基于單片機(jī)的智能型金屬探測器的設(shè)計(jì)

摘要本文介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)控制的智能型金屬探測器重點(diǎn)研究了它的硬件組成、軟件設(shè)計(jì)、工作原理及主要功能。該金屬探測器以AT89S52單片機(jī)為核心，采用線性霍爾元件UGN3503作為傳感器，來感應(yīng)金屬渦流效應(yīng)引起的通電線圈磁場的變化，并將磁場變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，單片機(jī)測得電壓值，并與設(shè)定的電壓基準(zhǔn)值相比較后，決定是否探測到金屬。系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫。在軟件設(shè)計(jì)中，采用了數(shù)字濾波技術(shù)消除干擾，提高了探測器的抗干擾能力，確保了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：單片機(jī)金屬探測器線性霍爾元件電磁感應(yīng).ABSTRACTThispaperdescribesthecompositionofhardwareandsoftware,workingprinciplesandthefunctionsofanintelligentmetaldetectorwhichmainlyconsistsofAT89S52SingleChipMicyocoandlinearHall-EffectSensor.TheequipmentadoptsUGN3503Ulinearhall-effectsensorasprobetodetectthefieldchangeofthecentreofasearchcoilresultedfromeddycurrenteffectandturnthismagneticfieldchangeintovoltagechange.TheSCMmeasuresthepeakvalueofvoltageandcomparesitwithreferencevoltage.Thendeterminewhetherdetectmetalornot.Incaseofdetectionofametallicmass,theMetalDetectorprovidesanacousticalandopticalalarm.Thesystemssoftwareadoptstheassemblerlanguagetobewritten.Insidethesoftware,thedigitalfiltertechnologyisutilizedtoeliminatethejamming.Sothestabilityofsystemandthemeasuringveracityareimproved.KEYWORDS:SCM(SingleChipMicyoco)metaldetector.目錄第一章緒論 1引言 1探測器的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用 1本文研究的主要內(nèi)容 2第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù) 3線圈介質(zhì)條件的變化 3渦流效應(yīng) 4系統(tǒng)組成 4第三章硬件電路設(shè)計(jì) 6系統(tǒng)組成框圖 6電路具體介紹 63.2.1.線圈振蕩電路 8系統(tǒng)控制單元. 13顯示告警電路 213.2.4.電源電路 21第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22軟件算法 22軟件流程 22主程序流程圖 22數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) 23第五章.結(jié)論. 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27第一章緒論金屬探測器作為一種最重要的安全檢查設(shè)備，己被廣泛地應(yīng)用于社會生活和工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域。比如在機(jī)場、大型運(yùn)動會(如奧運(yùn)會)、展覽會等都用金屬探測器來對過往人員進(jìn)行安全檢測，以排查行李、包裹及人體夾帶的刀具、槍支、彈藥等傷害性違禁金屬物品;工業(yè)部門(包括手表、眼鏡、金銀首飾、電子等生產(chǎn)含有金屬產(chǎn)品的工廠)也使用金屬探測器對出入人員進(jìn)行檢測，以防止貴重金屬材料的丟失;目前，就連考試也開始啟用金屬探測器來防止考生利用手機(jī)等工具進(jìn)行作弊。由此可見，金屬探測器對工業(yè)生產(chǎn)及人身安全起著重要的作用。而為了能夠準(zhǔn)確判定金屬物品藏匿的位置，就需要金屬探測器具有較高的靈敏度。目前。國外雖然已有較為完善的系列產(chǎn)品，但價(jià)格及其昂貴；國內(nèi)傳統(tǒng)的金屬探測器則是利用模擬電路進(jìn)行檢測和控制的，其電路復(fù)雜，探測靈敏度低，且整個系統(tǒng)易受外界干擾。金屬探測器因其功能和市場應(yīng)用領(lǐng)域的不同，分為以下幾種：通道式金屬探測器（又稱：金屬探測門；簡稱：安檢門）、手持式金屬探測器、便攜式金屬探測器、臺式金屬探測器、工業(yè)用金屬探測器和水下金屬探測器。全球第一臺金屬探測器誕生于1960年，步入工業(yè)時代最初的金屬探測器也主要應(yīng)用于工礦業(yè)，是檢查礦產(chǎn)純度、提高效益的得力幫手。隨著社會的發(fā)展，犯罪案件的上升，1970年金屬探測器被引入一個新的應(yīng)用領(lǐng)域———安全檢查，也就是今天我們所使用的金屬探測門雛形，它的出現(xiàn)意味著人類對安全的認(rèn)知已步入一個新紀(jì)元。一個產(chǎn)品的出現(xiàn)帶動了一個行業(yè)的發(fā)展，于是安檢這個既陌生又熟悉的行業(yè)開始進(jìn)入市場。