基于單片機(jī)的酒精檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)

1、酒精濃度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)酒精濃度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)一、前言一、前言對(duì)氣體中酒精含量進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備有五種基本類型，即：燃料電池型(電化學(xué))、半導(dǎo)體型、氣體色譜分析型、紅外線型、比色型。但由于價(jià)格和使用方便的原因，常用的只有燃料電池型和半導(dǎo)體型兩種。 燃料電池作為一種發(fā)電裝置，它的原理是將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)前各國(guó)家都在廣泛研究環(huán)保型能源，因?yàn)樗苯涌梢园芽扇細(xì)怏w轉(zhuǎn)變成電能，并且不產(chǎn)生污染，酒精傳感器只是燃料電池的一方面應(yīng)用。與半導(dǎo)體型的相比，燃料電池型呼氣酒精檢測(cè)儀有很多優(yōu)勢(shì)，即穩(wěn)定性好，精度高，抗干擾性好。但是燃料電池酒精傳感器的結(jié)構(gòu)要求非常精密，制造難度相當(dāng)大，并且材料成本高

2、，價(jià)格昂貴。如今的酒精濃度檢測(cè)儀都是采用可替代吹管，酒精儀從傳統(tǒng)的機(jī)械檢測(cè)或酒精計(jì)到現(xiàn)在的利用傳感器和單片機(jī)核心技術(shù)的酒精濃度檢測(cè)儀是在技術(shù)上是一大突破，提高了檢測(cè)酒精的精確度，社會(huì)公共安全系數(shù)也大大的提高。 但是現(xiàn)在大部分一般的酒精濃度檢測(cè)儀價(jià)格低的靈敏度低，準(zhǔn)確度高的售價(jià)也比較昂貴，并且大多只是對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)警、低報(bào)、高報(bào)三限報(bào)警點(diǎn)設(shè)置。為了得到準(zhǔn)確的濃度數(shù)值，在 LED 顯示酒精濃度數(shù)值上應(yīng)實(shí)現(xiàn)普及。同時(shí)很多其他氣體會(huì)可能會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響，從而影響準(zhǔn)確度，所以在傳感器的腐蝕性以及排除其他干擾的能力上也待提升?，F(xiàn)在大多都是對(duì)氣體濃度或液體濃度的單一檢測(cè)，最好是能解決一個(gè)檢測(cè)儀能同時(shí)對(duì)酒

3、精的氣體和液體兩種狀態(tài)下的檢測(cè)。本課題分為兩部分：硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分。硬件部分為利用 MQ3 氣敏傳感器測(cè)量空氣中酒精濃度，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳給單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)及其相應(yīng)外圍電路進(jìn)行信號(hào)的處理，顯示酒精濃度值以及超閾值聲光報(bào)警。程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)子程序的功能相對(duì)獨(dú)立，便于調(diào)試和修改。而硬件電路又大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、聲光報(bào)警電路、LED顯示電路，按鍵電路，各部分電路的設(shè)計(jì)及原理將會(huì)在硬件電路設(shè)計(jì)部分詳細(xì)介紹。二、酒精測(cè)試儀總體方案設(shè)計(jì)二、酒精測(cè)試儀總體方案設(shè)計(jì)2.1 酒精濃度檢測(cè)儀酒精濃度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求

4、分析設(shè)計(jì)的酒精濃度測(cè)試儀應(yīng)具有如下特點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，外圍電路帶有LED顯示以及鍵盤響應(yīng)電路，無需要其他計(jì)算機(jī)，用戶就可以與之進(jìn)行交互工作，完成數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算、分析等過程。（2）系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價(jià)比等特點(diǎn)。（3）從便攜式的角度出發(fā)，系統(tǒng)成功使用了數(shù)碼管顯示器以及小鍵盤。由單片機(jī)系統(tǒng)控制鍵盤和LED顯示來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，界面友好。（4）軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂。2.22.2 酒精濃度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)方案酒精濃度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)時(shí)，考慮酒精濃度是由傳感器把非電量轉(zhuǎn)換為電量，傳感器輸出的是0-5伏的電壓值且電壓值穩(wěn)定，外部干擾小等。因此，可以直接把傳感器輸出電壓值經(jīng)

