【正文】 編制的程序效率高，占用存儲(chǔ)空間小，運(yùn)行速度快。C語(yǔ)言能寫出最優(yōu)化程序，且能反映出計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。C語(yǔ)言能直接與存儲(chǔ)器、接口電路打交道，也能申請(qǐng)中斷。具有良好的模塊化、容易閱讀、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且編寫的模塊程序易于移植?；贑語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫方法。 室內(nèi)空氣品質(zhì)檢測(cè)儀功能需求框圖，系統(tǒng)軟件主要由溫濕傳感器采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)接口模塊、聲光報(bào)警模塊、核心控制器模塊、無(wú)線通訊模塊等模塊構(gòu)成。 各功能模塊功能描述功能模塊功能描述溫濕傳感器采集模塊對(duì)室內(nèi)溫濕度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)AD轉(zhuǎn)換模塊核心控制器模塊人機(jī)接口模塊無(wú)線通訊模塊、濕度測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸上位機(jī)管理模塊根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的基本要求,采取了如下的措施:。軟件設(shè)計(jì)中包含有：主程序模塊、顯示模塊、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊、聲光報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、中斷處理模塊等。，C51支持浮點(diǎn)運(yùn)算，可以保證數(shù)據(jù)計(jì)算的精度。，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理事件能力。、硬件抗干擾。軟件抗干擾措施提高了系統(tǒng)的可靠性。以下就對(duì)一些主要模塊進(jìn)行詳細(xì)的闡述。 。由主程序流程圖可以看出，軟件要實(shí)現(xiàn)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析、送液晶進(jìn)行顯示。程序開始時(shí)，先關(guān)閉中斷，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括單片機(jī)的各寄存器、RAM、定時(shí)器裝載初值、中斷設(shè)置及各模塊初始化等。完成初始化后，液晶顯示各個(gè)參數(shù)為零，CPU等待傳感器傳入信號(hào)及AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，從而完成當(dāng)前監(jiān)測(cè)參數(shù)的正確顯示。 AD轉(zhuǎn)換模塊由于定電位電解式氣體傳感器工作響應(yīng)時(shí)間為1020秒左右，故進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換前設(shè)置AD等待25秒，以保證傳感器響應(yīng)完成并使所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。AD完成轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，AD應(yīng)用中我們可以有兩種方法來(lái)：，AD完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后會(huì)向中斷輸出端輸出一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，告訴CPU轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，CPU可以讀取數(shù)據(jù)。，設(shè)定一定的時(shí)間讓CPU處于等待狀態(tài)，此時(shí)間足夠AD完成轉(zhuǎn)換，過(guò)了等待時(shí)間CPU再去讀取數(shù)據(jù)。綜合考慮各方面的因素，本研究采用第一種方法：中斷查詢法。所用的芯片為AD0809，根據(jù)所需的要求，首先AD先等待25秒以使得傳感器完全響應(yīng)完畢，然后AD開始工作，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后向CPU發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)告訴CPU可以讀取數(shù)據(jù)，CPU響應(yīng)中斷，從PB口讀取轉(zhuǎn)換完畢后的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，再進(jìn)一步進(jìn)行處理。對(duì)氣體傳感器分段選擇多個(gè)測(cè)試點(diǎn)盡享精確測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)繪制出傳感器的隔斷擬合曲線，為了提高數(shù)據(jù)精度，采用線性插值法。系統(tǒng)上電后，對(duì)單片機(jī)、ADC0809進(jìn)行初始化，開單片機(jī)總中斷，外部中斷0，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后，進(jìn)入中斷子程序讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在全局變量中，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、計(jì)算與處理，以便以后單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)LCD的顯示處理。 AD流程圖本設(shè)計(jì)所用的顯示器件為1602液晶面板，該液晶能顯示32個(gè)字符，滿足顯示要求。1602液晶與CPU是并口通信，、單片機(jī)P2口傳輸數(shù)據(jù)到1602進(jìn)行顯示。系統(tǒng)上電LCD初始化，液晶顯示首先需要要按照時(shí)序給定顯示地址，然后傳送數(shù)據(jù)。