便攜式酒精濃度監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序流程根據(jù)以上流程的分析，可以得出數(shù)據(jù)采集及采集后數(shù)據(jù)處理的程序并為其后的顯示提供了資源。數(shù)據(jù)采集是整個(gè)后續(xù)程序能夠運(yùn)行的前提，與后續(xù)軟件的設(shè)計(jì)息息相關(guān)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)得出數(shù)據(jù)采集子程序與數(shù)據(jù)處理字程序如下：數(shù)據(jù)采集子程序： ORG 0000HINDAC: CLR A MOV DPTR，7FF8H 。=0，并指向通道0 MOVX @DPTR，A 。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 MOV R6，0CH 。軟件延時(shí)DLAY: NOP NOP NOP NOP DJNZ R6，DLAY MOVX A，@DPTR 。讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV 3FH，A 。存儲(chǔ)數(shù)據(jù) RET 。 返回ADC0809進(jìn)行數(shù)據(jù)采集得到的是0255之間的一個(gè)數(shù)值，而這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)著酒精濃度01500ppt。故必須進(jìn)行數(shù)據(jù)處理才能直觀的看出被測(cè)酒精的濃度，以便做出相應(yīng)的處理。數(shù)據(jù)處理程序： ORG 1000HSJCL: MOV A , 3FH 。從A/D中取數(shù)據(jù) MOV B , 3BH 。將十進(jìn)制數(shù)59送B MUL AB 。數(shù)據(jù)相乘 MOV R4, B MOV R5, A MOV R7, 0AH 。將10送R7D457: CLR C MOV A, R4 SUBB A, R7 。 JC DV50 。不夠除轉(zhuǎn)移 SETB OV RETDV50：MOV R6,8H 。求平均值（R4R5/R7R3)… 鍵盤(pán)掃描子程序?yàn)橥ㄟ^(guò)掃描判斷是否有鍵按下，如有鍵按下則讀出各個(gè)按鍵值。并根據(jù)鍵值判斷是進(jìn)人提示界面還是完成閾值設(shè)定的輸入，或返回。本設(shè)計(jì)采用的是查詢(xún)等待方式進(jìn)行軟件工作。鍵控模塊8279首先進(jìn)行初始化，然后判斷是否有鍵按下，若按下的是”D”鍵，則進(jìn)入閾值設(shè)定界面。如果不是則返回提示界面繼續(xù)等待，直到查詢(xún)到按下的為”D”才能進(jìn)入閾值的設(shè)定界面。 提示界面鍵盤(pán)子程序流程框圖在此環(huán)節(jié)主要是判斷是否”D”鍵被按下，其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)查”D”子程序，而本設(shè)計(jì)采用的是4*4鍵盤(pán)，其中設(shè)立0F共16個(gè)鍵，可以轉(zhuǎn)化為對(duì)其ASCⅡ碼的查詢(xún)，并建立表格進(jìn)行排查，一旦發(fā)現(xiàn)”D”閉合就會(huì)馬上進(jìn)入閾值設(shè)定的提示畫(huà)面，由用戶(hù)選擇自己需要操作的數(shù)值，從而可以判斷出是否飲酒過(guò)量。其設(shè)計(jì)子程序如下所示。與8279有關(guān)的初始化程序：INIT0: CLR EA 。關(guān)中斷 SETB EX1 。允許外部中斷1中斷 MOV DPTR，0BFFFH 。指向命令/狀態(tài)口地址，A0=l MOV A，0D1H 。清除命令 MOVX @DPTR，A 。命令字送入WAIT: MOVX A，@DPTR 。讀入狀態(tài)字 JB ，WAIT 。清除等待 MOV A, 34H 。程序時(shí)鐘分頻對(duì)ALE20分頻得100kHz MOVX @DPTR，A 。命令送入 MOV A，00H 。鍵盤(pán)/顯示器工作方式命令 MOVX @DPTR，A 。命令送入 SETB EA 。開(kāi)中斷 ORG 0000H 。程序入口地址 JMP MAIN 。跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0003H 。外部中斷0入口地址 SETB EA 。開(kāi)中斷 …鍵盤(pán)閾值設(shè)定子程序首先判斷是否有鍵按下，若有鍵按下，判斷是”09”鍵，還是”F”鍵。如果是”09”這些數(shù)字鍵，則進(jìn)行數(shù)字鍵處理，是”F”鍵則返回重新設(shè)定閾值。鍵盤(pán)輸人的數(shù)字鍵即為閾值，將其保存在50H開(kāi)始的4個(gè)單元，為了便于比較和顯示，閾值的千位50H中，百位51，十位放人52H，個(gè)位放人53H中。下圖是閾值設(shè)定的之程序流程圖。 鍵盤(pán)閾值設(shè)定子程序流程圖根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)出鍵盤(pán)閾值設(shè)定的子程序的關(guān)鍵是查表，找出”F”鍵和”09”這些數(shù)字鍵并根據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，最后設(shè)定一個(gè)理想的閾值。其設(shè)計(jì)的閾值設(shè)定子程序如下所示。