5、過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理。此外，還需接人LED顯示，4*4鍵盤，報(bào)警電路等。其總體框圖如圖2-1所示。被測(cè)環(huán)境氣敏傳感器A/D 轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)聲光報(bào)警電路LED 顯示鍵盤圖圖2-12-1 基本工作原理圖基本工作原理圖三、硬件設(shè)計(jì)三、硬件設(shè)計(jì)3.1 傳感器的選擇傳感器的選擇本系統(tǒng)直接測(cè)量的是呼氣中的酒精濃度，再轉(zhuǎn)換為血液中的酒精含量濃度，故采用氣敏傳感器?？紤]到周圍空氣中的氣體成分可能影響傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以傳感器只能對(duì)酒精氣體敏感，對(duì)其他氣體不敏感，故選用 MQ3 型氣敏傳感器。其有很高的靈敏度、良好的選擇性、長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。MQ3 型氣敏傳感器由微型Al

6、2O3，陶瓷管和 SnO2 敏感層、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成。其一為加熱回路，其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻值的變化。傳感器的表面電阻 RS 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的有效電壓信號(hào) VRL 輸出面獲得的。負(fù)載電阻 RL 可調(diào)為 05-200K。加熱電壓 Uh 為 5v。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為 0-5V。MQ3 型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)和外形、標(biāo)準(zhǔn)回路、傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度的關(guān)系圖如圖 3-3 所示。為了使測(cè)量的精度達(dá)到最高，誤差最小，

7、需要找到合適的溫度，一般在測(cè)量前需將傳感器預(yù)熱 5 分鐘。圖圖3-13-1 MQ3MQ3 結(jié)構(gòu)和外形結(jié)構(gòu)和外形圖圖3-23-2 MQ3MQ3 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖圖圖3-3 傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度之間的關(guān)系傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度之間的關(guān)系3.23.2 A/DA/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，被測(cè)量對(duì)象的有關(guān)變化量，如溫度、壓力、流量、速度等非電物理量，須經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬電信號(hào)（電壓或電流），這些模擬電信號(hào)必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能在單片機(jī)中用軟件進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為 A/D 轉(zhuǎn)換器（ADC）。A/D 轉(zhuǎn)換器大致分有三類：一是雙積分 A/

8、D 轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是精度高，抗干擾性好，價(jià)格便宜，但速度慢；二是逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，精度、速度、價(jià)格適中；三是-A/D 轉(zhuǎn)換器。該設(shè)計(jì)中選用的是 ADC0809 屬第二類，是 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器。0809 具有 8 路模擬信號(hào)輸入端口，地址線（23-25 腳）可決定那一路模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。22 腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。6 腳為測(cè)試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2s 的高電平脈沖時(shí)，就開始 A/D 轉(zhuǎn)換。7 引腳為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，7 腳輸出高電平。9 腳為 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許端，當(dāng) OE 腳為高電平時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸

9、出。10 腳為 0809 的時(shí)鐘輸入端。3.2.1 ADC0809 的引腳及功能逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器在精度、速度、和價(jià)格上都適中，是最常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器件。芯片采用的是 ADC0809，以下介紹 ADC0809 的引腳及功能。芯片如圖 3-4 所示。 圖圖 3-43-4 ADC0809ADC0809 的引腳的引腳ADC0809 是一種逐次比較式 8 路模擬輸入、8 位數(shù)字量輸出的 A/D 轉(zhuǎn)換器。由圖可見，ADC0809 共有 28 個(gè)引腳，采用雙列直插式封裝。主要引腳功能如下： IN0-IN7 是 8 路模擬信號(hào)輸入端。 D0-D7 是 8 位數(shù)字量輸入端。 A、B、C 與 ALE

