【正文】 16 1， 16 2， 20 2和 40 2行等的液晶顯示模塊，模塊組件內(nèi)部主要由 LCD顯示屏、控制器、列驅(qū)動器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 第 4腳： RS 為數(shù)據(jù) /命令選擇端，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 16 腳：背光源負(fù)極 編譯軟件介紹 Keil 軟件簡介： 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 晶振電路 單片機(jī)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(jī)的時鐘信號用來為單片機(jī)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(jī)，外部時鐘要由 XTAL1 端引入，而XTAL2 端應(yīng)懸空。 電路圖見圖 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 54 頁 圖 在 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部有一個震蕩電路，只要在單片機(jī)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(jī)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(jī)在開始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。 實(shí)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，要求接通電源后，單片機(jī)自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 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(jī)器周期以上的高電平從而使STC89C52 內(nèi)部復(fù)位。電路圖見圖 ： 圖 復(fù)位電路圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 54 頁 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。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(jìn)行選擇。總之?dāng)?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(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 54 頁 α （ 200/100） alcohol 濃度斜率 ≤ Alcohol 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 溫度： 20℃177。 相對濕度： 65%177。 預(yù)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(jī)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 .如圖 : 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 按鍵 設(shè)計 ⑴本系統(tǒng)應(yīng)用有人機(jī)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(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)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(dú)立式按鍵。每個獨(dú)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，（ STC89C52 .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(jìn)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(kuò)充存儲器電路 基于 STC85C52 單片機(jī)具有 4KB 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(kuò)充存儲器的容量。我們選定了 AT24C02 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(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)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。 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。 LCD1602 液晶顯示 設(shè)計 LCD1602 液晶顯示模塊與計算機(jī)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(jī)的總線上，單片機(jī)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(jī)的 P0 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(jī)的 P2 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： 以下為液晶顯示電路接線原理圖見圖 : 圖 液晶電路圖 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個有點(diǎn)： 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。電路連 接圖見圖 : LCD 按其顯示方式通?？梢苑譃閿嗍健Ⅻc(diǎn)字符式、點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個位置對應(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(diǎn)亮，為‘ 0’的不亮，這樣就顯示出一個字符。但對于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺的報警信號。其中，桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 21 頁 共 54 頁 前兩種報警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件編程方便，常常在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用；而語音報警雖然警報信息較直接，但硬件成本高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軟件量也增加。 以下為報警電路接線圖見圖 ： 圖 報警電路圖 這一章比較具體的說明了系統(tǒng)硬件設(shè)計的內(nèi)容，通過模塊化的設(shè)計思想，把一個復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)按照 功能劃分成一個個單獨(dú)的電路模型，分別進(jìn)行設(shè)計，最后在集成到一起。大大提高系統(tǒng)設(shè)計的效率與質(zhì)量。 電源 電路 設(shè)計 在本次設(shè)計中，需要一個比較大的電壓源和一個 5V 的單片機(jī)供電源，為了實(shí)現(xiàn)便攜式，設(shè)用一個 9V 的電壓源，一般 6節(jié)電池和一個 9V 的電池都可以提供，因而需要一個電壓轉(zhuǎn)換吧 9V 轉(zhuǎn)換成 5V，設(shè)用選用了， ASM117 穩(wěn)壓芯片。該電路是由基準(zhǔn)電壓、電壓放大和 電流放大等 3個環(huán)節(jié)組成。 圖 低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 22 頁 共 54 頁 輸出電壓的具體數(shù)值由運(yùn)算放大器 UA 確定，采用同相放大器的優(yōu)越性在于其輸入阻抗極大，可很好地將 TL431 輸出的 2． 5 V 電壓與后級電路隔離，使其不受負(fù)載變化的影響；運(yùn)放與電阻 R3 和 R2 組成比例放大環(huán)節(jié)，可對基準(zhǔn)電壓按要求進(jìn)行比例放大輸出，但輸出電壓最大不能超過運(yùn)放的電源電壓。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。匯編語言的機(jī)器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。還有很多處理器都支持 C 編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。基于 C 語言和匯編語言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C 語言編寫方法。整個軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。主要是檢測與顯示，時間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲。見圖 圖 主程序流程圖 初始化時鐘 初 始 化 LCD 屏 顯示開機(jī)畫面 顯示時間 顯示主菜單 初始化 CPU 開始 讀鍵 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 54 頁 開始使能芯片輸入通道控制字產(chǎn)生時鐘信號讀取 2 字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)校驗(yàn)送入指定寄存器結(jié)束 A/D 轉(zhuǎn)換 模 塊 ⑴模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為 MCU能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給 MCU。 工作時序如下所示： ADC0832 有 8 只引腳， CH0 和 CH1 為模擬輸入端， CS 為片選引腳，只有 CS 置低才能對 ADC0832 進(jìn)行配置和啟動轉(zhuǎn)換。CS 在整個轉(zhuǎn)換過程中都必須為低，當(dāng) CS 為低時，在數(shù)據(jù)輸入端 DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個高電平，接著在 CLK 上加一個時鐘， DI 上的邏輯 1 就會使 ADC0832 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù)伴隨著時鐘通過 DI端移入多路器，當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時，DI 變?yōu)楦咦钁B(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。接著從處理器接收時鐘信號，每經(jīng)過一個時鐘，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會從高位到低位依次從 DO 移出，經(jīng)過 8個時鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO移出（也是每個時鐘移一位）。當(dāng) CS 從低變?yōu)楦邥r，ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。 按鍵 輸入 模塊 ⑴按鍵時顯現(xiàn)人機(jī)對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與 MCU 串行通信，然后在液晶