閾值設(shè)定子程序：ORG 1000LCALL TSJPSFSZK: INC DPTR MOV A, 60HMOV DPTR, LIST MOVC A , @A+DPTR 。查顯示段碼 MOV 50H, A 。判斷是否為數(shù)字鍵按下 CLR CSUBB A, 30H JC NOSHU0MOV A, 50H CLR CSUBB A, 3AHJNC NOSHU0 …本課題顯示為L(zhǎng)CD顯示。顯示子程序分為開(kāi)機(jī)界面顯示程序，提示界面顯示程序閾值設(shè)定界面顯示程序，測(cè)量界面結(jié)果顯示程序。 顯示子程序流程圖 其實(shí)LCD的功能就是顯示，使人們更直觀方便的弄清楚這個(gè)濃度到底有多少，從而減少了事故的發(fā)生概率；同時(shí)也是本設(shè)計(jì)的目的所在。下面為顯示子程序設(shè)計(jì)程序。顯示子程序：E BIT 。使能信號(hào)線(xiàn)RW BIT 。讀/寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)RS BIT 。數(shù)據(jù)/指令信號(hào)線(xiàn)CS1 BIT 。左半屏控制信號(hào)線(xiàn)1為左2為右。空間分配COM EQU 20H 。指令專(zhuān)用寄存器DAT EQU 21H 。數(shù)據(jù)專(zhuān)用寄存器CODES EQU 22H 。字在表格中的位置專(zhuān)用寄存器YE EQU 23H 。字所在的頁(yè)專(zhuān)用寄存器LIE EQU 24H 。字所在的列專(zhuān)用寄存器ALL_YE EQU 25H 。圖形的總頁(yè)數(shù)專(zhuān)用寄存器ALL_LIE EQU 26H 。圖形的總列數(shù)專(zhuān)用寄存器CS EQU 27H 。左右半屏控制專(zhuān)用寄存器,為0時(shí)在左半屏,為1時(shí)在右半屏HANG EQU 28H 。 所在行寄存器ORG 1000HLCALL INIT 。初始化LCALL CLEAR …報(bào)警子程序執(zhí)行之前，鍵盤(pán)設(shè)定的報(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(chǔ)/D轉(zhuǎn)換后，調(diào)用比較程序，經(jīng)過(guò)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。、。40H、4lH、42H、43H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，4lH和5lH分別存放的是處理后的測(cè)量值與閾值的百位，42H和52H分別存放處理后的測(cè)量值與閾值的十位壓縮的BCD碼，43H和53H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(lèi)推，比較4lH和51H，42H和52H,43H和53H。 報(bào)警子程序流程框圖此報(bào)警程序的設(shè)置比較簡(jiǎn)單就是從高位比到低位，只要采集到的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的閾值就可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。其子程序如下。聲光報(bào)警子程序：ORG 1000HCLR CMOV R0,43H MOV R1,53H MOV R3,04H SETB SETB PDCX:MOV A,@R0。判斷程序 SUBB A,R1 JNC SGBJ。轉(zhuǎn)聲光報(bào)警子程序 DEC R0 DEC R1 DJNZ R3,PDCX RETSGBJ: CLR CLR RET 第4章 系統(tǒng)仿真及調(diào)試調(diào)試分析包括硬件調(diào)試分析和軟件調(diào)試分析及軟、硬件聯(lián)調(diào)。由于硬件調(diào)試分析和軟件調(diào)試分析是獨(dú)立進(jìn)行的，所以可以先調(diào)硬件再調(diào)軟件。再調(diào)試中找出錯(cuò)誤、缺陷，判斷各種故障，并作出軟硬件的修改，直至沒(méi)有錯(cuò)誤[9]。硬件調(diào)試包括傳感器電路、顯示電路、鍵盤(pán)電路、單片機(jī)外圍電路、聲光報(bào)警電路等。下面主要介紹傳感器電路、報(bào)警電路的調(diào)試。首先把MQ3型氣敏傳感器按照說(shuō)明書(shū)介紹，接上+6伏工作電源，進(jìn)行預(yù)熱510分鐘。由于氣敏傳器里已經(jīng)集成了放大電路，而用萬(wàn)用表測(cè)量可證實(shí)其輸出是一穩(wěn)定的05U的電壓信號(hào)，符合ADC0809及單片機(jī)的輸入條件，因此此信號(hào)可以直接接入進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而不需要放大、濾波等。其次對(duì)于聲光報(bào)警電路的調(diào)試分為蜂鳴器和LED的調(diào)試。經(jīng)試驗(yàn)可知LJD2008型實(shí)驗(yàn)箱的蜂鳴器和LED只有在低電平工作，了解這一點(diǎn)，對(duì)程序的設(shè)計(jì)很重要。軟件調(diào)試為利用偉福軟件進(jìn)行模塊化調(diào)試。調(diào)過(guò)程中觀察存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的變化，查找所寫(xiě)程序的錯(cuò)誤，并改正。