基于stc89c52單片機的多氣體濃度測試儀(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 入使多器件掛接和處理器控制變的更加方便通過 DI 數據輸入端可以輕易的實現通道功能的選擇 其具體特點如下 178。 8 位分辨率 178。 雙通道 AD 轉換 178。 輸入輸出電平與 TTLCMOS 相兼容 178。 5V 電源供電時輸入電壓在 05V 之間 178。 工作頻率為 250KHZ 轉換時間為 32μ S 178。 一般功耗僅為 15mW 178。 8P14PDIP 雙列直插 PICC 多種封裝 178。 商用級芯片溫寬為 0176。 C to 70176。 C 工業級芯片溫寬為 40176。 C to 85176。 C 芯片接口說明 178。 CS_ 片選使能低電平芯片使能 178。 CH0 模擬輸入通道 0 或作為 IN使用 178。 CH1 模擬輸入通道 1 或作為 IN使用 178。 GND 芯片參考 0 電位地 178。 DI 數據信號輸入選擇通道控制 178。 DO 數據信號輸出轉換數據輸出 178。 CLK 芯片時鐘輸入 178。 VVREF 電源輸入及 參考電壓輸入復用 圖 22 ADC0809是采樣分辨率為 8位的以逐次逼近原理進行模數轉換的器件其內部有一個 8通道多路開關它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號只選通 8路模擬輸入信號中的一個進行 AD 轉換 主要特點 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 AD 轉換器 它由 8 路模擬開關地址鎖存與譯碼器比較器位開關樹型 AD 轉換器逐次逼近寄存器邏輯控制和定時電路組成 圖 23 下面說明各引腳功能 IN0～ IN78 路模擬量輸入端 8 位數字量輸出端 ADDAADDBADDC3 位地址輸入線用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE 地址鎖存允許信號輸入高電平有效 START AD 轉換啟動脈沖輸入端輸入一個正脈沖至少 100ns 寬使其啟動脈沖上升沿使 0809 復位下降沿啟動 AD 轉換 EOC AD 轉換結束信號輸出當 AD 轉換結束時此端輸出一個高電平轉換期間一直為低電平 OE數據輸出允許信號輸入高電平有效當 AD轉換結束時此端輸入一個高電平才能打開輸出三態門輸出數字量 CLK 時鐘脈沖輸入端要求時鐘頻率不高于 640KHZ REFREF基準電壓 VCC 電源單一＋ 5V GND 地 23 液 晶顯示器的簡介 LCD1602 字符型液晶顯示器的特點及其用法 單 5V 電源電壓低功耗長壽命高可靠性 內置 192 種字符 160 個 5179。 7 點陣字符和 32 個 5179。 10 點陣字符 具有 64 個字節的自定義字符 RAM 可自定義 8 個 5179。 8 點陣字符或 4 個 5179。 11點陣字符 顯示方式 STN 半透正顯 驅動方式 116 并口 15 串口 背光方式底部 LED 通訊方式 4 位或 8 位并口可選 標準的接口特征適配 MC51 和 M6800 系統 MPU 的操作時序 LCD1602 液晶顯示屏的主要技術參數如下表所示表 23 表 23 LCD1602 液晶主要參數 顯示容量 16179。 2 個字符 芯片工作電壓 4555V 工作電流 20mA 50V 模塊最佳工作電壓 50V 字符尺寸 295179。 435 mm 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 8 位并行 2 線或 3 線串行多種接口方式內部含有國標一級二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊其顯示分辨率為 128179。 64 內置 8192 個 1616 點漢字和 128 個 168 點 ASCII 字符集利用該模塊靈活的接口方式和簡單方便的操作指令可構成全中文人機交互圖形界面可以顯示 8179。 4 行 16179。 16 點陣的漢字 也可完成圖形顯示低電壓低功耗是其又一顯 著特點由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊基本特性 低電源電壓 VDD3055V 顯示分辨率 128179。 