40多年過去了，金屬探測器經(jīng)歷了幾代探測技術(shù)的變革，從最初的信號模擬技術(shù)到連續(xù)波技術(shù)直到今天所使用的數(shù)字脈沖技術(shù)，金屬探測器簡單的磁場切割原理被引入多種科學(xué)技成果。無論是靈敏度、分辨率、探測精確度還是工作性能上都有了質(zhì)的飛躍。應(yīng)用領(lǐng)域也隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高延伸到了多個行業(yè)。70年代隨著航空業(yè)迅速發(fā)展，劫機(jī)和危險(xiǎn)事件的發(fā)生使航空及機(jī)場安全逐漸受到重視，于是在機(jī)場眾多設(shè)備中金屬探測門扮演著排查違禁物品的重要角色。同樣在70年代，由于金屬探測門在機(jī)場安檢中的嶄露頭角，大型運(yùn)動會（如奧運(yùn)會）展覽會及政府重要部門的安全保衛(wèi)工作中開始啟用金屬探測門作為必不可少的安檢儀器。發(fā)展到80年代，監(jiān)獄暴力案件呈直線上升趨勢，如何及早有效預(yù)防并阻止暴力案件發(fā)生成了監(jiān)獄管理工作中的重中之重，在依靠警員對囚犯加強(qiáng)管理的同時，金屬探測門再次成為了美國、英國、比利時等發(fā)達(dá)國家監(jiān)獄管理機(jī)構(gòu)必備的安檢設(shè)備，形成平均每300個囚犯便使用一臺金屬探測門用于安檢；與此同時西方興起的“尋寶熱”，也使手持式、便攜式金屬探測器得到長足的發(fā)展。進(jìn)入90年代，迅速升溫的電子制造業(yè)成了這個時代的寵兒，大型的電子公司為了減少產(chǎn)品流失、結(jié)束員工與公司之間的尷尬局面，陸續(xù)采用金屬探測門和手持式金屬探測器作為管理員工行為、減少產(chǎn)品流失的利刃。于是金屬探測器又有了它新的角色———產(chǎn)品防盜。9.11事件以后,反恐成為國際社會一個重要議題。爆炸案、恐怖活動的猖獗使恐怖分子成了各國安全部門誓要打擊的對象。此時國際社會對“安全防范”的認(rèn)知也被提到一個新的高度。受事件影響，各行各業(yè)都加強(qiáng)了保安工作的部署，正是受此影響金屬探測器的應(yīng)用領(lǐng)域也成功地滲透到其他行業(yè)。如：娛樂場所。公共娛樂場所的治安問題歷來是社會各界關(guān)注的焦點(diǎn)，也是治安管理工作的難點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年娛樂場所惡性打架斗毆事件和刑事案件發(fā)案率占60%以上，其作案兇器均是消費(fèi)者隨身帶入娛樂場所。然而，此時簡單的通道式金屬探測門已不能完全滿足安檢的要求，安保人員需要的是一種能準(zhǔn)確判定金屬物品藏匿位置的安檢產(chǎn)品。于是多區(qū)位金屬探測技術(shù)孕育而生，它的誕生是金屬探測器發(fā)展歷史上的又一次變革，原來單一的磁場分布變成了現(xiàn)在相互疊和而又相對獨(dú)立的多個磁場，再根據(jù)人體工程學(xué)原理把門體分為多個區(qū)段使之與人體相對應(yīng)，相應(yīng)的區(qū)段在金屬探測門上形成相對的區(qū)域，這樣金屬探測門便擁有了報(bào)警定位功能。本文介紹的基于單片機(jī)的智能型金屬探測器，采用靈敏度極高的線性霍爾元件作為傳感器，感應(yīng)由于金屬出現(xiàn)引起的探測線圈周圍磁場的變化，提高了檢測精度:處理部件則采用AT89S52單片機(jī)作為檢測和控制核心，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析判斷，有效地保證了檢側(cè)原理的實(shí)施；此外，利用軟件濾波的方法代替了傳統(tǒng)探測器復(fù)雜的模擬電路器件，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、靈敏度和抗干擾性。適用于對郵件、行李、包裹及人體夾帶的傷害性金屬物品（如：刀具、槍械、武器部件、彈藥和金屬包裝的炸藥等）的檢測，可用于海關(guān)、機(jī)場、車站、碼頭的安全檢查。也可用于探測隱藏于墻內(nèi)、護(hù)墻板內(nèi)側(cè)、空洞和土壤的上述物品和金屬物。第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)金屬探測器是采用線圈的電磁感應(yīng)原理來探測金屬的.根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)有金屬靠近通電線圈平面附近時，將發(fā)生如下現(xiàn)象和效應(yīng):線圈介質(zhì)條件的變化線圈介質(zhì)條件的變化當(dāng)金屬物接近通電線圈時，將使通電線圈周圍的磁場發(fā)生變化如圖2.1，對于半徑為R的單匝圓形電感線圈。當(dāng)其中通過交變電流時，線圈周圍空間產(chǎn)生交變磁場，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律可計(jì)算出線圈中心軸線上一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為：=（2-1）.其中，磁導(dǎo)率，為相對磁導(dǎo)率，為真空磁導(dǎo)率。對于緊密纏繞N匝的線圈，線圈中心軸線上一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度則為：（2-2）由公式（2-2）可知，當(dāng)線圈有效探測范圍內(nèi)無金屬物時，（非金屬的相對磁導(dǎo)率），線圈中心磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變，當(dāng)線圈有效探測范圍內(nèi)出現(xiàn)鐵磁性金屬物時，會變大，B隨也會變大。渦流效應(yīng)根據(jù)電磁理論，我們知道，當(dāng)金屬物體被置于變化的磁場中時，金屬導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生自行閉合的感應(yīng)電流，這就是金屬的渦流效應(yīng)。渦流要產(chǎn)生附加的磁場，與外磁場方向相反，削弱外磁場的變化。