換30次；u 所有輸入都具有防止靜電的保護措施；u 雙電源供電；u 輸入阻抗為1012Ω；u 功耗為20mw； ICL7109芯片簡介圖41 ICL7109的管腳圖由ICL7109的引腳圖可見其采用40腳封裝，其中各個引腳的功能意義如下：1腳：GND，邏輯地。該信號為“1”時表示正在轉(zhuǎn)換，為“0”時表示轉(zhuǎn)換完畢。為“1”時表示正信號輸入，為“0”時表示負信號輸入。為“1”時表示溢出，為“0”時表示正常。 17腳：TEST，自身功能檢測端。 19腳：（為低），高4位及極性位、溢出位選通端，低電平有效。 2l腳：MODE，工作方式選擇端。當輸入高電平時，轉(zhuǎn)換器將在信號交換方式的每一轉(zhuǎn)換周期的結(jié)尾輸出數(shù)據(jù)。 24腳：OSCSET，時鐘振蕩器方式選擇端，高電平時采用RC振蕩器工作方式，低電平時采用品體振蕩器工作方式。 26腳：，轉(zhuǎn)換控制端。 27腳：SEND，與外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換控制端。 29腳：REFOUT，基準電壓輸出端，一般為+，經(jīng)電阻分壓輸出。 31腳：AZ，自零電容端，接自零電容。 33腳：COM，模擬公共端。339腳：REF IN+、REF IN，基準電壓輸入正端與負端338腳：REFCAP+、REFCAP，基準電容輸入端。圖42 A/D轉(zhuǎn)換電路前面我們已經(jīng)分析過氣體傳感器MQ4完全符合此次設(shè)計的要求，所以在這里MQ4的作用就是將氣體瓦斯的濃度轉(zhuǎn)換成與之相對應的模擬電壓信號。在這里我們經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109將其進行轉(zhuǎn)換。而且工作狀態(tài)輸出端STATUS與單片機的INT1直接相連，這樣完成一次轉(zhuǎn)換便能向單片機發(fā)出一個中斷信號，表明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換已完成，單片機此時可以接收數(shù)據(jù)。圖34中的A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109的外圍電路參數(shù)計算如下：1．積分電阻的選擇 緩沖放大器和積分器能夠提供20uA的推動電流。類似地。2．積分電容的選擇 積分電容根據(jù)積分器給出的最大輸出擺幅電壓來選擇，這個電壓應使積分器不飽和()。5V電源，模擬公共點接地，積分器輸出擺幅一般為177。4V。另外，要求積分電容具有低介質(zhì)吸收，以防止?jié)L動誤差，一般選用聚丙烯電容。積分電容CINT接入積分電容連接端INT。此時，～。但電容不能無限制地增大，因為它和積分電容并聯(lián)決定RC時間常數(shù)，該時間常數(shù)決定了恢復速度。值應為的一半。所以ＣＡＺ≈4．基準電容的選擇在大多數(shù)應用場合，選為1uF最合適，但系統(tǒng)如果存在著較大共模干擾時，可將值選得大一些。＝；，＝。基準電壓的來源，可以使用29腳輸出的基準電壓()分壓得到，也可通過外接基準源得到。我們的外接基準源選用基準電壓源MC1403芯片作為12位A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7109的基準電壓， V基準電壓，保證了轉(zhuǎn)換的溫度穩(wěn)定性和精度。數(shù)碼管的工作原理如下：數(shù)碼管由8個LED發(fā)光二極管組成，外形如圖33所示。當發(fā)光二極管正向?qū)〞r，借著點亮每一段的LED就可以顯示出數(shù)字。下圖是八段數(shù)碼管的引腳：圖51 LED引腳圖各段碼位的對應關(guān)系如下表：表51 段碼位與顯示位對應關(guān)系表段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba字型和對應的共陰極段碼如下表： DEC 47H查出顯示碼送P2口并調(diào)用顯示延時2ms選通個位,顯示碼表地址送DPTR從70H取出顯示碼送累加器A顯示延時計數(shù)器47H等0么？ DEC 47H查出顯示碼送P2口并調(diào)用顯示延時2ms選通個位,顯示碼表地址送DPTR從70H取出顯示碼送累加器A顯示延時計數(shù)器47H等0么？表52 十六進制數(shù)及空白字符與P的顯示段碼字型共陰極段碼字型共陰極段碼03FH96FH106HA77H25BHB7CH34FHC39H466HD5EH56DHE79H67DHF71H707H空白00H87FHP73H注：（1）本表所列各字符的顯示段碼均為小數(shù)點不亮的情況； （2）空白字符即沒有任何顯示 數(shù)據(jù)顯示部分電路在顯示器件的選擇中我們采用了數(shù)碼管進行顯示數(shù)據(jù)。由于此次顯示電路是為了顯示瓦斯?jié)舛戎登移錆舛仁亲兓模晕颐床捎脛討B(tài)顯示。因此對于采用動態(tài)顯示的電路來說，單片機都需要提供兩種輸出口，一種用于輸出顯示段碼，另一種用于輸出位控信號。