【正文】 操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時， C1 為 10Uf， R4 為。 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 報警設(shè)計 設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中 ， 一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示 ，供操作人員 借鑒。 但 針對 某些 特定 狀態(tài) ，例如 系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等 ， 為了使操作人員 不小心 忽視 ， 及時采取措施 ， 必須 還需要有某種更能引人注意 ， 提起警覺的報警信號 。 這種報警信號 一般 有 閃 光報警、鳴音報警和語音報警三種類型。其中 ， 前兩種報警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡單 ， 軟件編程方便 ，往往 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用 。 但 語音報警雖然警報信息較直接 ，并且 硬件成本高 ， 結(jié)構(gòu) 相對 復(fù)雜 ， 軟件量也增加 [1]。 閃光報警實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單 ， 只要當(dāng)值高于警報值 的時候給一個低電頻就能驅(qū)動二極管發(fā)光，簡單易懂。報警電路如下圖 34 所示： 圖 34 報警電路圖 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 的單片機供電源 ， 為了實現(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 把 9V 轉(zhuǎn)換成 5V。 工作原理如圖 35 低壓層直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 。 該電路是由電流放大、電壓放大和基準(zhǔn)電壓等 3 個環(huán)節(jié)組成 。 其中 ，北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生 ， 按圖中電路連接 ， 當(dāng)通過 R0 的電流在 ~10 mA 時可獲得穩(wěn)定的 V 基準(zhǔn)輸出 。 圖 35 低壓層電路原理圖 輸出電壓的具體數(shù)值由運算放大器 U 確定 ， 采用同相放大器的 優(yōu)勢 在于其輸入阻抗極大 ，更能 很好地將 TL431 輸出的 V 電壓與后級電路隔離 ， 使其 免 受負(fù)載變化的影響 ； 運放與電阻 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放的電源電壓 。 信號調(diào)制電路 設(shè)計 圖 36 信號調(diào)制圖 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 上 圖為酒精傳感器電極信號調(diào)理電路， 采集到的信號都會很弱 ， 首先將信號經(jīng)過二階有源濾波電路以后 ， 經(jīng)過 3 級放大電路 ， 同相和反相放大電路構(gòu)成一級和二級 ， 互相抵消了零度漂移和失調(diào) ， 后面的差動放大電路構(gòu)成第三極 ， 將差分出入轉(zhuǎn)換為單端輸出 。 A/D 轉(zhuǎn)換 電路 設(shè)計 正常情況下 ADC0832 與單片機的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線 ， 分 別是 CS、 CLK、DO、 DI。 但由于 DO 端與 DI 端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的 ， 所以電路設(shè)計時可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用 。 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 。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時 ， 須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束 。 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 1 個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平 ， 表示啟 始信號 。 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 37 所示 ： 圖 37 數(shù)模轉(zhuǎn)換圖 本系統(tǒng)應(yīng)用有人機對話功能，該功能既能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和 LCD 連接顯示運行狀態(tài)和運行結(jié)果。鍵盤分為：獨立式和矩陣式兩類，每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。由于本系統(tǒng)只有 +、 、設(shè)置、確認(rèn) 4 個控制命令，所需按鍵較少，所以本系統(tǒng)選擇獨立式按鍵。電路圖見圖 38所示 ： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 38 按鍵電路圖 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵占有一根I/O 口線。 各根 I/O 口線之間不會相互影響鍵盤抖動的消除：抖動的消除大致可以分為硬件削抖和軟件削抖。 (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)過削抖電路使按鍵的點評信號只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。 (2)軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測出鍵盤閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時，待接通時的前沿抖動消失后在判別是否有按鍵下。當(dāng)按鍵釋放時，也要經(jīng)過數(shù)毫秒延時，呆后沿抖動消失后在判別是否釋放。 (3)由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件，成本相對較高，所以本系統(tǒng)選擇軟件延時削抖的方法 [2]。 外圍擴充存儲器電路 設(shè)計 圖 39 外圍擴充存儲器電路 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 基于 STC89C51 單片機具有 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)在需要擴充存儲器的容量 。 在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài) ， 據(jù)了解基于 EEPROM 的存儲芯片是一種很好的選擇 。我們選定了 AT24C02 存儲器 。 電路圖見 上 圖 39 所示： 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序流程圖 主程序?qū)崿F(xiàn)的功能 ： 與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測儀的各個功能主要是檢測與顯示 ， 數(shù)據(jù)存儲功能子函數(shù)的調(diào)用 。 流 程圖 圖 41 所示 ： 首先開啟啟動按鈕 ， 啟動單片機和顯示器 ， 同時對單片機內(nèi)部進(jìn)行初始化 ，緊接著初始化顯示屏 ， 初始化完畢后顯示開機畫面顯示主菜單 ,然后對鍵盤的讀入 。 開 始初 始 化 C P U初 始 L C D 屏顯 示 開 機 畫 面顯 示 主 菜 單讀 鍵結(jié) 束 圖 41 主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖 (1)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 CS 口 ， A/D 連接 51 單片機的 口 ， 接 ， CLKD1 和 D0 接 。 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 。 CLK 為 ADC0832 的時鐘輸入端 。 CS 在整 CLK CS 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 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) 。 在經(jīng)過一個時鐘 ， DO 脫離高阻態(tài) ， 從而啟動轉(zhuǎn)換 ， 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)最后一位數(shù)據(jù)移出時轉(zhuǎn)換完成當(dāng) CS 從低變?yōu)楦邥r ， ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零 。 如 想進(jìn)行下一次轉(zhuǎn)換， CS 必須做一個從高到低的跳變，后跟著的此配置數(shù)據(jù)重復(fù)上面的過程。 (2)ADC0832 的轉(zhuǎn)換流程圖見下圖 42 所示： 開 始使 能 芯 片輸 入 通 道 控 制 字讀 取 2 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 糾 正送 入 指 定 寄 存 器結(jié) 束 圖 42 數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 按鍵程序流程圖 (1)按鍵時顯現(xiàn)人機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 ， 然后在液晶上顯示 。 (2)按鍵查詢式的流程圖見下 43： 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 按鍵的四個鍵分別接 ， ， ， ， 由于 P1 口具有上拉電阻 ， 所以不需要加上拉電阻進(jìn)行電壓的放大 。 按 鍵 程 序 入 口按 鍵 按 下 ？調(diào) 用 延 時 程 序按 鍵 釋 放 ？鍵 值 傳 送結(jié) 束Y Y否否準(zhǔn) 備 圖 43 按鍵查詢流程圖 液晶顯示程序流程圖 LCD 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示，以及個控制效果的顯示。采用直接訪問方式。液晶顯示的操作流程圖見 下圖 44 所示： 入 口讀 狀 態(tài) 字忙 ？寫 指 令 代 碼 / 顯 示 數(shù) 據(jù)讀 顯 示 數(shù) 據(jù)結(jié) 束否開 始 圖 44 液晶顯示流程圖 北京信息科技大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 在 LCD1602 液晶上顯示相應(yīng)的讀寫數(shù)據(jù)。在液晶上顯示的格式如表 41 所示 ： 表 41 液晶顯示表 C 0 2 A D D R E S S : 0 X 0 1 W R : 0 1