完整版一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)

1、天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院?？飘厴I(yè)論文題目：一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)完成期限： 2016 年 1 月 8 日 至 2016 年 4 月 20 日學(xué)習(xí)中心：嘉興 專業(yè)名稱：電氣自動(dòng)化技術(shù) 學(xué)生姓名：陳應(yīng)初 學(xué)生學(xué)號(hào)： 132092433047 指導(dǎo)教師：劉斌天津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專科畢業(yè)論文一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)第一章一氧化碳報(bào)警器簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)出性能更加可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的一氧化碳報(bào)警器。我們應(yīng)該對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定的燃?xì)鈭?bào)警器的種類有所了解。燃?xì)鈭?bào)警器可分為可燃?xì)怏w泄漏儀（簡(jiǎn)稱“檢 漏儀”），可燃?xì)怏w報(bào)警控制器（簡(jiǎn)稱“控制器”）、可燃?xì)怏w探測(cè)器（簡(jiǎn)稱“探測(cè) 器”）、可燃?xì)怏w報(bào)警器（簡(jiǎn)稱“報(bào)警器”）四大系列產(chǎn)品?？扇?xì)鈭?bào)警器的核

2、心 是氣體傳感器，俗稱“電子鼻”。當(dāng)氣體傳感器遇到燃?xì)鈺r(shí)，傳感器電阻隨燃?xì)?濃度而變化，隨之產(chǎn)生電信號(hào)，供燃?xì)鈭?bào)警器后繼線路處理。經(jīng)過電子路線處理 變成濃度成比例變化的電壓信號(hào)，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號(hào)線性化，經(jīng)微機(jī) 處理、邏輯分析，輸出各種控制信號(hào)，即當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，燃?xì)鈭?bào) 警器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。如果環(huán)境中 co含量超出安全范圍，常人很難發(fā)現(xiàn)，為 了保證人們生命健康和正常生產(chǎn)不受影響，實(shí)時(shí)檢測(cè)co含量十分重要。所以基于單片機(jī)設(shè)計(jì)制作一氧化碳報(bào)警器，來保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。意義在于：（1）成本低廉并能對(duì)一氧化碳準(zhǔn)確報(bào)警。（2）該產(chǎn)品不需專業(yè)人員操作，只要放在合適位置，通電即可，

3、連續(xù)使用 方便，操作簡(jiǎn)單。（3）能起到預(yù)防一氧化碳中毒的效果，使人們安全放心的工作。（4）出現(xiàn)一氧化碳漏或者著火時(shí)，報(bào)警器能夠立即鳴笛報(bào)警，告之工作人 員及時(shí)米取措施。第二章設(shè)計(jì)方案第一節(jié)單片機(jī)的介紹和選用單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處 理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM多種I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬 多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)，目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域， 幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單 片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛

4、機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù) 據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程 控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)，更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、 智能儀表以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì) 算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。設(shè)計(jì)選用ATMEI公司的AT89C51和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 ADC080第二節(jié)設(shè)計(jì)要求及思路設(shè)計(jì)要求：報(bào)警器需在一氧化碳濃度達(dá)到100ppm時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。具體實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）系統(tǒng)要求設(shè)置正常工作狀態(tài)除正常工作狀態(tài)外 丄ED紅

5、燈處于熄滅狀態(tài)， 蜂鳴器處于關(guān)閉狀態(tài)。（2） 在正常工作狀態(tài)下，綠燈應(yīng)長(zhǎng)亮。當(dāng)室內(nèi)一氧化碳濃度達(dá)到100ppm 時(shí)系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，紅燈閃爍。設(shè)計(jì)思路：采用單個(gè)傳感器檢測(cè)氣體濃度，將檢測(cè)結(jié)果通過高精度運(yùn)算放大 器放大后送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后的 信息將通過單片機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)報(bào)警。第三節(jié)初始方案與確定（1）初始設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)思路展開研究：根據(jù)該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的基本功能，設(shè)計(jì)大概應(yīng)該分為信號(hào)接收，信號(hào)處理，信 號(hào)控制和信號(hào)響應(yīng)四個(gè)部分。A. 信號(hào)采集接收部分即通過檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w濃度，并將這種變化量轉(zhuǎn)換成 電壓或者電流等模擬量的變化B. 信號(hào)處理部分是將接收部分得到的