軟件仿真調(diào)試：在protues中做出仿真電路圖并進(jìn)行仿真調(diào)試，其中的MQ3氣敏傳感器用5V電源和可調(diào)電阻來(lái)代替，然后把用偉福進(jìn)行編譯好的程序?qū)階T89C51后觀看其仿真結(jié)果。其電路仿真圖如下： 檢測(cè)仿真圖、硬件聯(lián)調(diào)利用偉福仿真器及其自帶實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬仿真系統(tǒng)。把偉福軟件模擬器偉福6000的仿真器設(shè)置中語(yǔ)言選為“偉福匯編器”。選擇仿真器用“H51/L”選擇仿真頭為“POD一H8X5X，選擇CPU用“AT89C51”。調(diào)人程序編譯運(yùn)行，并把傳感器接入電路，看LCD顯示器是否顯示提示界面。顯示提示界面后根據(jù)LCD顯示器上的提示按鍵進(jìn)行下一步操作。看鍵盤(pán)是否能夠設(shè)定閾值，并顯示。設(shè)定閾值后，用浸有酒精的棉簽靠近氣敏傳感器，并對(duì)著棉簽緩緩吹氣觀察LCD顯示的數(shù)值。按“F”鍵重新設(shè)定小于測(cè)量值的閾值，觀察蜂鳴器是否發(fā)聲及LED是否被點(diǎn)亮。當(dāng)過(guò)了一兩分鐘后，LCD顯示器上數(shù)值下降，當(dāng)小于閾值時(shí)蜂鳴器停止發(fā)聲，LED也熄滅。上述這些功能能夠?qū)崿F(xiàn)則表明達(dá)到了課題要求。報(bào)警電路出錯(cuò)，體現(xiàn)在軟硬件聯(lián)調(diào)時(shí)，程序剛一運(yùn)行，聲音報(bào)警電路就發(fā)出報(bào)警聲音而LED正常。經(jīng)程序檢查及對(duì)LJD2008型實(shí)驗(yàn)箱蜂鳴器及LED燈的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)箱的蜂蜂鳴器及都是在低電平時(shí)工作。，這就使程序剛運(yùn)行蜂鳴器就發(fā)出報(bào)警聲音了。發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤，報(bào)警時(shí)置低電平。傳感器輸出電壓不穩(wěn)定。把傳感器工作電路接好后急于接到ADC0809上，運(yùn)行程序發(fā)現(xiàn)還未吹酒精氣體進(jìn)傳感器而LCD顯示的測(cè)量數(shù)值明顯偏大。經(jīng)看MQ3型氣敏傳感器的原理和使用說(shuō)明得知該傳感器工作時(shí)需加熱到300℃左右，因此需預(yù)熱5分鐘，使傳感器內(nèi)部敏感元件恢復(fù)到初始狀態(tài)，便于測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確[10]。找到錯(cuò)誤原因，在測(cè)量前傳感器先預(yù)熱5分鐘，接入后續(xù)電路，測(cè)量結(jié)果正常。本課題主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)便攜式酒精濃度監(jiān)測(cè)儀。通過(guò)軟、硬件聯(lián)調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的基本要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)可用鍵盤(pán)輸入閾值，并用LCD顯示，而對(duì)超過(guò)閾值的濃度值進(jìn)行聲光報(bào)警。本設(shè)計(jì)過(guò)程包括了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序的編寫(xiě)兩部分。硬件電路部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適合大眾化使用。軟件部分采用模塊化設(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。應(yīng)用單片機(jī)編寫(xiě)不同的程序嵌入各種儀器中便形成不同功能的智能儀器。作為廣泛應(yīng)用于工程中的智能儀器將有更大的運(yùn)用空間。以后各種監(jiān)測(cè)儀將越來(lái)越深入的運(yùn)用到普通人民的生活中，故具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。在完成本設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我把注意力主要集中在編程、電路調(diào)試上。合理地運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)模塊電路可以節(jié)省很多功夫，但完全照搬也不能達(dá)到預(yù)想的效果，因?yàn)閷?shí)際參數(shù)無(wú)法與設(shè)計(jì)精確匹配，因此做到精益求精，盡量達(dá)到指標(biāo)要求。同時(shí)查閱了大量相關(guān)資料，包括查閱相關(guān)書(shū)籍和網(wǎng)上的資料，獲得了一些相關(guān)信息。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，感到自己十分的不堪，一個(gè)小小的程序人家才用一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間就已經(jīng)調(diào)試好了，而我則還在反復(fù)的思考，在時(shí)間和精力上輸人一大截給自己的設(shè)計(jì)帶來(lái)了非常多的困難。同時(shí)我