10、 控制 8 路模擬通道的切換，A、B、C 分別與 3 根地址線或數(shù)據(jù)線相連，3 位編碼對(duì)應(yīng) 8 個(gè)通道地址端口。需要注意的是：ADC0809 雖然有 8 路模擬通道可以同時(shí)輸入 8 路模擬信號(hào)，但每個(gè)瞬間只能換 1 路，共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，各路之間的切換由軟件改變C、A、B 引腳上的代碼來實(shí)現(xiàn)。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì) A、B、C 3 個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，圖 3-5 為通道選擇表。圖圖 3-53-5 通道選擇表通道選擇表 OE、START、CLK 為控制信號(hào)端，OE 為輸出允許端，

11、START 為啟動(dòng)信號(hào)輸入端，CLK 為時(shí)鐘信號(hào)輸入端。 VR(+)和 VR(-)為參考電壓輸入端。3.2.2 ADC0809 的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理ADC0809 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 3-6。ADC0809 采用逐次比較的方法完成 A/D 轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V 電源供電。片內(nèi)有鎖存功能的 8 路選 1 的模擬開關(guān)，由 C、B、A 引腳的功能來決定所選的通道。0809 完成一次轉(zhuǎn)換需 100s 左右，輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連接到 MCS-51 的數(shù)據(jù)總線上。通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?809 可對(duì) 0-5V 的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。START CLKOEVR(+) VR()VCCGNDEOCD

12、0.D7三態(tài)輸出鎖存器8 位A/D轉(zhuǎn)換器地址鎖存與密碼CBAALE8 路模擬量開 關(guān)IN7.IN0圖圖 3-63-6 ADC0809ADC0809 的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)框圖3.2.3 ADC0809 連線圖ADC0809 與單片機(jī)的連線圖如圖 3-7：圖圖 3-73-7 ADC0809ADC0809 的連線圖的連線圖3.33.3 89C5189C51 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)，輸入輸出電路(I/O 口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器

13、，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(LCD 或 LED 驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)雖小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。3.3.1 單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)51 單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖 3-8 所示。它把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。按功能劃分，它有如下功能部件組成： 微處理器（CPU） 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。 程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM） 。 4 個(gè) 8 位并行 I/O 口（P0 口、P1 口、P2 口、P3 口） 。

14、 一個(gè)串行口。 2 個(gè) 16 位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。 2 個(gè) 16 位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。 中斷系統(tǒng)。 特殊功能寄存器（SFR） 。PSEN88EOCXTAL1CPU（運(yùn)算器）（控制器）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAMP0P2程序存儲(chǔ)器ROM/EPROMP1串行口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷系 統(tǒng)特殊功能寄存器（SFR）P3ALEEAIN7.I0XTAL288RESET 圖圖 3-83-8 5151 單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)上述功能部件都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但 CPU 對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。從硬件角度來看，與 MCS-51 指令

15、完全兼容的新一代 AT89CXX 系列機(jī)，比在片外加EPROM 才能相當(dāng)?shù)?8031 單片機(jī)抗干擾性能強(qiáng)，與 87C51 單片機(jī)技能相當(dāng)，但功耗小。程序修改直接用+5V 或+12V 電源擦除，更顯方便、而且其工作電壓放寬至 2.7V-6V，因而受電壓波動(dòng)的影響更小，而且 4K 的程序存儲(chǔ)器完全能滿足單片機(jī)系統(tǒng)的軟件要求，故 AT89C51 單片機(jī)是構(gòu)造本檢測(cè)系統(tǒng)的更理想的選擇。3.3.2 89C51 芯片介紹掌握 MCS-51 單片機(jī)，應(yīng)首先了解 MCS-51 的引腳，熟悉并牢記各引腳的功能，MCS-51 系列中各種型號(hào)芯片的引腳是互相兼容的。制作工藝為 HMOS 的 MCS-51 的單片機(jī)都