據(jù)此，將一交流正弦信號接入繞在骨架上的空心線圈上，流過線圈的電流會在周圍產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)將金屬靠近線圈時，金屬產(chǎn)生的禍流磁場的去磁作用會削弱線圈磁場的變化。金屬的電導(dǎo)率越大，交變電流的頻率越大，則禍電流強(qiáng)度越大，對原磁場的抑制作用越強(qiáng)。通過以上分析可知，當(dāng)有金屬物靠近通電線圈平面附近時，無論是介質(zhì)磁導(dǎo)率的變化，還是金屬的渦流效應(yīng)均能引起磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化。對于非鐵磁性的金屬[包括抗磁體(如:金、銀、銅、鉛、鋅等)和順磁體(如錳、鉻、欽等)，較大，可以認(rèn)為是導(dǎo)電不導(dǎo)磁的物質(zhì)，主要產(chǎn)生渦流效應(yīng)，磁效應(yīng)可忽略不計(jì)；對于鐵磁性金屬（如：鐵、鈷、鎳）很大，也較大，可認(rèn)為是既可導(dǎo)電又導(dǎo)磁的物質(zhì)，主要產(chǎn)生磁效應(yīng)，同時又有渦流效應(yīng)。本設(shè)計(jì)正是基于這樣的理論，來尋找一種適合的傳感器來感應(yīng)線圈的磁場變化，并把磁場信號的變化轉(zhuǎn)變成電信號的變化，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的控制。正是本著這樣一個設(shè)計(jì)思路來構(gòu)建系統(tǒng)的硬件電路。整個探測系統(tǒng)以8位單片機(jī)AT89S52作為控制核心,其硬件電路分為兩個部分,一部分為線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測線圈;另一部分為控制電路。.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊圖在工作過程中，由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生一個頻率為24KHz的脈沖信號經(jīng)過緩沖和放大之后，形成頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到探測線圈中，通電的線圈周圍就會產(chǎn)生磁場，此時，固定在線圈中心的霍爾元件UGN3503U就會感應(yīng)到線圈周圍的磁場，并將磁場強(qiáng)度信號線性地轉(zhuǎn)變成電壓信號。在無金屬的情況下，假設(shè)霍爾輸出電壓為，該電壓信號很微弱，屬mV即信號，經(jīng)過放大電路放大，再通過峰值檢波電路，得到響應(yīng)的0V~5V的峰值輸出電壓，以滿足ADC0809的量程，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，將的數(shù)字量輸入到單片機(jī)儲存起來。此后，以該電壓信號作為基準(zhǔn)電壓，與A/D轉(zhuǎn)換器采集到的電壓信號進(jìn)行比較判斷。當(dāng)探測線圈靠近金屬物體時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，會使探測電感值發(fā)生變化，從而使其周圍的磁場發(fā)生變化，霍爾元件感應(yīng)到該變化的磁場，并將其線性地轉(zhuǎn)變成電壓信號，該變化的電壓經(jīng)過放大電路、峰值檢波電路后，得到響應(yīng)的0V~5V的峰值輸出電壓，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到CPU，由CPU完成與基準(zhǔn)電壓的比較，二者比較|-|得到一個差值，此差值與預(yù)設(shè)的靈敏度再做比較。當(dāng)然，大小的設(shè)定決定著系統(tǒng)精度的高低。若|-|>，就確定為探測金屬，CPU輸出口P1.0輸出信號驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，同時P1.6控制蜂鳴器發(fā)出聲響，進(jìn)行聲音報(bào)警。第三章硬件電路設(shè)計(jì)硬件控制電路包括兩個部分，一部分線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測線圈;另一部分控制電路包括:U,GN3503型線性霍爾元件、可編程放大電路、峰值檢波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、AT89S52單片機(jī)、LED顯示電路、聲音報(bào)警電路及電源電路等。系統(tǒng)組成框圖3.2電路具體介紹圖3.2電路原理圖3.線圈振蕩電路圖線圈振蕩電路原理圖工作過程中，由555定時器構(gòu)成一個多諧振蕩器，產(chǎn)生一個頻率為24KHZ、占空比為2/3的脈沖信號。振蕩器的頻率計(jì)算公式為：（3-1）圖示參數(shù)對應(yīng)的頻率為24KHZ，選擇24KHZ的超長波頻率是為了減弱土壤對電磁波的影響。從多諧振蕩器輸出的正脈沖信號經(jīng)過電容輸入到的基極（為125的9013H),使其導(dǎo)通，經(jīng)放大之后，就形成了頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到人、探測線圈中，在線圈內(nèi)產(chǎn)生瞬間較強(qiáng)的電流，從而使線圈周圍產(chǎn)生恒定的交變磁場。由于在脈沖信號作用下，處于開關(guān)工作狀態(tài)，而導(dǎo)通時間又非常短，所以非常省電，可以利用9V電池供電。圖數(shù)據(jù)采集電路原理圖（1）線性霍爾傳感器（linearHall-EffectSensors）在電路設(shè)計(jì)中，選用了美國公司生產(chǎn)的UGN3503U線性霍爾傳感器，來檢測通電線圈周圍的磁場變化。UGN3503U線性霍爾傳感器的主要功能是可將感應(yīng)到的磁場強(qiáng)度信號線性地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。他的功能特性示于圖和。.圖UGN3503的功能框圖圖UGN3503U的磁電轉(zhuǎn)換特性曲線霍爾元件是依據(jù)霍爾效應(yīng)制成的器件。