毕业设计论文--基于单片机的甲醛检测仪论文

毕业设计论文--基于单片机的甲醛检测仪论文内容摘要：

②软件削抖的基本原理是当检测出键盘闭合时先执行一个延时子程序产生数毫秒的延时待接通时的前沿抖动消失后再判别是否有健按下当按键释放时也要经过数毫秒延时待后沿抖动消失后再判别键是否释放 ③由于应用硬件削抖还需要外加器件成本相对较高所以本系统选择软件延时削抖的方法 326 外围扩充存储器 基于 AT89C52单片机具有 8KB的程序存储器 ROM256B的数据存储器 RAM由于考虑到本系统的数据处理与存储所需的容量现在需要扩充存储器的容量在应用中要保存一些参数和状态据 了解基于 EEPROM 的存储芯片是一种很好的选择我们选定了 AT24C128 存储器电路图见图 38 图 38 外围扩充存储电路图 327 时钟芯片选择与简介 因为此系统需要记录测量发生的时间所以需要时钟芯片来记录不同人在不同时间的监测数据因此我们在系统中加入了时钟芯片对时钟芯片的要求首先是低功耗其次是编程简单缩短程序开发时间实际上也就缩短了系统用于实际生产所用的开发周期以及成本在本系统我们选择了 DS1302 时钟芯片 ⑴我们时钟电路选择的芯片是 DS1302 其内含一个实时时钟日历 和 31 字节静态 RAM可以通过串行接口与单片机通信而通信时仅需要 3个口线 1RES复位 2IO数据线 3SCLK 串行时钟时钟 RAM 的读写数据以一字节或多达 31 字节的字符组方式通信其工作时功耗很低广泛应用于电话传真便携式仪器等产品领域 ⑵ DS1302 主要性能有时实时钟能计算 2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年的调整能力读写时钟或 RAM 数据时有单字节和多字节传送两种方式与 DS1202TTL 兼容 ⑶ DS1302 引脚概述 X1X2 振荡源外接 32768KHZ 晶振 SCLK 串行时钟输入端 ⑷ 日历时钟寄存器与控制 字对照表日历时钟寄存器命令字取值范围以及各位内容对照表见表 34 表 34 时钟控制字对照表 寄存器名 命令字 取值 范围 各位内容 写操作 读操作 7 6 5 4 3～ 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00～ 59 0 10MIN MIN 时寄存器 84H 85H 01～ 12 00～ 23 1224 0 10AP HR HR 日寄存器 86H 87H 01～ 28293031 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 01～ 99 10YEAR YEAR 写保护寄存器 8EH 8FH WP 0 0 0 0 慢充电寄存器 90H 91H TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS 时 钟 突 发 寄 存 器 BEH BFH ⑸ DS1302 数据输入输出时序 数据输入是在输入写命令字的 8个 SCLK周期之后在接下来的 8个 SCLK周期中的每个脉冲的上升沿输入数据数据从 0 位开始如果有额外的 SCLK 周期它们将被忽略 数据输出是在输出命令字的 8个 SCLK周期之后在接下来的 8个 SCLK周期中的每个脉冲的下降沿输出数据数据从 0 位开始需要注意的是第一个数据位在命令字节的最后一位之后的第一个下降沿被输出只要 RST 保持高电平如果有额外的 SCLK 周期将重新发送数据字节即多字节传送其电路图见图 39 图 39 时钟电路图 328 上拉电阻 在主电路图中接在 P0 口处有一个排阻 RP1 由于 P0 口没有内接上拉电 阻为了为 P0口外接线路有确定的高电平所以要接上排阻 RP1以确保有 P0口有稳定的电平电路连接图见图 310 图 311 上拉电阻电路图 329 液晶显示器简介 对于本系统要有显示装置完成显示功能显示器最好能够显示数据图形考虑到同种 LCD 显示器的屏幕越大体积越大功耗越大的特点在同类产品中选用了AMPIRE128X64 液晶显示模块该型号显示器消耗电量比较低可以满足系统要求该类液晶显示模块采用动态的液晶驱动可用 5V 供电 1． AMPIRE128X64 液晶模块引脚说明 AMPIRE128X64 液晶共有 22 个引脚其引脚说明如表 35 所示 表 35 液晶引脚说明图 管脚名称 管 脚 定 义 CSA 片选 1 CSB 片选 2 VSS 数字地 VDD 逻辑电源 5V V0 对比度调节 RS 指令数据通道 RW 读写选择 E 使能选择 DB0DB7 数据线 CS1 片选 1 CS2 片选 2 RES 复位信号 VEE 液晶驱动电源 LED LED 背光正电源 LED LED 接地端 表 35 AMPIRE128X64 液晶显示模块与计算机的接口电路有两种方式它与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式 直接访问方式是把液晶模块作为存储器或 IO 设备直接接在单片机的总线上单片机以访问存储器或 IO 设备的方式操作液晶显示模块的工作间接控制方式则不使用单片机的数据系统而是利用它的 I／ 0 口来实现与显示模块的联系即将液晶显示模块的数据线与单片机的 Pl 口连接作为数据总线另外三根时序控制信号线通常利用单片机的 P3口中未被使用的 I／ O口来控制这种访问方式不占用存储器 空间它的接口电路与时序无关其时序完全靠软件编程实现本系统采用间接控制方式 