1、 目录目录 1 课题总体方案设计课题总体方案设计 . 1 1.1 总体方案选择及说明 1 2 系统整体结构系统整体结构 . 1 2.1 系统结构框图 . 1 2.2 系统工作原理 . 2 3 单元模块设计单元模块设计 . 3 3.1 主控 MCU . 3 3.1.1 单片机的复位电路 4 3.1.2 单片机的晶振电路 4 3.2 A/D 转换单元 4 3.3 显示模块 . 6 3.3.1 1602A LCM 接口说明. 6 3.3.2 1602A LCM 初始化 7 3.4 报警提示部分 . 7 4 软件设计软件设计 9 4.1 主程序流程图 . 9 4.2 中断服务子程序流程图 .11 4.
2、3 程序说明11 5 调试结果与说明调试结果与说明 . 12 6 使用说明使用说明 . 13 7 总结总结 13 8 参考文献参考文献 14 附录 A 系统原理图. 15 附录 B 程序清单 16 1 1 课题总体方案设计课题总体方案设计 1.1 总体方案选择及说明总体方案选择及说明 由于系统要求实现 8 路有害气体监测，考虑到一般的传感器产生模拟 电压信号，因此系统中使用 ADC0809 作为电压信号的采样芯片。MCU 选 取 ATMEL 公司的 89C51 单片机。显示部分选择 1602 液晶模块，该模块可 现实 162 字符，可以清晰明了显示有害气体名称及其含量。报警部分使用 一个蜂鸣器
3、，通过向其发送一定频率的脉冲使之产生人耳能够听到的声音。 在仿真时，使用八个可调电阻，其滑动触点与 ADC0809 的 8 路模拟信号输 入端相连，以模拟监测 8 种不通气的传感器。 2 系统整体结构系统整体结构 2.1 系统结构框图系统结构框图 2 图 2-1 2.2 系统工作系统工作原理原理 在系统初始化后，依次检测 8 路输入的模拟信号，并与相应的气体安 全指标进行对比(该指标已存入单片机)， 有一路超过基准指标时发出报警信 号，点亮相应的指示灯。与此同时，LCD 上显示相应的信息(超标气体名称 及超标指数)。当用户按下停止响铃按钮时，报警声消失，但相应的指示灯 仍保持点亮。待工作人员清
4、除故障后，有害气体下降到安全值以下是，报 警指示灯灭，LCD 上显示正常。 8 路模拟信号 P0 89C51 ADC0809 控制总线 1602 显示模块 报警指示 蜂鸣器 外部按键 P1 P0 3 3 单元模块设计单元模块设计 3.1 主控主控 MCU 该系统采用 ATMEL 的89C51，该单片机有以下特点： 1. 与 MCS-51 兼容 2. 4K 字节可编程闪烁存储器 3. 寿命：1000写/擦循环 4. 全静态工作：0Hz-24Hz 5. 128*8位内部 RAM 6. 32可编程 I/O 线 7. 两个16位定时器/计数器 8. 5个中断源 9. 可编程串行通道 89C51管脚如图
5、3-1(1)所示 4 图3-1(1) 3.1.1 单片机的复位电路单片机的复位电路 电路如图 3-1(2)所示 复位电路采用简单廉价的上 电复位电路。需要复位单片机时， 断开电源重新上电即可。 3.1.2 单片机的晶振电路单片机的晶振电路 电路如图 3-1(2)所示 在晶振两侧各接一个 30pf 的 瓷片电容接地，用来削减偕波对电路的稳定性的影响。 图 3-1(2) 3.2 A/D 转换单元转换单元 该系统采用 ADC0809A/D 转换单元， ADC0809是采样频率为8位 的、以逐次逼近原理进行模 数转换的器件。其内部有 一个8通道多路开关， 它可以 根据地址码锁存译码后的信 号， 只选通
6、8路模拟输入信号 中的一个进行 A/D 转换。 5 ADC0809管脚与内部结构如图3-2(1)所示。 图3-2(1) ADC0809的工作过程是：首先输入3 位地址， 此地址经译码选通8路模拟输入之 一到比较器。 START 上升沿将逐次逼近寄 存器复位。下降沿启动 AD 转换，之后 EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。 直到 AD 转换完成，EOC 变为高电平， 指示 AD 转换结束，结果数据已存入锁 存器，这个信号可用作中断申请。当 OE 输入高电平 时， 输出三态门打开， 转换结 果的数字量输出到数据总线上。 地址总线上的值于所选通道的对应关系如图3-2(2)所示 图 3-2(2) 由于考虑到系统的简化， 该系统没有使用地址锁存器。 ADC0809 所需的控制信号均 由单片机直接提供， 包括时钟 信号， 由单片机内部的定时器 提供。具体接线如图 3-2(3) 所示 其基准电位为 5V，实际 中应由由稳压电路单独供电。 图 3-2(3) 计划由单片机提供 2.5KHz 时钟信号，即周期为 400us。令定时器工作 6 于工作方式 1。 则定时器 0 初始化程