6、電壓或電流等變化進(jìn)行必要放大，為后一部分信號(hào)控制提供準(zhǔn)備。C. 信號(hào)控制部分是通過預(yù)定控制方式等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)要求的準(zhǔn)確操作。D. 信號(hào)響應(yīng)是通過事故處理部分和顯示部分實(shí)現(xiàn)控制部分的要求。（2）對(duì)上述四個(gè)部分進(jìn)行分析，得到如下一些基本的結(jié)論：A. 信號(hào)接收部分為了能準(zhǔn)且采集到氣體濃度的變化應(yīng)選用傳感器敏感器件，為使其有效部分的檢測(cè)房間中氣體濃度，必須選用高溫一氧化碳傳感器。B. 信號(hào)處理部分應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選用電荷放大，或比較器等裝置，這部分 電路將包含在傳感器接口電路中。C. 控制部分為了實(shí)現(xiàn)精確控制，采用單片機(jī)較為合適。D. 信號(hào)響應(yīng)及報(bào)警部分，用蜂鳴器和 LED燈即可。根據(jù)對(duì)上面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分

7、析，我們得到該設(shè)計(jì)思想框圖如下圖2.1所示：圖2.1 設(shè)計(jì)思想框圖(2) 方案確定經(jīng)過分析采用初始方案設(shè)計(jì)，即用單個(gè)傳感器檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w濃度，將 檢測(cè)到的濃度結(jié)果通過運(yùn)算放大器放大后送入模 /數(shù)芯片ADC080腫進(jìn)行模一數(shù) 轉(zhuǎn)換，傳入單片機(jī)中，由AT89C51單片機(jī)處理數(shù)據(jù)，并利用單片機(jī)控制報(bào)警器進(jìn) 行聲音報(bào)警。分析：此設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單，也十分實(shí)用。雖然對(duì)氣體濃度的采集不是很精確， 但報(bào)警方面已經(jīng)十分符合設(shè)計(jì)目的。第四節(jié)系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)屬于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)在系統(tǒng)檢測(cè)以及工程控制方面的應(yīng)用， 是典型的嵌入式系統(tǒng)。通常將滿足海量高速數(shù)據(jù)計(jì)算的計(jì)算機(jī)稱為通用計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)；而把面向工控領(lǐng)域?qū)ο?，嵌?/p>

8、到工控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)稱之 為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)分為四種：工控機(jī)，通用 CPU莫塊，嵌入式微處理，單片機(jī)。嵌入式系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1) 面對(duì)控制對(duì)象。如傳感器信號(hào)輸入、人機(jī)交互操作、伺服驅(qū)動(dòng)等。(2) 嵌入到工控應(yīng)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。(3) 能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中可靠運(yùn)行的品質(zhì)。(4) 突出控制功能。如對(duì)外部信息的捕捉、對(duì)控制對(duì)象實(shí)時(shí)控制和有突出控 制功能的指令系統(tǒng)(I/O控制、位操作和轉(zhuǎn)移指令等)。單片機(jī)有唯一的專門為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，最能滿足嵌入式應(yīng)用要求。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，能滿足面對(duì)控制對(duì)象、

9、應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場(chǎng)的可靠 運(yùn)行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。第五節(jié)一氧化碳報(bào)警器系統(tǒng)的三大部分單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次。（1）單片機(jī)：通常指應(yīng)用系統(tǒng)主處理機(jī)，即所選擇的單片機(jī)器件。（2）單片機(jī)系統(tǒng)：指按照單片機(jī)的技術(shù)要求和嵌入對(duì)象的資源要求而構(gòu)成 的基本系統(tǒng)，如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和擴(kuò)展存儲(chǔ)器等與單片機(jī)構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)。（3）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：能滿足嵌入對(duì)象要求的全部電路系統(tǒng)。在單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮慕涌陔娐罚缜跋蛲ǖ?、后向通道、人機(jī)交互通道（鍵 盤、顯示器、打印機(jī)等）和串行通行口（RS232以及應(yīng)用程序等。（單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系如