如圖所示，在一塊半導(dǎo)體薄片上兩端通以電流I，并加以和片子表面垂直的磁場B，在薄片的橫向兩側(cè)會出現(xiàn)一個電壓，如圖中的，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生的洛倫茲力的作用下，分別向片子橫向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場?；魻栯妶霎a(chǎn)生的電場力和洛倫茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，知道霍爾電場力和洛倫茲力相等，這時，片子兩端建立起一個穩(wěn)定的電壓，就是霍爾電壓，霍爾電壓可用下式表示：=（V）（3-2）式中—霍爾常數(shù)（）；I—電流（A）；B—磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；d—霍爾元件的厚度(m)令，則得到.（V）(3-3)圖霍爾效應(yīng)原理圖由上式可知，霍爾電壓的大小正比于控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。稱為霍爾元件的靈敏度，它與元件材料的性質(zhì)與幾何尺寸有關(guān)。因此當(dāng)外加電壓電源一定時，通過的電流I為一恒定值，此時輸出的電壓只與加在霍爾元件上的磁場B的大小成正比，即：（3-4）此時K=為常數(shù)。因此，任何引起磁場強(qiáng)度變化的物理量都將引起霍爾輸出電壓的變化。據(jù)此，將霍爾元件做成各種形式的探頭，固定在工作系統(tǒng)的適當(dāng)位置，用它去檢測工作磁場，再根據(jù)霍爾輸出電壓的變化提取別檢信息，這就是線性霍爾元件的基本物理依據(jù)和作用。放大和峰值檢波電路由于UGN3503U線性霍爾元件采集到的電壓信號是一個毫伏級的信號，信號十分微弱，所以，在對其進(jìn)行處理前，首先要進(jìn)行放大。在設(shè)計(jì)中，信號放大電路采用輸入阻抗高、漂移較小、共模抑制比高的集成運(yùn)算放大器LM324。LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共同，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。如圖所示，UGN3503線性霍爾元件輸出的微弱信號經(jīng)電容耦合到前級運(yùn)算放大器U2A的相同輸入端，運(yùn)算放大器U2A把霍爾元件感應(yīng)到的電壓轉(zhuǎn)換為對地電壓。在電路設(shè)計(jì)中，運(yùn)放LM324采用+5V單電源供電，對于不同強(qiáng)度的信號均可通過調(diào)節(jié)前級放大電路的反饋電位器W1來改變其放大倍數(shù)。經(jīng)前級運(yùn)算放大器放大的信號經(jīng)耦合電容輸入到后級峰值檢波電路中。采用阻容耦合的方法可以使前后級電路的靜態(tài)工作點(diǎn)保持獨(dú)立，隔離各級靜態(tài)之間的相互影響，使得電路總溫漂不會太大。峰值檢波電路由兩級運(yùn)算放大器組成，第一級運(yùn)放U2B將輸入信號的峰值傳遞到電容上，并保持下來。第二級運(yùn)放U2C組成緩沖放大器，將輸出與電容隔離開來。在設(shè)計(jì)中，為了獲得優(yōu)良的保持性能和傳輸性能，同樣采用了輸入阻抗高、響應(yīng)速度較快、跟隨精度較好的運(yùn)算放大器LM324，這樣可有效地利用LM324的資源，減少使用元器件的數(shù)量，降低了成本。當(dāng)輸入電壓上升時，跟隨上升，使二極管、導(dǎo)通，截止，運(yùn)放U2B工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，使電容充電，上升。當(dāng)輸入電壓下降時，跟隨下降，導(dǎo)通，U2B也工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，深度負(fù)反饋保證了二極管、可靠截止，值得以保持。當(dāng)再次上升時使上升并使、導(dǎo)通，截止，再次對電容充電（高于前次充電電壓），下降時，、又截止，導(dǎo)通，將峰值再次保持。輸出反映的大小，通過峰值檢波和后級緩沖放大電路，將采集到的微弱信號放大至0V~5V的直流電平，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809所要求的輸入電壓變換范圍，然后通過A/D轉(zhuǎn)換電路將檢測到的峰值轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路由于采集到的信息是連續(xù)變化的模擬量，不能被單片機(jī)直接處理，所以，必須把這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能夠輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，這里選用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的ADC0809型A/D轉(zhuǎn)換器來完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。ADC0809芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作時序示于圖和圖。圖A圖AADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有八路模擬開關(guān)，可對八路模擬電壓量實(shí)現(xiàn)分時轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度為100(即10千次/秒)。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號ALE=1時，3位地址信號A、B、C送入地址鎖存器，選擇8路模擬量中的一路實(shí)現(xiàn)A/D變換。本設(shè)計(jì)中只使用通道INO，所以，地址譯碼器ABC直接地址為000，采用線選法尋址。