上電后液晶顯示“HELLO IAQ MONITOR”，以便檢測(cè)電路是否正確；當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下后，分別按照按鍵功能顯示三種氣體濃度以及溫濕度顯示。 1602工作流程圖 聲音報(bào)警采用的是蜂鳴器，光報(bào)警是通過(guò)6個(gè)發(fā)光二極管來(lái)顯示，3個(gè)綠色和三個(gè)紅色的，當(dāng)毒氣含量沒超標(biāo)時(shí)顯示綠色，超標(biāo)時(shí)顯示紅色并啟動(dòng)蜂鳴器，報(bào)警子程序執(zhí)行之前，設(shè)定的報(bào)警閾值存放在兩個(gè)變量中，傳感器輸入AD轉(zhuǎn)換值后，調(diào)用比較程序，小于閾值則執(zhí)行顯示程序，若大于閾值進(jìn)行聲光報(bào)警。 在這一章里對(duì)室內(nèi)便攜式只能空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹。軟件采用了模塊化設(shè)計(jì)的思路，以單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51編程。在本章開始給出了主程序結(jié)構(gòu)流程圖，然后分別對(duì)各個(gè)子模塊的軟件流程進(jìn)行介紹。第五章 結(jié)論與展望 1．本系統(tǒng)綜合利用傳感器技術(shù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，和微控制器技術(shù)，開發(fā)了一套對(duì)室內(nèi)的空氣品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控的操作方便，簡(jiǎn)潔實(shí)用的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2．系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理，其中單片機(jī)軟件采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，各模塊相互獨(dú)立，提高了系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性，整個(gè)系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比。3．系統(tǒng)C51語(yǔ)言編程，程序結(jié)構(gòu)清晰，顯示板界面非常友好，使得操作者在使用該系統(tǒng)時(shí)就像是在操作一臺(tái)實(shí)際的控制儀器一樣。4．系統(tǒng)功能獨(dú)立，配置合理。其中單片機(jī)部分既可獨(dú)立運(yùn)行，也可以通過(guò)PC機(jī)進(jìn)行測(cè)試，這為不同的用戶提供了一定的選擇空間。5 ．經(jīng)運(yùn)行驗(yàn)證，系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，操作簡(jiǎn)便，工作可靠等特點(diǎn)。1．本系統(tǒng)選用了集傳感器，轉(zhuǎn)換器于一體，能直接輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)的傳感器，這無(wú)疑會(huì)增加系統(tǒng)的成本，今后可只選用價(jià)格低廉的傳感器，而信號(hào)的放大和調(diào)理電路部分可自行設(shè)計(jì)。2．由于室內(nèi)各種環(huán)境因子相互影響，而本系統(tǒng)的控制輸出僅為簡(jiǎn)單的百分比信號(hào)量，這顯然不能滿足高精度的控制要求，應(yīng)引入模糊算法，專家系統(tǒng)等技術(shù)以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能決策水平。3．系統(tǒng)可以開發(fā)成多機(jī)監(jiān)控模式，這就能同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)環(huán)境室內(nèi)的空氣品質(zhì)，通過(guò)串行通信傳到上位機(jī)進(jìn)行綜合處理。5．可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他家電相聯(lián)系，將把家庭中原來(lái)孤立、各不相關(guān)的設(shè)備統(tǒng)一起來(lái)，使過(guò)去只出現(xiàn)在科幻中的很多情景成為可能！6. 本設(shè)計(jì)有8路氣體檢測(cè)，未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)更多的檢測(cè)功能。7. 本設(shè)計(jì)的主要強(qiáng)調(diào)智能化和人性化，例如可以適用于特殊人群——病人，他們可以把舒適的環(huán)境的 指標(biāo)通過(guò)相應(yīng)的按鍵來(lái)控制，按下按鍵后，通過(guò)本系統(tǒng)控制相應(yīng)的設(shè)備調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到是以病人的環(huán)境。 ，現(xiàn)代空調(diào)都是針對(duì)空氣溫濕進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以將本設(shè)計(jì)加入空調(diào)內(nèi)部，使其既能控制溫濕度，還可以對(duì)空氣中的各種氣體進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)控制“新風(fēng)系統(tǒng)”改善空氣各方面的質(zhì)量。參考文獻(xiàn)[1]沈晉明,[J].暖通空調(diào),1995(6).16~18.[2][M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,~16.[3][M].冶金工業(yè)出版社,~28.[4][D].西北工業(yè)大學(xué)碩士論文,~34.[5][M].天津:天津大學(xué)出版社,~27.[6][M].北京航空航天大學(xué)出版社,~38.[7][M].北京:電子工業(yè)出版社,~46.[8]王幸之,鐘愛琴,王雷,[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,~19.