【正文】 =1。但真正的程序一般不可能從0000H開始存放，因此，需要在0000H單元開始存放一條轉(zhuǎn)移指令，從而使程序跳轉(zhuǎn)到真正的程序入口地址。序返回至少要在執(zhí)行一條指令后才能重新進(jìn)入中斷。通過編程規(guī)定INT0信號(hào)是低電平有效，因此不來脈沖時(shí)總是處于響應(yīng)中斷的狀態(tài)。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，VPD應(yīng)該保持足夠長的時(shí)間（約10ms），以保證振蕩器的起振和達(dá)到穩(wěn)定，然后重新開始正常工作。因此，內(nèi)部時(shí)鐘并不停止工作，只是去CPU的路徑被門電路切斷，但仍然供應(yīng)中斷電路、定時(shí)器和串行口。單片機(jī)的最小系統(tǒng)見圖35：圖35 單片機(jī)的最小系統(tǒng)此模塊主要由蜂鳴器，發(fā)光二極管組成(相關(guān)的電路設(shè)計(jì)下一節(jié)將會(huì)有詳細(xì)的介紹)。至此，本系統(tǒng)三大模塊功能和設(shè)計(jì)思路已經(jīng)確立，下文將介紹整個(gè)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程，并且給出設(shè)計(jì)電路。這些知識(shí)包括硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。軟件知識(shí)用來設(shè)計(jì)芯片處理數(shù)據(jù)的先后順序，數(shù)據(jù)的獲得途徑以及對數(shù)據(jù)做怎樣的處理和顯示功能等等。本章將介紹本次設(shè)計(jì)用到的一些基本知識(shí)和主要芯片。理論依據(jù)的成立與否在很大程度上決定了電路設(shè)計(jì)的成功，也整個(gè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)的根本。直流穩(wěn)壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路所組成，以前電子設(shè)備中的穩(wěn)壓器大都由分立元器件構(gòu)成，現(xiàn)在研制成功了各種集成穩(wěn)壓器。三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器有78XX/79XX系列，它是固定輸出電壓式穩(wěn)壓器，片內(nèi)有過流保護(hù)和過熱保護(hù)功能，外接兩只電容就可以簡單構(gòu)成穩(wěn)壓電路，如圖36所示。圖中C1用以抑制過電壓，抵消因輸入線過長產(chǎn)生的電感效應(yīng)并消除自激振蕩；C2用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，即瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。安裝時(shí)，兩電容應(yīng)直接與三端集成穩(wěn)壓器的引腳根部相連。78XX系列和79XX系列的管腳配置不同，在接線的時(shí)候要特別注意。它的內(nèi)部有效電路由調(diào)整管、保護(hù)電路、控制電路和誤差放大器等組成，VoCOM間電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，工作時(shí)經(jīng)常保持一致，當(dāng)輸入電壓Vi或輸出電流Io變化時(shí)，使輸出Vo保持穩(wěn)定。輸入端穩(wěn)定電容是當(dāng)穩(wěn)壓器輸入阻抗降低時(shí)，防止發(fā)生震蕩，～1uF的陶瓷電容,在應(yīng)用中一般要在輸入端前加一個(gè)電解電容，即平滑電容。輸出端電容也是穩(wěn)定電容，對于降低輸出紋波、輸出噪聲及負(fù)載電流變化的影響有很好的效果，～1uF的陶瓷電容就可以了。對于三端穩(wěn)壓器，限制輸入電壓和輸出電流。此外還有很多品種的穩(wěn)壓器內(nèi)有使輸出晶體管不超過安全工作區(qū)的保護(hù)電路。為了使集成穩(wěn)壓器能正常工作，輸入電壓Vi必須比輸出電壓Vo要高Vdrop, Vdrop為電壓降，它隨穩(wěn)壓器品種與工作條件不同而異，78XX系列為2～3V。為了提高Vo的穩(wěn)定性，輸入Vi要采用低紋波電源。（78TXX/79TXX可到3A），可采用外接功率晶體管擴(kuò)大電流?；鶞?zhǔn)電壓的精度大致可以分為177。4%、177。最早的精度是177。4%；最新的標(biāo)準(zhǔn)精度是177。2%。特別是對高速負(fù)載的電流開關(guān)，穩(wěn)壓器沒有很好的抑制效果，在穩(wěn)壓器輸入和輸出端需要接電容使穩(wěn)壓器穩(wěn)定。本電路工作時(shí)，先將插頭接到+5V市電上，由開關(guān)接通電源，此時(shí)，黃色發(fā)光二極管工作顯示電源接通狀態(tài)。本系統(tǒng)采用的半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，經(jīng)過一個(gè)放大電路即可發(fā)送給ADC0809采集。常見的運(yùn)算放大器中，LM324價(jià)格低廉、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)比較突出，所以本設(shè)計(jì)中的前置放大電路采用LM324作為電路的運(yùn)算放大器。下面詳細(xì)介紹運(yùn)算放大電路：如圖38所示，從傳感器的上端出來的信號(hào)Vi經(jīng)過運(yùn)算放大器的同相輸入端，但是為保證引入的是負(fù)反饋，輸出電壓Vo分別通過電阻R1R1R15接到反相輸入端，同時(shí)，反相輸入端分別通過電阻R1R1R18接到地端。同相比例運(yùn)算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)特點(diǎn)來分析其電壓放大倍數(shù)。