10、圖 2.2 :圖2.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系以此理解，一氧化碳報(bào)警器同樣具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)層次。其中以AT89C51單片機(jī)為核心構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。 為了更好的理清設(shè)計(jì)思路，將整個(gè)系統(tǒng)細(xì)分為三部分加以設(shè)計(jì)說明。整個(gè)報(bào)警器 由三個(gè)部分組成，分為三大模塊：濃度檢測(cè)模塊、主控模塊和報(bào)警模塊。在本次 設(shè)計(jì)中，使用的核心器件是單片機(jī)和一氧化碳傳感器。為了保重整個(gè)系統(tǒng)可靠的運(yùn)行，設(shè)計(jì)中必須明確三大 部分的實(shí)際聯(lián)系：以單片機(jī)為中心，其他各大模塊一一展開。其中，濃度檢測(cè)及 顯示模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是將房間中的一氧化碳濃度值轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠處理 的數(shù)字信號(hào)，并且

11、濃度值顯示出來：主控模塊以單片機(jī)為主，對(duì)其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報(bào)警模塊是此系統(tǒng) 的外部電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)報(bào)警。系統(tǒng)框圖如圖 2.3所示。圖2.3一氧化碳報(bào)警器系統(tǒng)組成框圖下面就對(duì)各個(gè)模塊的功能和實(shí)現(xiàn)形式做簡(jiǎn)單介紹（1）氣體濃度檢測(cè)模塊一氧化碳報(bào)警器主要采用高穩(wěn)定一氧化碳?xì)怏w傳感器 MQ-7檢測(cè)房間氣體濃 度，檢測(cè)結(jié)果通過高精度運(yùn)算放大器放大后送入模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC080腫進(jìn)行 轉(zhuǎn)換（2）主控模塊系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，用的是AT89C51單片機(jī),AT89C5仲片機(jī)是美國(guó)In tel 公司推出的一種4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器，低電壓、高性能CMOS位微處理器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以

12、反復(fù)擦除1000次，數(shù)據(jù)可保留10年。它的主要功能既是和ADC0809芯片一起共同接受檢測(cè)信號(hào)，又可以通過對(duì)數(shù) 字型號(hào)的處理來控制外圍電路以及顯示電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用 ADC0809接收 經(jīng)過運(yùn)算放大器處理后的一氧化碳傳感器的檢測(cè)值，檢測(cè)結(jié)果通過ADC0809處理 后才傳給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后的信息將通過單片機(jī)控制，以驅(qū)動(dòng)報(bào)警。（3）報(bào)警模塊此模塊主要有蜂鳴器、LED燈組成，在氣體濃度過大，超過安全值時(shí)，蜂鳴 器工作，提供報(bào)警服務(wù)。至此，本系統(tǒng)的三大模塊功能和設(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。第二章硬件電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介介紹及主控電

13、路設(shè)計(jì)在實(shí)際的應(yīng)用中，基本知識(shí)的掌握程度至關(guān)重要，他影響到應(yīng)用的好壞。硬 件知識(shí)用來設(shè)計(jì)硬件電路，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(duì)數(shù)據(jù)做怎樣的處理，還有其他的一些驅(qū)動(dòng)和顯示功能等等。本設(shè) 計(jì)用到的硬件知識(shí)主要有：電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)。在電子技術(shù)方面分為模擬電 子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，模擬電子技術(shù)主要用來放大傳感器檢測(cè)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)反光 二極管以及顯示穿管器檢測(cè)氣體濃度；數(shù)字電子技術(shù)用來把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， 把從剛起檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)綜合控制。主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過分析A/D轉(zhuǎn)換的得到的數(shù)字值，控制事故處理模塊運(yùn)行。設(shè)計(jì)采用的是AT89

14、C51型單片機(jī)，AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖3.1所示ATH9C52AT89C5!0113PL.)PI.2Fl. JPJ.4PL5PI 6;pi.ijrst| (RAmpj.oj (TXDiPl |:iTviD) ?3. 2|；(TjiTl)P3.3

15、| I 仃 O)PL4|_ CT3JP3.5QT iWP3h 迴 麗門，7 nrXTM畫?0. 0/ (AOdPO. l/(ADbPU. 2 / IAP2)ATBOCStPD.4；(AI?4)P0. 5/(AD5F0.7/ Ul?Ea；vpp_ all/FrocM.77 i：.U5)P2.c/ pa.i/av)P2+Q/MIPAT89S51AT89CS1AP99C51 的引 ItPM 列三種車片機(jī)前外形同圖3.1單片機(jī)外形及引腳排列圖(1) 主要特性：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128X8

16、位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路(2) 管腳說明：VCC供電電壓。GND接地。P0 口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電 流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被