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連接，這里將它的數(shù)據(jù)輸出口直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線P0口相連接，AT89S52的P0口作為數(shù)據(jù)總線，又作為低8位地址總線。ADC0809的片內(nèi)沒有時鐘，時鐘信號必須由外部提供，這里利用AT89S52提供的地址鎖存允許信號ALE經(jīng)計(jì)數(shù)器74LS163構(gòu)成的4分頻器分頻獲得。ALE引腳的頻率是單片機(jī)時鐘頻率的1/6,單片機(jī)的時鐘頻率為12MHz，則ALE引腳頻率約為2MHz，再經(jīng)4分頻后為500kHz，所以ADC0809能可靠工作。ADC0809的模擬輸入范圍：單極性0~5V,設(shè)計(jì)中采用+5V單電源供電。放大后的電壓信號送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。將P2.7（地址總線的A15）作為片選信號，由AT89S52的寫信號和P2.7控制ADC0809的地址鎖存ALE和轉(zhuǎn)換啟動START，當(dāng)ADC0809的START啟動信號輸入端為高電平時，A/D開始轉(zhuǎn)換，在時鐘的控制下，一位一位地逼近，比較器一次次進(jìn)行比較，轉(zhuǎn)換結(jié)束時，送出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC(低到高)，并將8位數(shù)字量鎖存到輸出緩存器。AT89S52的讀信號端發(fā)出一個輸出允許命令輸入到ADC0809的ENABLE(即OE)端,ENABLE(OE)端呈高電位，用以打開三態(tài)輸出端鎖存器，AT89S52從ADC0809讀取相應(yīng)電壓數(shù)字量，然后存入數(shù)據(jù)緩沖器中。3.2.2系統(tǒng)控制單元采用AT89S52單片機(jī)。AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元。AT89S62片內(nèi)結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：40個引腳，8KBytesFlash片內(nèi)程序存儲器，256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口，看門狗定時(WDT)電路，2個數(shù)據(jù)指針，3個16位可編程定時計(jì)數(shù)器，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM、定時計(jì)數(shù)器、串行口及外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。其工作電壓為5V，晶振頻率采用12MHz。其引腳圖如下：圖A圖3.2.9VCC:電源GND:地P0：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。P1：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗(yàn)時，P1口接收低8位地址字節(jié)。P2：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash編程和校驗(yàn)時，P3口也接收一些控制信號。RST:復(fù)位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。并不是所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會無效。用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“0”。定時器2寄存器：寄存器T2CON和T2MOD包含定時器2的控制位和狀態(tài)位，寄存器對RCAP2H和RCAP2L是定時器2的捕捉/自動重載寄存器。中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在IE中設(shè)置。雙數(shù)據(jù)指針寄存器：為了更有利于訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器：位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H～85。特殊寄存器AUXR1中DPS＝0選擇DP0；DPS=1選擇DP1。用戶應(yīng)該在訪問數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。掉電標(biāo)志位：掉電標(biāo)志位（POF）位于特殊寄存器PCON的第四位（）。上電期間POF置“1”。POF可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。存儲器結(jié)構(gòu)MCS-51器件有單獨(dú)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址。程序存儲器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于89S52，如果EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲器：AT89S52有256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當(dāng)一條指令訪問高于7FH的地址時，尋址方式?jīng)Q定CPU訪問高128字節(jié)RAM還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（SFR）?？撮T狗定時器WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。WDT由13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復(fù)位存儲器（WDTRST）構(gòu)成。