液晶显示工作原理介绍 以下为液晶显示电路接线原理图见图 312 图 312 液晶电路图 2 在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个有点 显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度恒定发光而不像阴极射线管显示器 CRT 那样需要不断刷新新亮点因此液晶显示器画质高且不会闪烁 数字式接口液晶显示器都是数字式的和单片机系统的接口更加简单可靠操作更加方便 体积小重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻的多 功耗低相对而言液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上因而耗电量比其他显示器要少的多 3 LCD 按其显示方式通常可以分为断式点字符式点阵式等还有黑白多灰度彩色显示等液晶显示原理是利用液晶的物理特性通过电压对其显示区域进行控制有电就显示黑色这样就可以显示出图形针对于本系统要显示汉字字母数字等以及其在一个界面同时要显示的字数本系统要以图形的形式显示各运行结果我们最终选择 AMPIRE128x64 型号的 LCD ⑵ 字符显示字符显示比较复杂一个字符由 16x8 点阵组成即要找到和显示屏是某几个位置对应的 RAM 区的字节再使不同的位置为 1 其他的为 0 为 1 的点亮为 0 的不亮这样就显示出一个字符 4 汉字显示汉字显示和字符显示的原理差不多就是一个汉字一般采用图形方式事先从微机中用字模软件提取要显示的汉字的点阵码每个汉字占 32B 为为两部分各 16B根据在 LCD上开始显示的行列号及每行的列数就可以找出显示 RAM的对应地址送上汉字要显示的第一字节以此类推最后送完 32B 这样汉字就显示出来了 系统的液晶显示字体和字母的显示 就是按照上述的原理显示的点阵码是用字模软件在相同的设置区域找出的然后把提取的点阵码放入编写的 LCD 软件程序里 5 阵码获取过程简介首先打开 软件然后 因为汉 字占 32B 所以设置其为 高度和宽度16x16 取模方式选择 在文字输入区输入汉字在点阵区生成点阵码例如在文字输入区输入欢字其点阵码生成如下 3210 报警电路 在单片机应用系统中一般的工作状态可以通过指示灯或数码显示来指示供操作人员参 考了解系统的工作状况但对于某些紧急状态比如系统检测到的错误状态等为了使操作人员不至于忽视及时采取措施往往还需要有某种更能引人注意提起警觉的报警信号这种报警信号通常有三种类型一是闪光报警因为闪动的指示灯更能提醒人们注意二是鸣音报警发出特定的音响作用于人的听觉器官易于引起和加强警觉三是语音报警不仅能起到报警作用还能直接给出警报种类的信息其中前两种报警装置因硬件结构简单软件编程方便常常在单片机应用系统中使用而语音报警虽然警报信息较直接但硬件成本高结构较复杂软件量也增加单频音报警 实现单频音报警的接口电路比较 简单其发音元件通常可采用压电蜂鸣器当在蜂鸣器两引脚上加 3～ 15V直流工作电压就能产生 3kHZ左右的蜂鸣振荡音响压电式蜂鸣器结构简单耗电少更适于在单片机系统中应用压电式蜂鸣器约需 10mA的驱动电流可在某端口接上一只三极管和电阻组成的驱动电路来驱动如图所示在图 2中 P10接三极管基极输入端当 P10输出高电平 1时三极管导通蜂鸣器的通电而发音当 P10 输出低电平 0 时三极管截止蜂鸣器停止发音 图 313 单频音报警电路图 基于本系统的需求和功耗要求只需要基本的报警功能即可我选择采 用的是三极管驱动的单音频报警电路 以下为报警电路接线图见图 314 图 314 报警电路图 3211 硬件仿真环境介绍 Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件它运行于 Windows 操作系统上可以仿真分析 SPICE 各种模拟器件和集成电路该软件的特点是 ①实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合具有模拟电路仿真数字电路仿真单片机及其外围电路组成的系统的仿真 RS232动态仿真 I2C调试器 SPI调试器键盘和 LCD 系统仿真的功能有各 种虚拟仪器如示波器逻辑分析仪信号发生器等 ②支持主流单片机系统的仿真目前支持的单片机类型有 68000 系列 8051 系列 AVR 系列 PIC12 系列 PIC16 系列 PIC18 系列 Z80 系列 HC11 系列以及各种外围芯片 ③提供软件调试功能在硬件仿真系统中具有全速单步设置断点等调试功能同时可以观察各个变量寄存器等的当前状态因此在该软件仿真系统中也必须具有这些功能同时支持第三方的软件编译和调试环境如 Keil C51 uVision2 等软件 ④具有强大的原理图绘制功能总之该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件功 能极其强大本章介绍 Proteus ISIS 软件的工作环境和一些基本操作 图 315 ISIS 6 Professional 图标 进入 Proteus ISIS 双击桌面上的 ISIS 6 Professional 图标见图 315 或者单击屏幕左下方的开始→程序→ Proteus 6 Professional → ISIS 6 Professional 出现如图 315 所示屏幕表明进入 Proteus ISIS。