17、內(nèi)部上拉為高，可用作輸 入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“ T時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。 在給出地址“ T時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)

18、容。P2 口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口： P3 口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出 4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作 為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0 RXD （串行輸入口）P3.1 TXD （串行輸出口）P3.2 /INTO （外部中斷 0）P3.3 /INT1 （外部中斷 1）P3.4 T0 （記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1 （記時(shí)器1外部輸入）P3.6

19、/WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持咼電平時(shí)間。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存 地址的地位字節(jié)。 在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用 作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí) 行MOVX

20、 MOVC旨令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處 理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間， 每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSE N信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器 (0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPF)。XTAL1 :反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸

21、入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。(3) 振蕩器特性：XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為 片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器， 因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無 任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。(4) 芯片擦除：整個(gè)PEROM車列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合， 并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被 寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以

22、在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯， 支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU亭止工作。但 RAM定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。(5) 串口通訊:單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用 到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON TCON TMOD SCON?，各代表什么含 義呢？SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器SBUF而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器。”實(shí)際上 SBUF包含了兩個(gè)獨(dú)

23、立的寄存器，一個(gè)是 發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址一99耳CPU 在讀SBUF時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是 雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒 有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙 緩沖，一般情況下我們?cè)趯懓l(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個(gè) 變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，如sfr SBUF = 0x99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h或at89x51.h等頭文件中已對(duì)

24、其做了定義，只要 用#i nclude 引用就可以了。SCON串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都 會(huì)引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。它的尋址 地址是98H,是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。51芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的 設(shè)置就是使用SCON寄存器。它的各個(gè)位的具體定義如下：SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISM0 SM1為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對(duì)應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè) 置。串行口工作模式設(shè)置。SM0 SM1模式 功能 波特率0 0 0 同步移

25、位寄存器fosc/120 1 1 8位UART可變1 0 2 9 位 UART fosc/32 或 fosc/641 1 3 9位UART可變?cè)谶@里只說明最常用的模式1,其它的模式也就一一略過，有興趣的朋友可 以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。 UART為(Un iversal Asy nchro nous Receiver)的英文縮寫。SM2在模式2、模式3中為多處理機(jī)通信使能位。在模式0中要求該位為0。 REM為允許接收位，REM置1時(shí)串口允許接收，置0時(shí)禁止接收。REM是由軟件置位或清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 P3.0,P3.1都和上位機(jī)

26、相連， 在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī) 來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入REM=0來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1再次打開串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際 源碼加入REM=0來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8,在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇 偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8接收數(shù)據(jù)位8,在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇 偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式0中，RB8為保留位沒有被使用。在模式1中， 當(dāng)SM2=0 RB8是已接收數(shù)

27、據(jù)的停止位。TI發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0,發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。其它 模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI置位后，申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一 幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時(shí)TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。RI接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0,接收第8位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。其它模 式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請(qǐng)中斷，要求 CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì)RI置位。 同樣RI

28、也必須要靠軟件清除。常用的串口模式 1是傳輸10個(gè)位的，1位起始 位為0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先，1位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率 是取決于定時(shí)器1或定時(shí)器2的定時(shí)值（溢出速率）o AT89C51和AT89C2051等 51系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 0和定時(shí)器1,而定時(shí)器2是89C52系列 芯片才有的。波特率在使用串口做通訊時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī) 的波特率一樣時(shí)才可以進(jìn)行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟?特位數(shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送 9600個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送96

29、00個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要8個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式1來傳輸那么加上起始位和 停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個(gè)二進(jìn)位，9600波特率用模式1傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600- 10= 960字節(jié)。51芯 片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12 ,以一個(gè)12M的晶振來計(jì)算，那么 它的波特率可以達(dá)到1M模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具體 用那一種就取決于PCON寄存器中的SMO位，女口 SMOD為0，波特率為focs/64,SMOD為1,波特率 為focs/32。模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時(shí)器 1或2(52芯 片)的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算

30、這兩個(gè)模式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。波特率=(2SMO32)X定時(shí)器1溢出速率上式中如設(shè)置了 PCON寄存器中的SMOD位為1時(shí)就可以把波特率提升2倍。 通常會(huì)使用定時(shí)器1工作在定時(shí)器工作模式2下，這時(shí)定時(shí)值中的TL1做為計(jì) 數(shù)，TH1做為自動(dòng)重裝值，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后，TH1的值會(huì)自動(dòng) 裝載到TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這 個(gè)定時(shí)模式2下定時(shí)器1溢出速率的計(jì)算公式如下：溢出速率=(計(jì)數(shù)速率)/(256 TH1)上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器