同相比例運(yùn)算電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)同相比例運(yùn)算放大電路是一個(gè)深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 放大電路圖(2)電壓放大倍數(shù)A=1+R16/R13，A=1+R17/R14，A=1+R18/R15即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實(shí)現(xiàn)了同相比例放大。 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)一、ADC0809的介紹ADC0809的簡單介紹由于AT89S51內(nèi)部沒有A/D轉(zhuǎn)換，我們在把相應(yīng)的濃度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠被單片機(jī)所識(shí)別的數(shù)字信號(hào)的時(shí)候，需要用到芯片ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過單片機(jī)用軟件產(chǎn)生進(jìn)行其它輸出。ADC0809是美國NS公司的產(chǎn)品，其性能指標(biāo)一般，但價(jià)格低廉，便于與微機(jī)連接，應(yīng)用十分廣泛。ADC0809的分辨率為8位，單一5V供電，功耗為15mW。ADC0809主要特性（1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。圖39 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。（7）低功耗，約15mW。A、B、C的狀態(tài)字決定在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)用哪個(gè)模擬輸入端輸入。（2） 地址輸入和控制線：4條。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通道選擇表如表33所示：表33 通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7（3）CLOCK（10腳）：外部時(shí)鐘輸入端。時(shí)鐘頻率低時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換速度也降低。有效信號(hào)為一正脈沖。（5）EOC（7腳）：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC立即輸出一個(gè)（正）階躍信號(hào)，可用來作為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的查詢信號(hào)或中斷的請求信號(hào)。當(dāng)OE輸入高電平信號(hào)時(shí)，三態(tài)輸出鎖存器將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。D0為最低有效位（LSB），D7為最高有效位（MSB）?；鶞?zhǔn)電壓的中心值（VREF（+）+VREF（））/2應(yīng)接近于Vcc/2，其偏差值不應(yīng)該超過 。（9）Vcc（11腳）、GND（13腳）：電源電壓輸入端。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖312所示：圖313 A/D轉(zhuǎn)換電路在這部分電路設(shè)計(jì)中涉及到兩個(gè)芯片，一個(gè)是74LS74另一個(gè)則是74ALS04，下面簡單介紹這兩個(gè)芯片的作用74LS74的介紹74是雙上升沿D觸發(fā)器（有預(yù)置、清除端），共有54/74754/74H754/74S754/74LS74 四種線路結(jié)構(gòu)形式，其主要電特性的典型值如表34。表34 74系列主要電特性的典型值型號(hào)fmaxPD5474/747425MHz85mW54H74/74H7443 MHz150mW54S74/74S74110MHz150mW54LS74/74LS7433MHz20mW圖314 74LS74的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖315 74ALS04引腳圖74ALS04的介紹04 為六組反向器，共有 54/74054/74H054/74S054/74LS04四種線路結(jié)構(gòu)形式，其主要電特性的典型值如表35所示：表35 04主要電特性的典型值引出端符號(hào)：1A－6A輸入端；1Y－6Y輸出端邏輯圖：雙列直插封裝電源電壓：7V輸入電壓：54/74054/74H054/74S04：；54/74LS04：7V工作環(huán)境溫度：54XXX：55~125℃；74XXX：0~70℃存儲(chǔ)溫度 ：65~150℃74ALS04內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖見圖316所示。、。其中R3到R8為上拉電阻 。1602B可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7，和RS、R/W、EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。硬件連接電路如表36所示：表36 LCD1602與單片機(jī)管腳連接關(guān)系LCD1602單片機(jī)DB0～DB7:P1RS:RW:E:引腳說明RS：寄存器選擇輸入端；RS＝0,如果是寫狀態(tài),指向指令寄存器,如果是讀,指向地址計(jì)數(shù)器RS＝1,不管是寫狀態(tài)還是讀狀態(tài),指向數(shù)據(jù)寄存器RW：為0：寫狀態(tài)。E：使能型號(hào)輸入端,讀狀態(tài),高電平有效。 電路設(shè)計(jì)方法圖314 LCD1602與單片機(jī)連接電路圖LCD1602的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)通過P1口連接，使能端E、VO通過接一個(gè)10K的電位器來控制液晶屏幕的亮度。LCD1602與單片機(jī)連接電路圖如圖314所示。由于單片機(jī)處理三路傳感器數(shù)據(jù)，所以當(dāng)三路中的任何一路超過報(bào)警極限都會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。