16、采用 40 只引腳的雙列直插封裝方式，如圖 3-9 所示。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(TXD) P3.1(INT0) P3.2(INT1) P3.3T0 P3.4T1 P3.5(WR) P3.6(RD) P3.7XTAL1XTAL2GNDVccP0.0 (AD0)P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3 (A11)P2.2 (A10)P2.1 (

17、A9)P2.0 (A8)PDIP (RXD) P3.0ALE/PROG圖圖 3-93-9 AT89C51AT89C51 芯片管腳圖芯片管腳圖40 只引腳按其功能來分，可分為如下 3 類： 電源及時(shí)鐘引腳：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。Vcc 接+5V 電源，Vss 接地。時(shí)鐘引腳 XTAL1、XTAL2 外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了 1 個(gè)晶體振蕩器，它為單片機(jī)提供了時(shí)鐘控制信號(hào)。2 個(gè)時(shí)鐘引腳也可外接獨(dú)立的晶體振蕩器。XTAL1 接外部的一個(gè)引腳。該引腳內(nèi)部是一個(gè)反相放大器的輸入端。這個(gè)反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳接

18、地。XTAL2 接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時(shí)鐘振蕩器時(shí)，該引腳接受時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 控制引腳：、ALE、RESET（RST）。此類引腳提供控制信號(hào)，有的還PSENEA具有復(fù)用功能。 RST/VPD引腳：RESET（RST）是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。在單片機(jī)工作時(shí)，此引腳應(yīng)為0.5V 低電平。VPD為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入。當(dāng)主電源發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定值的低電平時(shí)，將+5V 電源自動(dòng)

19、接入 RST 端，為內(nèi)部 RAM 提供備用電源，以保證片內(nèi) RAM 的信息不丟失，從而使單片機(jī)在復(fù)位后能正常進(jìn)行。 ALE/ 引腳：ALE 引腳輸出為地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作PROG后 ALE 引腳不斷輸出正脈沖信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 輸出信號(hào)的負(fù)跳沿用于單片機(jī)發(fā)出的低 8 位地址經(jīng)外部鎖存器鎖存的鎖存控制信號(hào)。即使不訪問外部鎖存器，ALE 端仍有正脈沖信號(hào)輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率的 1/6。 為該引腳PROG的第二功能。在對(duì)片內(nèi) EPROM 型單片機(jī)編程寫入時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。 引腳：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。在單片機(jī)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此PSE

20、N引腳輸出脈沖負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接外部程序存儲(chǔ)器的OE（輸出允許端）。 /VPP引腳：功能為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器選擇控制端。當(dāng)引腳為高電平時(shí)，EAEAEA單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在 PC 值超過 0FFFH 時(shí)，即超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的 4KB地址范圍時(shí)將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)引腳為低時(shí)，單片機(jī)只訪EA問外部程序存儲(chǔ)器，不論是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 I/O 口引腳：P0、P1、P2、P3，為四個(gè) 8 位 I/O 口的外部引腳。P0 口、P1 口、P2 口、P3 口是 3 個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向的 I/O 口，各口線在片內(nèi)均有固定的上拉電阻。當(dāng)這 3個(gè)準(zhǔn)雙向 I/O

21、 口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫 1，另外準(zhǔn)雙向口 I/O 口無高阻的“浮空”狀態(tài)。由于單片機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、耗電少等突出特點(diǎn)，所以本系統(tǒng)采用 89C51 單片機(jī)，硬件設(shè)計(jì)電路圖如圖 1 所示。89C51 內(nèi)部有 4KB 的 EPROM，128 字節(jié)的 RAM，所以一般都要根據(jù)所需存儲(chǔ)容量的大小來擴(kuò)展 ROM 和 RAM。本電路接高電EA平，沒有擴(kuò)展片外 ROM 和 RAM。 3.3.3 晶振電路和復(fù)位電路電路圖如下：圖圖 3-103-10 晶振與復(fù)位電路晶振與復(fù)位電路3.43.4 LEDLED 顯示電路顯示電路LED 顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。本設(shè)計(jì)使用并行輸入硬件