31、TH的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于 十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知 51芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12， 一個(gè)12M的晶振用在51芯片上，那么51的計(jì)數(shù)速率就為1M通常用11.0592M 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率，那么為何呢？計(jì)算一下就知道了。如我們要得到9600的波特率，晶振為11.0592M和12M定時(shí)器1為模式2，SMOD設(shè)為1,分別看看那所要求的TH1為何值。 代入公式：11.0592M9600= (2 - 32) X (11.0592M/12)/(256 -TH1)TH1= 25012M9600= (2 - 32) X (12M/12)/(256 -TH1) TH仁

32、249.49上面的計(jì)算可以看出使用12M晶體的時(shí)候計(jì)算出來的TH1不為整數(shù)，而TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M的晶體振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影 響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。第二節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路設(shè)計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用ADC080芯片。ADC0809是M美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOST藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前

33、國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片(1 )主要特性：(1) 8路輸入通道，8位A/ D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8位。(2 )具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。(3) 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100卩s(時(shí)鐘為 640kHz時(shí))，130卩s (時(shí)鐘為 500kHz 時(shí))(4) 單個(gè)+ 5V電源供電(5) 模擬輸入電壓范圍 0+ 5V,不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。(6) 工作溫度范圍為-40+ 85攝氏度(7) 低功耗，約15mW(2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：ADC0809是 CMOSI片型逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13.22 所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 。(3) 外部特性(

34、引腳功能)：ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖13. 23所示。下面說明各引腳功能。IN0IN7 : 8路模擬量輸入端。2-12-8 : 8位數(shù)字量輸出端。ADDA ADDB ADDC 3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE:地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。START A / D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端， 輸入一個(gè)正脈沖(至少100ns寬) 使其啟動(dòng)(脈沖上升沿使 0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換)。EOC A /D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè) 高電平(轉(zhuǎn)換期間一直為低電平)。OE數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束

35、時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KH乙REF( +)、REF(-):基準(zhǔn)電壓。VCC電源，單一+ 5V。GND 地。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如圖3.2所示AMUA一 VJDBI )1 X： ME一51M A.K 11眼嘆、一-L 223-N一 ISINb1IN-4-m2 21A1 1 )|iLMART23Al Ji KKDC 丁ALE-UjB,門-H AIHBOSE-n氣(JK-a-110【一l DK.11IMf .-E27訂GND-13出)i-i if 6圖3.2ADC0809內(nèi)部圖及引腳圖(4) ADC0809的工作過程：首先

36、輸入3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng) 譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。 START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 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。直到 A/ D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指?A/ D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖 存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。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。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。 數(shù)據(jù)傳 送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。(1) 定時(shí)傳送方式對(duì)于一種 A/

37、D轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固 定的。例如 ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128卩s,相當(dāng)于 6MHz的MCS-51單片機(jī)共 64個(gè)機(jī)器周期。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。(2 )查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。(3 )中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)(EOC作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳送。

38、首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，0E信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單 片機(jī)接受（5） ADCU08O9與單片機(jī)連接方式如圖3.3 :U6圖3.3 ADC0809與單片機(jī)連接方式第三節(jié)傳感器部分電路設(shè)計(jì)（1）傳感器的定義人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件稱為傳感器， 傳感器實(shí)質(zhì)是一種功 能模塊，起作用是將來之外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)： 它是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控 制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。（2）傳感器的作用傳感器是又稱之為電五官，是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中， 要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過 程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使

39、產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。 沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、 推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的 發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍， 達(dá)到與其重要地位相稱 的新水平。(3) 傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、傳感元件和測(cè)量電路三部分組成有時(shí)還加上輔助 電源。通?？捎梅娇驁D表示，如下圖 3.4所示：敏感傳感測(cè)量元件元件電路L敏感元件圖3.5方框圖敏感元件一一直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的其他量的元件。傳感元件一一又稱變換器，傳感元件可以直接感受被測(cè)量而輸出與被測(cè)量成 確定關(guān)系的電量。也可以不直接感受