所以，以RS232C為主來討論。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000b/s范圍內(nèi)的通信。由于通行設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。電氣性能與電平轉(zhuǎn)換（1）電氣性能EIARS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號(hào)）的電平低于3V，邏輯“0”（空號(hào)）的電平高于+3V；對于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無效的電平低于3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來，介于3～+3V之間的電壓無意義，低于15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在177。（2）電平轉(zhuǎn)換EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIARS232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同[14]。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。接口機(jī)械性能連接器：由于RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB2DB15DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。DB25連接器定義了25根信號(hào)線，分為4組：?異步通信的9個(gè)電壓信號(hào)（含信號(hào)地SG）（2，3，4，5，6，7，8，20，22）?20mA電流環(huán)信號(hào) 9個(gè)（12，13，14，15，16，17，19，23，24）?空6個(gè)（9，10，11，18，21，25）④保護(hù)地（PE）1個(gè)，作為設(shè)備接地端（1腳）（2）DB9連接器它提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。因此，若與配接DB25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。最大直接傳輸距離說明：RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）。為了保證碼元畸變小于4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(Data set readyDTR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號(hào)決定。它用來控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。在全雙工系統(tǒng)中作發(fā)送方式和接收方式之間的切換。接收線信號(hào)檢出(Received Line detectionRLSD)——用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(Data Carrier detectionDCD）線。②數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitted dataTxD)——通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，(DTE→DCE)。③地線有兩根線SG、PG——信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無方向。例如，只有當(dāng)DSR和DTR都處于有效（ON）狀態(tài)時(shí)，才能在DTE和DCE之間進(jìn)行傳送操作。這種順序的規(guī)定對半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定DCE已由接收方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送。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。下面具體介紹C語言編程的優(yōu)點(diǎn)[17]。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。此外，C語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。其主要由兩部分功能組成：一部分是是對傳感器接受到的信號(hào)進(jìn)行處理；另一部分是實(shí)行中斷處理，控制報(bào)警模塊。本系統(tǒng)采用三路檢測，并且在顯示器上顯示工作傳感器所檢測到的濃度值。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(shí)更能 體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢[18]。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件[20]。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)C51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對話界面，檢查或修改Flash芯片內(nèi)的各種存儲(chǔ)器、寄存器的數(shù)據(jù)。按照以上的軟件程序設(shè)計(jì)思想，可以畫出程序的流程圖并根據(jù)流程圖寫出相應(yīng)的程序。下面就根據(jù)流程圖對主要模塊進(jìn)行說明（1） 串口通信部分首先要對串口部分進(jìn)行初始化void UART_Init(){ SCON = 0x50。= 0x0f。 PCON |= 0x80。 TL1 = 0xf9。 TR1 = 1。 SBUF = ucData。 TI = 0