WDT在默認(rèn)情況下無法工作；為了激活WDT，戶用必須往WDTRST寄存器（地址：0A6H）中依次寫入01EH和0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個機(jī)器周期都會增加。WDT計(jì)時周期依賴于外部時鐘頻率。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒有辦法停止WDT工作。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動RSR引腳一個高個電平輸出。WDT使用：為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入0E1H和0E1H。當(dāng)WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來避免WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191(1FFFH)時，13位計(jì)數(shù)器將會溢出，這將會復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個機(jī)器周期WDT都會增加。為了復(fù)位WDT，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H（WDTRST是只讀寄存器）。WDT計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)憽．?dāng)WDT計(jì)數(shù)器溢出時，將給RST引腳產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖輸出，這個復(fù)位脈沖持續(xù)96個晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應(yīng)該在一定時間內(nèi)周期性寫入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。掉電和空閑方式下的WDT：在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復(fù)位或通過一個激活的外部中斷。通過硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT喂狗，就如同通常AT89S52復(fù)位一樣。通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長一段時間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時候復(fù)位器件，WDT直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開掉電模式最初的幾個狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來決定WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下，WDIDLE＝0，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止WDT在待機(jī)模式下復(fù)位AT89S52，用戶應(yīng)該建立一個定時器，定時離開待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。UART在AT89S52中，UART的操作與AT89C51和AT89C52一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART的信息，可參考ATMEL網(wǎng)站（）。從這個主頁，選擇“Products”，然后選擇“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”，再選擇“ProductOverview”即可。定時器0和定時器1在AT89S52中，定時器0和定時器1的操作與AT89C51和AT89C52一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART的信息，可參考ATMEL網(wǎng)（）。從這個主頁，選擇“Products”，然后選擇“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”，再選擇“ProductOverview”即可。定時器2定時器2是一個16位定時/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇（如表2所示）。定時器2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。，工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時器2有2個8位寄存器：TH2和TL2。在定時工作方式中，每個機(jī)器周期，TL2寄存器都會加1。由于一個機(jī)器周期由12個晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2發(fā)生1至0的下降沿時增加1。在這種方式下，每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加1。在檢測到跳變的這個周期的S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R別1－0的跳變需要2個機(jī)器周期（24個晶振周期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。捕捉方式在捕捉模式下，通過T2CON中的EXEN2來選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時器2時一個16位定時/計(jì)數(shù)器，溢出時，對T2CON的TF2標(biāo)志置位，TF2引起中斷。如果EXEN2=1，定時器2做相同的操作。