40、被測(cè)量，而只感受與被測(cè)量成確定關(guān)系的其 他非電量。測(cè)量電路一一能把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、 記錄、控制和處 理的有用電信號(hào)的電路。使用較多的是電橋電路，也是用其他特殊電路，如高阻 抗輸入電路、脈沖調(diào)寬電路、維持震蕩的激振電路等。由于傳感元件的輸出信號(hào) 一般比較小，為了便于與顯示和記錄，大多數(shù)測(cè)量電路還包括了放大器。(4) 傳感器的分類1. 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類a.物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致拉伸現(xiàn)象，離 化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)。b.化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因

41、果關(guān) 系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。有些傳感器既不能 劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。2. 按照其用途，傳感器可分類為：a.壓力敏和力敏傳感器，b.位置傳感器，c.液面?zhèn)鞲衅?，d.能耗傳感器，e.速度傳感器，f.加速度傳感器，g.射線輻射傳感器，h.熱敏傳感器， i.24GHz雷達(dá)傳感器。3. 按照其原理，傳感器可分類為：a.振動(dòng)傳感器，b.濕敏傳感器，c.磁敏傳感器，d.氣敏傳感器，e.真 空度傳感器f.生物傳感器等。4. 以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為：a.模擬傳感器，b.數(shù)字傳感器，c.膺數(shù)字傳感器，d.開關(guān)傳感器。5. 所應(yīng)

42、用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： 按照其所用材料的類別分：金屬、聚合物、陶瓷、混合物 按材料的物理性質(zhì)分：導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體、磁性材料 按材料的晶體結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)尉А⒍嗑?、非晶材?. 按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為：a.集成傳感器b.薄膜傳感器c.厚膜傳感器d.陶瓷傳感器每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。 由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投 入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。(4) 傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 根據(jù)以上對(duì)傳感器的相關(guān)知識(shí)的介紹，我們可以明確傳感器是測(cè)量、 控制系統(tǒng)的，必須具備良好的性能。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下要點(diǎn)： 輸入和輸出之間成比例，直線性

43、好、靈敏度高、分辨力強(qiáng)、測(cè)量范 圍寬。 滯后、漂移誤差小 動(dòng)態(tài)特性好 功耗小 時(shí)間老化特性優(yōu)良 與被測(cè)體匹配良好，既不因接入傳感器而使得被測(cè)對(duì)象受到影響， 受被測(cè)量之外的影響小。 體積小、重量輕、價(jià)格低廉。 故障率低，易于校準(zhǔn)和維護(hù)。由于傳感元件的輸出信號(hào)一邊比較小，為了便于能夠驅(qū)動(dòng)控制電路， 在傳感器電路中還應(yīng)該包括放大器。鑒于以上選擇要點(diǎn)，本文中用到的傳感器必須具備良好的測(cè)量效果、 功耗小、動(dòng)態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價(jià)格低廉等幾個(gè)主要特性。為 此我們選擇了 MQ-7系列傳感器。(5) 傳感器與ADC0809勺連接檢測(cè)數(shù)據(jù)從IN0 口輸入，轉(zhuǎn)換完畢送給單片機(jī)P1 口供單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

44、連接電路圖如圖3.6 :24D3SPEAKERLS2R24300R2 510 0Q4NPNQ5NPNQ6NPN圖3.6 傳感器與ADC0809!接電路圖第四節(jié)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)報(bào)警電路采用了蜂鳴器以及放光二極管。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)的P2.0,P2.1,P2.2 分別控制燈以及蜂鳴器，通過編程讓傳感器的數(shù)據(jù)和給定值進(jìn)行比較。如果大于則報(bào) 警，即蜂鳴器鳴叫，發(fā)光二極管閃爍。電路圖如圖3.7所示D4LEDR 1 71 0KR 1 91 0 KP2. 2圖3.7 報(bào)警器電路圖第三章軟件設(shè)計(jì)第一節(jié)單片機(jī)編程本次設(shè)計(jì)用匯編語言編寫程序。由于程序十分簡(jiǎn)單，所以用匯編語言能夠更 直觀更便于理解。下面介紹一下匯編語言

