分類號 單位代碼 11395 密 級 學 號 0705230126 學生畢業(yè)設計 論文 題 目酒精濃度測試儀設計 作 者龍佩 院 系 能源工程學院 專 業(yè)電氣工程及其自動化 指導教師荊紅莉 答辯日期年 月 日 榆 林 學 院 畢業(yè)設計 論文 誠信責任書 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設計 論文 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設計 論文 是本人在導師的指導 是本人在導師的指導 下獨立進行研究所取得的成果 畢業(yè)設計 論文 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)下獨立進行研究所取得的成果 畢業(yè)設計 論文 中凡引用他人已經(jīng)發(fā) 表或未發(fā)表的成果 數(shù)據(jù) 觀點等 均已明確注明出處 盡我所知 除表或未發(fā)表的成果 數(shù)據(jù) 觀點等 均已明確注明出處 盡我所知 除 文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公 開發(fā)表或開發(fā)表或撰撰寫寫過過的的研研究究成成果果 對本文的研究做出重要貢獻的個人和 對本文的研究做出重要貢獻的個人和 集體 均已在文中以明確方式標明 集體 均已在文中以明確方式標明 本人畢業(yè)設計 論文 與資料若有不實 愿意承擔一切相關(guān)的法律本人畢業(yè)設計 論文 與資料若有不實 愿意承擔一切相關(guān)的法律 責任 責任 論論文文作作者者簽簽名名 年年 月月 日日 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 I 摘 要 隨著現(xiàn)在經(jīng)濟高速發(fā)展 越來越多的人有了自己的私家車 而酒后駕車造成的交通事 故也頻繁發(fā)生 為此 設計一種智能儀器能夠檢測駕駛員體內(nèi)酒精含量是很有必要的 本 設計研究的是一種以氣敏傳感器和AT89S51單片機為主 檢測空氣酒精濃度 并具有聲 光報警功能的酒精濃度測試儀 它也可以應用在生活的各個方面 為人民更安全 更有保 障的生活提供條件 本課題分為兩部分 硬件設計部分和軟件設計部分 硬件部分為利用 MQ3 氣敏傳感器 測量空氣中酒精濃度 并轉(zhuǎn)換為電壓信號經(jīng) A D 轉(zhuǎn)換后傳給單片機系統(tǒng) 由單片機及其外 圍電路進行信號的處理 顯示濃度值以及超閾值聲光報警 軟件部分用 C 語言進行編程 程序采用模塊化設計思想 各個子程序的功能相對獨立 便于調(diào)試和修改 而硬件電路又 大體可分為單片機小系統(tǒng)電路 A D 轉(zhuǎn)換電路 聲光報警電路 LED 顯示電路 各部分電路 的設計及原理將會在硬件電路設計部分詳細介紹 程序的設計使用 C 語言編程 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 酒精濃度測試儀 AT89S51 MQ3 氣敏傳感器 酒精濃度測試儀設計 II ABSTRACT With the sustained and rapid development of social economy and the growing service sector queuing has become the practical problems faced by people The traditional queuing model has been unable to resolve this contradiction Triage calling system is to improve the services industry efficiency of the window it has become a useful tool to settle the problem of queuing The triage calling system can basically simulate the artificial line in full so it can automatically realize the machine to replace the artificial line This paper takes the United States Atmel Corporation AT89S52 microcontroller as the master chip combined with the external liquid crystal display and speech calling and other hardware circuits is to form a Triage calling system It has a LCD display button calls