64 點 內置漢字字庫提供 8192 個 16179。 16 點陣漢字 簡繁體可選 內置 128 個 16179。 8 點陣字符 2MHZ 時鐘頻率 顯示方式 STN 半透正顯驅動方式 132DUTY15BIAS 視角方向 6 點背光方式側部高亮白色 LED 功耗僅為普通 LED 的 15110 通訊方式串行并口可選內置 DCDC 轉換電路無需外加負壓 無需 片選信號簡化軟件設計工作溫度 0 度 55 度 存儲溫度 20 度 60度 24 電源電平轉換芯片 232 芯片是美信 IM 公司專為標準串口設計的單電源電平轉換芯片使用 5 單電源供電 220– 249系列線驅動器接收器專為 EIATIA232E以及 V28V24通信接口設計 25 數據選擇器 在多路數據傳送過程中能夠根據需要將其中任意一路選出來的電路叫做數據選擇器也稱或數據選擇器 MUX 的邏輯功能是在地址選擇信號的控制下從多路數據中選擇一路數據作為輸出信號 有選 14 選 18 選 1 和 16 選 1 等類型的數據選擇器 有數字信號的數據選擇器如 74LS15174HC151 也有針對模擬信號的數據選擇器如 74HC4051 在本設計中主要是選通模擬輸入信號故用 74HC4051 第 3 章 串口通信基礎理論 隨著微機特別是單片機的發展其應用已從單機逐漸向多機或聯網而多機應用的關鍵又在于微機之間的相互通訊互傳數據信息在微型計算機系統中 CPU 與外部的基本通訊方式有兩種并行通訊數據的各位同時傳送串行通訊數據一位一位順序傳送在并行通訊中數據有多少位就需要多少條傳送線而串行通訊只需要一對傳送線故串行通訊能節省傳送線特別是當數據位數很多和遠距離 數據傳送時這一優點更加突出但串行數據也有缺點那就是速度比并行通訊要慢 1 串行通訊是指將構成字符的每個二進制數據位依據一定的順序逐位進行傳送的通訊方法在串行通訊中有二種基本的通訊方式異步通訊和同步通訊 2 串行通訊中要把數據從一個地方傳送到另一個地方必須使用通訊線路數據在通訊線路兩端的工作 通訊線路或計算機 之間傳送按通訊方式可將數據傳輸線路分成三種 1 單工方式 2 半雙工方式 3 全雙工方式 31 兩種常用接口方式 并行接口 并行接口是指 8 位數據同時通過并行線進行傳送這樣數據的傳輸率能得到極大的提高但在并 行傳輸中干擾會隨線路長度的增加而增加產生傳輸錯誤因此并行傳輸主要應用在近距離數據傳輸中如連接打印機端口并行接口主要使用 36針接頭和 25 針 D 形接頭目前以 25 針 D 形接頭為主 串行接口 串行口也是計算機的一種標準接口 PC 機一般至少有兩個串行口 Com1 和Com2 串行口不同于并行口它的數據和控制信息是一位接一位在一根傳輸線上傳送的這樣串行口較并行口能夠進行遠距離傳送信息串行口通常使用 9針 D形連接器有些老式則使用 25 針 D 形連接器 由于 CPU 與接口間按并行方式傳輸接口與外設之間按串行方式傳輸因此在串行接口中要由接收移位寄 存器把串行方式轉換成并行方式由發送移位寄存器把并行方式轉換成串行方式完成這種轉換功能的電路叫做通用異步收發機 UART 32 RS232 串行接口標準 目前 RS232 是 PC 機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口 RS232 被定義為一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標準 [37] RS232 采用不平衡傳輸方式收發端的數據信號是相對信號地 9 針串口引腳和 25 針串口引腳定義如表 31 所示 表 31 9 針串口引腳與 25 針串口引腳定義 9 針串口 DB9 25 針串口 DB25 針號 功能說明 縮寫 針號 功能說明 縮寫 1 數據載波檢測 DCD 8 數據載波檢測 DCD 2 接收數據 RXD 3 接收數據 RXD 3 發送數據 TXD 2 發送數據 TXD 4 數據終端準備 DTR 20 數據終端準備 DTR 5 信號地 GND 7 信號地 GND 6 數據設備準備好 DSR 6 數據設備準備好 DSR 7 請求發送 RTS 4 請求發送 RTS 8 清除發送 CTS 5 清除發送 CTS 9 振鈴指示 DELL 22 振鈴指示 DELL 典型的 RS232信號在正負電平之間擺動在發送數據時發送 端驅動器輸出正電平在 5V15V 負電平在 5V15V 在接收數據時接收器的典型工作電平是 3V12V 和 