除上述功能外，外部輸入T2EX引腳（P1.1）1至0的下跳變也會使得TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外，這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD中的DCEN（向下計(jì)數(shù)允許位）來實(shí)現(xiàn)。通過復(fù)位，DCEN被置為0，因此，定時器2默認(rèn)為向上計(jì)數(shù)。DCEN設(shè)置后，定時器2就可以取決于T2EX向上、向下計(jì)數(shù)。DCEN=0時，定時器2自動計(jì)數(shù)。通過T2CON中的EXEN2位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時器2計(jì)數(shù)，計(jì)到0FFFFH后置位TF2溢出標(biāo)志。計(jì)數(shù)溢出也使得定時器寄存器重新從RCAP2H和RCAP2L中加載16位值。定時器工作于捕捉模式，RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預(yù)設(shè)。如果EXEN2=1，計(jì)數(shù)溢出或在外部T2EX（）引腳上的1到0的下跳變都會觸發(fā)16位重載。這個跳變也置位EXF2中斷標(biāo)志位。置位DCEN，允許定時器2向上或向下計(jì)數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳控制著計(jì)數(shù)的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向上計(jì)數(shù)。定時器計(jì)到0FFFFH溢出，并置位TF2。定時器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分別加載到定時器存儲器TH2和TL2中。T2EX上的一個邏輯0使得定時器2向下計(jì)數(shù)。當(dāng)TH2和TL2分別等于RCAP2H和RCAP2L中的值的時候，計(jì)數(shù)器下溢。計(jì)數(shù)器下溢，置位TF2，并將0FFFFH加載到定時器存儲器中。定時器2上溢或下溢，外部中斷標(biāo)志位EXF2被鎖死。在這種工作模式下，EXF2不能觸發(fā)中斷。波特率發(fā)生器通過設(shè)置T2CON中的TCLK或RCLK可選擇定時器2作為波特率發(fā)生器。如果定時器2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器，定時器1可用作它用，發(fā)送和接收的波特率可以不同。設(shè)置RCLK和（或）TCLK可以使定時器2工作于波特率產(chǎn)生模式。波特率產(chǎn)生工作模式與自動重載模式相似，因此，TH2的翻轉(zhuǎn)使得定時器2寄存器重載被軟件預(yù)置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值。模式1和模式3的波特率由定時器2溢出速率決定，定時器可設(shè)置成定時器，也可為計(jì)數(shù)器。在多數(shù)應(yīng)用情況下，一般配置成定時方式。定時器2用于定時器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機(jī)器周期（1/12晶振周期）都會增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機(jī)器狀態(tài)（1/2晶振周期）都會增加。定時器2作為波特率發(fā)生器，圖中僅僅在T2CON中RCLK或TCLK＝1才有效。特別強(qiáng)調(diào)，TH2的翻轉(zhuǎn)并不置位TF2，也不產(chǎn)生中斷；EXEN2置位后，T2EX引腳上1～0的下跳變不會使（RCAP2H，RCAP2L）重載到（TH2，TL2）中。因此，定時器2作為波特率發(fā)生器，T2EX也還可以作為一個額外的外部中斷。定時器2處于波特率產(chǎn)生模式，TR2=1，定時器2正常工作。TH2或TL2不應(yīng)該讀寫。在這種模式下，定時器在每一狀態(tài)都會增加，讀或?qū)懢筒粫?zhǔn)確。寄存器RCAP2可以讀，但不能寫，因?yàn)閷懣赡芎椭剌d交迭，造成寫和重載錯誤。在讀寫定時器2或RCAP2寄存器時，應(yīng)該關(guān)閉定時器（TR2清0）?？删幊虝r鐘輸出可以通過編程在P1.0引腳輸出一個占空比為50%的時鐘信號。這個引腳除了常規(guī)的I/O角外，還有兩種可選擇功能。它可以通過編程作為定時器/計(jì)數(shù)器2的外部時鐘輸入或占空比為50%的時鐘輸出。當(dāng)工作頻率為16MHZ時，時鐘輸出頻率范圍為61HZ到4HZ。為了把定時器2配置成時鐘發(fā)生器，位C/T2（）必須清0，位T2OE（）必須置1。位TR2（）啟動、停止定時器。時鐘輸出頻率取決于晶振頻率和定時器2捕捉寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重載值在時鐘輸出模式下，定時器2不會產(chǎn)生中斷，這和定時器2用作波特率發(fā)生器一樣。定時器2也可以同時用作波特率發(fā)生器和時鐘產(chǎn)生。不過，波特率和輸出時鐘頻率相互并不獨(dú)立，它們都依賴于RCAP2H和RCAP2L。T2EX的跳變會引起T2CON中的EXF2置位。像TF2一樣，T2EX也會引起中斷。自動重載當(dāng)定時器2工作于16位自動重載模式，可對其編程實(shí)現(xiàn)向上計(jì)數(shù)或向下計(jì)數(shù)。中斷AT89S52有6個中斷源：兩個外部中斷（INT0和INT1），三個定時中斷（定時器0、1、2）和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。位是不可用的。對于AT89S52，位也是不能用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1。它們?yōu)锳T89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。