and speech calling and other functions At the same time it is high reliability perfect function convenient operation and expandability etc so it has strong applicability and promotional value The system is widely used in hospitals banks and other service industries Key words Triage calling system AT89S52 LCD 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1 1 酒精濃度測試儀設計的介紹 1 1 2 本設計所要實現(xiàn)的目標 1 1 3 本文的設計方案 采用以單片機為核心的控制方案 1 2 主要元器件介紹 2 2 1 89S51 單片機系統(tǒng) 2 2 1 1 單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu) 2 2 1 2 AT89S51 芯片介紹 16 2 2 傳感器的選擇 16 2 3 A D 轉(zhuǎn)換電路 5 2 3 1 ADC0809 的引腳及功能 7 2 3 2 ADC0809 的結(jié)構(gòu)及原理 8 2 4 LED 顯示電路 10 2 4 1 LED 顯示電路的結(jié)構(gòu) 10 2 4 2 LED 顯示器的工作原理 11 3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 12 3 1 單片機的開發(fā)流程 12 3 2 硬件系統(tǒng)框圖 13 3 3 信號采集電路 13 3 4 信號轉(zhuǎn)換電路 13 3 5 發(fā)光二級管顯示報警電路 14 3 6 數(shù)碼管顯示電路 15 3 7 系統(tǒng)整體電路圖 15 4 系統(tǒng)軟件設計 16 4 1 初始化程序 16 4 2 A D 轉(zhuǎn)換子程序 16 4 3 顯示子程序 16 16 18 5 結(jié)論 22 參考文獻 23 致 謝 24 附 錄 A 25 附 錄 B 26 酒精濃度測試儀設計 4 1 緒論 1 酒精濃度測試儀設計的介紹 酒精濃度測試儀是一種以氣敏傳感器和單片機為主 測試空氣中酒精濃度 并具有聲光報警功能 的儀器 其可測試出空氣環(huán)境中酒精濃度值 并根據(jù)不同的環(huán)境設定不同的閾值 對超過的閾值進行 聲光報警來提示危害 此外 酒精濃度測試儀還能檢測某一特定環(huán)境的酒精濃度 如酒精生產(chǎn)車間 可避免發(fā)生起火 爆炸及工業(yè)場地酒精中毒等惡性事故 確保環(huán)境安全 1 2 本設計所要實現(xiàn)的目標 本課題主要通過主控芯片為單片機來設計一種酒精測試儀 主要包括硬件電路設計 和軟件程序的編寫兩部分 我們可以利用酒精濃度測試儀來測試人體內(nèi)酒精含量的多少 以控制酒后駕車的行為 除此外它也可以應用在一些環(huán)境要求嚴格的生產(chǎn)車間 用這種 酒精濃度測試儀 可隨時檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度 當酒精氣體濃度高于允許限定值 時要及時通風換氣 來防止不必要的隱患 所以從工廠企業(yè)到居民家庭 酒精泄漏的檢 測 監(jiān)控以及對酒后駕車的監(jiān)測對居民的人身和財產(chǎn)安全都是十分重要且必不可少的 1 3 本文的設計方案 采用以單片機為核心的控制方案 選用單片機 AT89S51 作為核心元件 硬件電路部分主要利用 MQ 3 型氣敏傳感器測量 空氣中的酒精濃度 并轉(zhuǎn)換成電壓信號經(jīng) A D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳給單片機系統(tǒng) 再通過單 片機和外圍電路進行信號的處理 顯示酒精濃度值 超過允許范圍就會聲光報警 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 5 2 主要元器件介紹 2 1 89S51 單片機系統(tǒng) 單片機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)運算 邏輯運算 數(shù) 據(jù)傳送 中斷處理 的微處理器 CPU 隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 RAM 只讀程序存儲器 ROM 輸入輸出 電路 I O 口 可能還包括定時計數(shù)器 串行通信口 SCI 顯示驅(qū)動電路 LCD 或 LED 驅(qū)動電路 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)成一個雖小然而完 