[9]石金寶,[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),1998,14(2).17~20[10][M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,~95.[11]張齊,[M].電子工業(yè)出版社,~128.[12]馬忠梅,[M].北京航天航空大學(xué)出版社,~350.[13]張?zhí)旆?[M].電子工業(yè)出版社,~278.[14][M].清華大學(xué)出版社,~403.[15]湯競(jìng)南,[M].人民郵電出版社,~267.[16][M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,~167.[17]華成英,[M].高等教育出版社,~78.[18][M].高等教育出版社,~331.[19](C51版)[M].中國(guó)水利水電出版社,~247.[20][M].中央廣播電視大學(xué)出版社,~152.[21][M].東南大學(xué)出版社,~295.[22]劉少?gòu)?qiáng),[M].中國(guó)電力出版社,~163.[23][M].北京航空航天大學(xué)出版社,~149.[24],Ruono Connectionist approach PID autotiming,IEEE54PROCEEDI NGS VOL .Ⅱ.[25] Microcontrouer with 2Kbytes Flash AT89C2051,～48[26], 80х86 IBM PC and patible puters(VolumesIamp。Ⅲ)Assembly languaye Design and Interface 3rd ed.附 錄附錄一 原理電路圖附錄二 程序清單void main(){ init52()。 init8255()。 lcd_init()。// 初始化LCD initad()。 predisplay()。while(1) { Tmeasure()。 Hmeasure()。 keyscan()。 }}// ********initial 8255 *********// void init8255(void){ add8255=0x8b。//PAoutput PB PC:input 10001011 PA8255=0x15。//00010101 P13=0。 delay(10)。}//****initial AT89S52*****// void init52(void) { EA=1。// open interrupt EX0=1。// allow interrupt ext0 IT0=1。 IP=0x01。 }void initad(){ P10=0。 ST=0。 ST=1。 _nop_()。 ST=0。}// *******LCD dispaly *******// /**********LCD初始化子程序*****/void lcd_init(){lcd_wcmd(0x38)。delay(1)。lcd_wcmd(0x0c)。delay(1)。lcd_wcmd(0x06)。delay(1)。lcd_wcmd(0x01)。delay(1)。}/*********LCD延時(shí)子程序*********/void delay(uint time){ int i,j。 for(i=0。itime。i++) for(j=0。j255。j++)。}/***********測(cè)試LCD忙碌狀態(tài)*****/bit lcd_bz(){bit result。rs = 0。rw = 1。ep = 1。_nop_()。_nop_()。result = (bit)(P2 amp。 0x80)。 //1禁止；0允許ep = 0。return result。}/****寫指令數(shù)據(jù)到LCD子程序*****/void lcd_wcmd(uchar cmd){while(lcd_bz())。//判斷LCD是否忙碌rs = 0。rw = 0。ep = 0。_nop_()。_nop_()。P2 = cmd。_nop_()。_nop_()。ep = 1。_nop_()。_nop_()。ep = 0。}/****設(shè)定顯示位置子程序*******/void lcd_pos(uchar pos){lcd_wcmd(pos | 0x80)。}/***寫入顯示數(shù)據(jù)到LCD子程序*****/void lcd_wdat(uchar dat){while(lcd_bz())。//判斷LCD是否忙碌rs = 1。rw = 0。ep = 0。P2 = dat。_nop_()。_nop_()。ep = 1。_nop_()。_nop_()。ep = 0。}/************預(yù)顯示************/void predisplay(){uchar i。lcd_pos(0x04)。//設(shè)置顯示位置i = 0。while(dis1[i] != 39。\039。){lcd_wdat(dis1[i])。//顯示字符i++。}lcd_pos(0x42)。// 設(shè)置顯示位置i = 0。while(dis2[i] != 39。\039。){lcd_wdat(dis2[i])。// 顯示字符i++。}}/*********顯示*********/void display_char(uchar x,uchar p) { lcd_pos(x)。// 設(shè)置顯示位置lcd_wdat(p)。}/*******濃度顯示************/void display_ad(){uchar i=0。lcd_pos(0x0b)。//設(shè)置顯示位置while(dis8[i] != 39。\039。){lcd_wdat(dis8[i])。//顯示字符i++。}}void display_ad1(){uchar i=0。for(i=0。i=3。i++){if(i==1) {lcd_pos(7)。 lcd_wdat(39。.39。)。//顯示字符 } else {lcd_pos(6+i)。 lcd_wdat(0x30+x[3i])。//顯示字符 }}}void display_ad2(){uchar i=0。for(i=0。i=3。i++){if(i==1) {lcd_pos(7)。 lcd_wdat(39。.39。)。//顯示字符 } else {lcd_pos(6+i)。 lcd_wdat(0x30+y[3i])。//顯示字符 }}}// ********* 按鍵模塊 ******// void keyscan(){uchar i。i=PC8255。//讀PCi=iamp。0xf8。//屏蔽低3位switch(i) //鍵值查詢