45、：匯編語言是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言。在匯編語言中，用助記符代替操作碼， 用地址符號(hào)或標(biāo)號(hào)代替地址碼。這樣用符號(hào)代替機(jī)器語言的二進(jìn)制碼， 就把機(jī)器 語言變成了匯編語言。于是匯編語言亦稱為符號(hào)語言。使用匯編語言編寫的程序， 機(jī)器不能直接識(shí)別，要由一種程序?qū)R編語言翻譯成機(jī)器語言， 這種起翻譯作用 的程序叫匯編程序，匯編程序是系統(tǒng)軟件中語言處理系統(tǒng)軟件。 匯編程序把匯編 語言翻譯成機(jī)器語言的過程稱為匯編。第二節(jié)匯編語言概況匯編語言是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語言，也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特 性并能直接控制硬件的語言。匯編語言，作為一門語言，對(duì)應(yīng)于高級(jí)語言的編譯器，需要一個(gè)“匯編器”來把匯編語言原文件匯編成

46、機(jī)器可執(zhí)行的代碼。高級(jí)的匯編器如MASM TASM等等為我們寫匯編程序提供了很多類似于高級(jí)語言的特 征，比如結(jié)構(gòu)化、抽象等。在這樣的環(huán)境中編寫的匯編程序，有很大一部分是面 向匯編器的偽指令，已經(jīng)類同于高級(jí)語言?，F(xiàn)在的匯編環(huán)境已經(jīng)如此高級(jí)，即使 全部用匯編語言來編寫windows的應(yīng)用程序也是可行的，但這不是匯編語言的長(zhǎng) 處。匯編語言的長(zhǎng)處在于編寫高效且需要對(duì)機(jī)器硬件精確控制的程序。(1) 匯編語言直接同計(jì)算機(jī)的底層軟件甚至硬件進(jìn)行交互，它具有如下 一些優(yōu)點(diǎn)：1. 能夠直接訪問與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或I/O端口；2. 能夠不受編譯器的限制，對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制；3. 能夠?qū)﹃P(guān)鍵代碼進(jìn)行更

47、準(zhǔn)確的控制，避免因線程共同訪問或者硬件 設(shè)備共享引起的死鎖；4. 能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度；5. 能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。（2）匯編語言是一種層次非常低的語言，它僅僅高于直接手工編寫二 進(jìn)制的機(jī)器指令碼，因此不可避免地存在一些缺點(diǎn)：1. 編寫的代碼非常難懂，不好維護(hù)；2. 很容易產(chǎn)生bug，難于調(diào)試；3. 只能針對(duì)特定的體系結(jié)構(gòu)和處理器進(jìn)行優(yōu)化；4. 開發(fā)效率很低，時(shí)間長(zhǎng)且單調(diào)。（3 ）匯編語言的特點(diǎn)：1. 面向機(jī)器的低級(jí)語言，通常是為特定的計(jì)算機(jī)或系列計(jì)算機(jī)專門設(shè) 計(jì)的。2. 保持了機(jī)器語言的優(yōu)點(diǎn)，具有直接和簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。3. 可有效地訪問、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件

48、設(shè)備，如磁盤、存儲(chǔ)器、CPUI/O端口等。4. 目標(biāo)代碼簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計(jì)語言。5. 經(jīng)常與高級(jí)語言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。對(duì)于不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)，有著不同的結(jié)構(gòu)的匯編語言。匯編語言由于采用了助記符號(hào)來編寫程序，比用機(jī)器語言的二進(jìn)制代 碼編程要方便些，在一定程度上簡(jiǎn)化了編程過程。匯編語言的特點(diǎn)是用符 號(hào)代替了機(jī)器指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對(duì)應(yīng)，基本保留了機(jī) 器語言的靈活性。使用匯編語言能面 向機(jī)器并較好地發(fā)揮機(jī)器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。匯編語言是面向具體機(jī)型的，它離不開具體計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，因此，對(duì)于不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)，有著不同的結(jié)構(gòu)的匯編語言，而且，對(duì)于同一問 題所編制的匯編語言程序在不同種類的計(jì)算機(jī)間是互不相通的。匯編語言中由于使用了助記符號(hào)，用匯編語言編制的程序輸入計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)不能象用機(jī)器語言編寫的程序一樣直接識(shí)別和執(zhí)行，必須通過預(yù)先 放入計(jì)算機(jī)的匯編程序中進(jìn)行加工和翻譯，才能變成能夠被計(jì)算機(jī)直接CPU處識(shí)別和處理的二進(jìn)制代碼程序。用匯編語言等非機(jī)器語言書寫好的符號(hào)