定時器0和定時器1標(biāo)志位TF0和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器2的標(biāo)志位TF2在計(jì)數(shù)溢出的那個周期的S2P2被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。晶振特性AT89S52單片機(jī)有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器。從外部時鐘源驅(qū)動器件的話，XTAL2可以不接，而從XTAL1接入。由于外部時鐘信號經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的?？臻e模式在空閑工作模式下，CPU處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設(shè)備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過軟件產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，片上RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可以被任一個中斷或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑模式只需兩個機(jī)器周期有效復(fù)位信號，在這種情況下，片上硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，而可以訪問端口引腳。空閑模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應(yīng)該是寫端口或外部存儲器。掉電模式在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。片上RAM和特殊功能寄存器保持原值，直到掉電模式終止。掉電模式可以通過硬件復(fù)位和外部中斷退出。復(fù)位重新定義了SFR的值，但不改變片上RAM的值。在VCC未恢復(fù)到正常工作電壓時，硬件復(fù)位不能無效，并且應(yīng)保持足夠長的時間以使晶振重新工作和初始化。3.2.一旦發(fā)現(xiàn)金屬出現(xiàn)。則被測物理量超限由單片機(jī)I/O口的P1.0控制發(fā)光二極管進(jìn)行光報(bào)警的同時，P1.6還觸發(fā)無源蜂鳴器用聲報(bào)警提醒檢測人員注意，進(jìn)行必要的定位搜身檢查。3.2.4.電源電路電源供電由9V電池和板內(nèi)穩(wěn)壓電源組成。電源板采用三端穩(wěn)壓集成電路塊LM7805為板內(nèi)元器件供電。LM7805三端正穩(wěn)壓器具有內(nèi)部過流、熱過載和輸出晶體管安全區(qū)保護(hù)功能，可將9VDC的輸入電壓轉(zhuǎn)換為+5V電壓，最大輸出電流，保證板內(nèi)555定時器、UGN3503U、AT89S52、ADC0809等芯片和元件可靠地工作。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件是系統(tǒng)的靈魂，整個系統(tǒng)的軟件包括主程序、一個外部中斷服務(wù)程序、數(shù)字濾波程序、比較判斷子程序及發(fā)光報(bào)警等若干個子程序。軟件采用匯編語言編寫，并采用模塊化設(shè)計(jì)，使程序結(jié)構(gòu)清晰，便于今后進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。主程序初始化以后置位AT89S52的中斷控制位EA，使CPU開放中斷。然后通過檢測RAM中的21H中的數(shù)值的值來判斷是否采集基準(zhǔn)電壓,如果未采集過，則啟動ADC0809對INO通道的模擬輸入量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在電路設(shè)計(jì)中，ADC0809與AT89S52是采用中斷方式連接的，所以系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理功能是在中斷服務(wù)程序中完成的，從原理圖看出，ADC0809的EOC端通過反相器接AT89S52的INT1端，作為中斷申請。采用中斷方式，可大大節(jié)省CPU的時間。軟件編程允許AT89S52響應(yīng)外部中斷1，且設(shè)置其響應(yīng)方式為邊沿觸發(fā)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢后，AD0809的EOC端向AT89S52的送入一個中斷申請信號，AT89S52接此信號后響應(yīng)中斷請求，調(diào)用中斷服務(wù)子程序INT1，中斷服務(wù)程序進(jìn)行壓棧，保護(hù)現(xiàn)場，讀取來自0809數(shù)據(jù)輸出口的8位數(shù)字量，并將數(shù)字量儲存到單片機(jī)RAM中，然后啟動ADC0809的下一次轉(zhuǎn)換。經(jīng)過數(shù)據(jù)軟件濾波之后將其存放在單片機(jī)RAM21H中，作為基準(zhǔn)電壓。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)測得的靈敏度的值被存放在單片機(jī)RAM地址為20H的存儲器中。在檢測過程中，將A/D轉(zhuǎn)換器采集到的電壓信號經(jīng)數(shù)據(jù)軟件濾波后存入內(nèi)部RAM以30H為首脂的數(shù)據(jù)存儲器中，然后將此數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，二者差值U存放在單片機(jī)RAM地址為22H的存儲器中。而后再通過判據(jù)算法將此差值U與靈敏度進(jìn)行比較，以確定是否報(bào)警。主程序流程圖主程序流程圖數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì)設(shè)一個采樣周期，對通道0連續(xù)采樣6次，然后去掉最大和最小值，把剩