22、譯碼靜態(tài)顯示電路，靜態(tài)顯示電路中，各位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段碼線上保持段碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。電路中采用了鎖存譯碼器 MC14495 將 P1 口低 4 位輸出的 BCD 碼譯成七段字型碼，利用 P1 口高四位做為各鎖存譯碼器的所存信號(hào)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定顯示。LED 使用的是共陰極 7 段數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示電路如下圖圖 3-113-11 數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管顯示電路3.53.5 鍵盤電路鍵盤電路鍵盤有兩種工作方式：編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤。處理方式有掃描法和線反轉(zhuǎn)法。本設(shè)計(jì)采用的是非編碼鍵盤，并利用掃描法處理按鍵，消抖由軟件實(shí)現(xiàn)。鍵盤掃描電路圖 3-12：圖圖 3-123-12 按鍵

23、電路按鍵電路3.63.6 報(bào)警電路報(bào)警電路報(bào)警電路圖 3-13：圖圖 3-133-13 報(bào)警電路報(bào)警電路四、四、軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)4.14.1 主程序框圖主程序框圖主程序流程圖如下圖 4-1 所示。圖圖 4-14-1 主程序框圖主程序框圖初始化LCD 顯示子程序數(shù)據(jù)處理子程序鍵盤掃描子程序序A/D 轉(zhuǎn)換子程序序大于閾值？聲光報(bào)警N開始Y4.24.2 數(shù)據(jù)采集子程序程序框圖數(shù)據(jù)采集子程序程序框圖A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖如下圖 3-2 所示。ADC0809 初始化后，把 0 通道輸入的 0-5V 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量 OOH-FFH，然后將對(duì)應(yīng)數(shù)值存儲(chǔ)到內(nèi)存單元。程序框圖如圖 4-2圖圖 4

24、-24-2 數(shù)據(jù)采集子程序框圖數(shù)據(jù)采集子程序框圖4.34.3 報(bào)警子程序程序框圖報(bào)警子程序程序框圖系統(tǒng)設(shè)定閾值并保存在以 50H 開始的 3 個(gè)單元，為了便于比較和顯示，閾值的千位放入 50H 中，百位和十位放入 5lH，個(gè)位放人 52H 中。報(bào)警電路分為蜂鳴器報(bào)警電路和 LED 發(fā)光報(bào)警電路組成。當(dāng)輸入端 P3.5 為低電平時(shí)，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。而當(dāng)輸入端為高電平時(shí)不報(bào)警。報(bào)警子程序執(zhí)行之前，將報(bào)警閾值轉(zhuǎn)換為壓縮的 BCD 碼并存放在兩個(gè)存儲(chǔ)單元中。傳感器輸入值 A/D 轉(zhuǎn)換后，調(diào)用比較程序，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后顯示的測(cè)量值與閾值比較，小于閾值則繼續(xù)執(zhí)行顯示程序。若大于閾值則將

25、單片機(jī)的 P3.5 口清零進(jìn)行聲光報(bào)警。40H、4lH、42H 單元存放 A/D 轉(zhuǎn)換后，并進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。40H 和 50H 分別存放的是處理后的測(cè)量值與閾值的千位的壓縮 BCD 碼，41H 和 51H 分別存放的是處理后的測(cè)量值與閾值的百位、十位壓縮的 BCD 碼，42H 和 52H 分別存放的是處理后的測(cè)量值與閾值的個(gè)位的壓縮 BCD 碼。程序首先對(duì) 40H、50H 中的值進(jìn)行比較大小，如果 40H 中的值大于 50H 中的值，則進(jìn)行報(bào)警。依此類推，比較 41H 和 51H，42H 和 52H。程序框圖開始啟動(dòng) ADC0809 通道，并延時(shí) 100s轉(zhuǎn)換完？讀出 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)果存入內(nèi)存單元返回