圖52 顯示電路設(shè)計顯示電路設(shè)計為四位LED，由單片機89S51的串行輸出口經(jīng)串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出來控制段選，～。第六章 按鍵電路 此次設(shè)計的瓦斯?jié)舛葓缶瘍x應具備兩種基本功能，一是隨時輸入報警上限值，二是隨時對當前的報警上限值進行修改，要實現(xiàn)這兩種功能，可以接入鍵盤輸入電路。鍵盤的結(jié)構(gòu)分為獨立式鍵盤和行列式鍵盤兩類。電路由按鍵和三個電阻組成，按鍵分別命名為SET、+1和RET鍵。；、通過兩個按鍵+RET接入兩個輸入信號。①當SET被按下時，在單片機的INT1引腳產(chǎn)生一個低電平觸發(fā)中斷請求信號，CPU響應中斷請求時，就轉(zhuǎn)移到INT1中斷服務程序的入口地址，執(zhí)行INT1的中斷服務程序。③RET確認鍵的功能：確認，即對+1調(diào)整為進行確認，該鍵按下時，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)確認，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。 電源電路在此次設(shè)計中我們所用到的電源只有177。5V的電源即可。為了提高聲光報警電路的驅(qū)動能力均加有74LS04反向驅(qū)動器同時為了保證電路可靠工作加了限流電阻。當采集到的瓦斯?jié)舛瘸^預先設(shè)定的上限值時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警信號。圖72聲光報警電路第八章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件設(shè)計編制的程序易于調(diào)試、修改，可讀性好，軟件的設(shè)計是一個將需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖愂龅倪^程。 主程序單片機系統(tǒng)上電后，首先要對系統(tǒng)進行初始化，初始化程序包括內(nèi)存空間的分配、初始變量的設(shè)置、設(shè)定堆棧指針等。每隔一段時間對瓦斯的濃度采集一次，將采集到的模擬量濃度數(shù)據(jù)存到寄存器中，當系統(tǒng)在取數(shù)據(jù)進行顯示的過程中要產(chǎn)生中斷，調(diào)用中斷處理子程序，在中斷處理子程序中進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及顯示濃度。系統(tǒng)軟件設(shè)計中要實現(xiàn)的功能有：用戶機的單片機系統(tǒng)要完成定時地對瓦斯?jié)舛鹊倪M行檢測，將瓦斯?jié)舛戎档倪M行A/D轉(zhuǎn)換，動態(tài)地顯示采集到的瓦斯?jié)舛戎?，聲光報警。其硬件電路包括MQA/D7109及單片機，濃度經(jīng)過傳感器變換為模擬電壓再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入單片機中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢之后是通過中斷的方式送入單片機的。其流程圖如下所示：NY保護現(xiàn)場單片機從A/D轉(zhuǎn)換器中采集數(shù)據(jù)濃度超限?用采集數(shù)據(jù)刷新顯示啟動報警中斷返主圖82 中斷子程序流程圖 聲光報警子程序當聲光報警開啟后，當達到提醒人們離開的目的后，我們需要解除聲光報警，解除報警有兩種途徑，一種是手動解除，一種是系統(tǒng)自動解除，若沒有手動解除報警，則系統(tǒng)可通過調(diào)用20s的延時時間來自動解除報警。到此我的畢業(yè)設(shè)計也快要接近尾聲了，雖然本次設(shè)計相當于只是完成了煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)下位機的設(shè)計，沒有涉及到采集數(shù)據(jù)傳送給上位機的那一部分，但是對我個人來說也是一次相當大的挑戰(zhàn)，設(shè)計完之后感覺自己的思維方式更加完善，考慮問題的方法也在不知不覺中有了很大的提高。在理論設(shè)計中也考慮成本了的問題，盡可選用一些性價比高而且價格合理的芯片。=1,=0MOVX A,DPTRMOV R0,AMOV R0,BPOP B POP DPL POP DPH POP ACC RETI延時子程序： MOV R2, 64H LOOP1:MOV R3, 0C8H LOOP2:MOV R4, 0F8H。將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD碼 MOV SCON, 00H。 顯示緩沖區(qū)首地址送R0 LD: MOV DPTR, TABLE 。 取顯示數(shù)據(jù) MOVC A , A+DPTR。 字形碼送串行口 DISP1: JNB TI , DI