3V12V 串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送數據針腳就能實現其連接方式如表 32 所示 表 32 串口通信連接方式 9 針 9 針 25 針 25 針 9 針 25 針 2 3 3 2 2 2 3 2 2 3 3 3 5 5 7 7 5 7 33 VB 編程過程中使用到的 MSComm 控件 MSComm 控件全稱為 Microsoft Communications Control 是 Microsoft 公司提供的簡化 Windows下串行通行編程的 ActiveX控件它為應用程序提供了通過串行接口收發數據的簡便方法通過對此控件的屬性和事件進行相應編程操作就可以輕松實現串口通信 MSComm 控件處理通信的方式 MSComm 控件通過串行端口傳輸和接收數據為應用程序提供串行通信功能MSComm 控件提供兩種處理通信的方式事件驅動方式和查詢方式 事件驅動方式 事件驅動通信是處理串行端口交互作用的一種非常有效地方法這種式下在事件發生時如在串口接收緩沖 區有字符等可以利用 MSComm控件的 OnComm事件捕獲并處理這些通信事件 OnComm 事件還可以檢查和處理通信錯誤在編程過程中可以在 OnComm 事件處理函數中加入自己的代碼這種方法的優點使程序響應及時可靠 2 查詢方式 查詢方式實質上還是事件驅動在有些情況下這種方式顯得更為便捷在程序的關鍵功能后可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤編寫自己的程序代碼 ． MSComm 控件的主要屬性 MSComm 控件很多重要的屬性常用屬性的功能如下 CommPort 屬性設置并返回通信端口號 Input 屬性返 回并刪除接收緩沖區中的數據流 Output 屬性往傳輸緩沖區中寫數據流 PortOpen 屬性設置并返回通信端口的狀態開或關 Settings 屬性設置并返回波特率奇偶校驗數據位和停止位參數 InputLen屬性確定被 Input屬性讀取的字符數設置 InputLen為 0時則 Input屬性讀取緩沖區中的全部數據 InputMode 屬性確定用 Input 屬性讀取的數據類型設置 InputMode 為InputModeText 時 Input 屬性通過一個 Variant 返回文本數據設置為InputModeBinary 時 Input 屬性通過一個 Variant 返回一個二進制數據數組 第 4 章 總體方案設計 本次設計的總體框圖如下圖 41 液晶顯示器 STC89C52 獨立按鍵 時鐘晶振 復位電路 PC 機頁面顯示 RS232 聲光報警 甲烷氣體傳感器 乙醇氣體傳感器 其他氣敏傳感器 圖 41 總體框圖 單片機內部有一個全雙工的收發緩沖器 SBUF 這兩個在物理上獨立的接收發射器即可以接收也可以發射數據它們地址 99H 在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉換器就可以方便的設計成標準 的 RS232接口在設計中以 PC機為主機單片機為從機通過串行接口構成主從系統設計其串行通信的基本功能 Visual Basic 簡稱 VB 是 Windows 操作系統下簡單易學高效的應用軟件開發工具因其具有面向對象的設計方法友好的用戶界面編程高效數據處理及驅動底層硬件功能強等優點而受到廣泛的使用系統設計時 PC機的通信程序使用 Visual Basic 編寫單片機的程序用 C 語言編寫 以下介紹本次設計的各個模塊中使用到的具體器件 41 STC89C52 MCU STC89C52 是的低電壓高性能 CMOS 8 位單片機片內含 8K bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器 PEROM 和 256K bytes的隨機存取數據存儲器器件采用高密度非易失性存儲技術生產與標準 MCS51指令系統及 8051產品引腳兼容片內置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲單元功能強大 STC89C52 單片機適合于許多較為復雜控制應用場合 它的主要性能參數如下 8K 字節可重擦寫 FLASH 閃存存儲器 1000 次寫擦循環 時鐘頻率 0Hz24MHz 三級加密存儲器 256 字節內部 RAM 32 個可編程 IO 口線 3 個 16 位定時計數器 6