善的計算機系統(tǒng) 這些電路能在軟件的控制下準確 迅速 高效地完成程序設計者事先規(guī)定的任務 2 1 12 1 1 單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu) 51 單片機的片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖 2 2 所示 它把那些作為控制應用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸 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)存儲器 RAM 程序存儲器 ROM EPROM 4 個 8 位并行 I O 口 P0 口 P1 口 P2 口 P3 口 一個串行口 2 個 16 位定時器 計數(shù)器 2 個 16 位定時器 計數(shù)器 酒精濃度測試儀設計 6 PSEN 88 E O C X T A L 1 CPU 運算器 控制器 數(shù)據(jù)存儲器 RAM P0P2程序存儲器 ROM EPROM P1 串 行 口 定時 器 計 數(shù)器 中斷 系 統(tǒng) 特殊功能 寄存器 SFR P3 ALEEA IN7 I 0 X T A L 2 8 8 RESET 圖 2 2 51 單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu) 中斷系統(tǒng) 特殊功能寄存器 SER 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 下面對框圖 2 1 中各功 能部件作一簡單介紹 1 中央處理器 CPU CPU 是單片機的核心部件 它通常由運算器 控制器和中斷電路等器件組成 CPU 進行算術(shù)運算和 邏輯操作的字長有 4 位 8 位 16 位和 32 位之分 字長越長運算速度越快 數(shù)據(jù)處理能力也越強 2 存儲器 在單片機內(nèi)部 ROM 和 RAM 存儲器是分開制造的 通常 ROM 存儲器容量較大 RAM 存儲器的容量 較小 這是單片機用于控制的一大特點 1 ROM 存儲器 ROM 存儲器一般為 1 64K 字節(jié) 用于存放應用程序 故又稱為程序存儲器 2 RAM 存儲器 通常 單片機片內(nèi) RAM 存儲器容量為 64 256 字節(jié) 最多可達 48K 字節(jié) RAM 存儲器主要用來存放 實時數(shù)據(jù)或作為通用寄存器 數(shù)據(jù)堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器之用 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 7 3 中斷系統(tǒng) 具有 5 個中斷源 2 級中斷優(yōu)先權(quán) 4 定時器 計數(shù)器 片內(nèi)有 2 個 16 位的定時器 計數(shù)器 具有 4 種工作方式 在應用中 往往需要精確的定時 或?qū)ν?部事件進行計數(shù) 因而需在單片機內(nèi)部設置定時器 計數(shù)器部件 5 I O 接口和特殊功能部件 I O 接口電路有串行和并行兩種 串行 I O 用于串行通信 它可以把單片機內(nèi)部的并行 8 位數(shù)據(jù) 8 位機 變成串行數(shù)據(jù)向外傳送 也可以串行接收外部送來的數(shù)據(jù)并把它們變成并行數(shù)據(jù)送給 CPU 處 理 并行 I O 口電路可以使單片機和存儲器或外設之間并行地傳送 8 位數(shù)據(jù) 8 位機 通常 特殊功 能部件包括 定時器 計數(shù)器 A D D A DMA 通道和系統(tǒng)時鐘等電路 定時器 計數(shù)器用于產(chǎn)生 定時脈沖 以實現(xiàn)單片機的定時控制 A D 和 D A 轉(zhuǎn)換器用于模擬量和數(shù)字量之間的相互轉(zhuǎn)換 以完 成實時數(shù)據(jù)的采集和控制 DMA 通道可以使單片機和外設之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳送 總之 某一單片 機內(nèi)部究竟包括哪些特殊功能部件以及特殊功能部件的數(shù)量是和它的型號有關(guān)的 單片機是整個系統(tǒng)的核心 對系統(tǒng)起監(jiān)督 管理 控制作用 并進行復雜的信號處理 產(chǎn)生測試 信號及控制整個檢測過程 所以在選擇單片機時 參考了以下標準 1 運行速度 單片機運行速度一般和系統(tǒng)匹配即可 2 存儲空間 單片機內(nèi)部存儲器容量 外部可以擴展的存儲器 包括 I 0 Fl 空間 3 單片機內(nèi)部資源 單片機內(nèi)部存儲資源越多 系統(tǒng)外接的部件就越少 這可提高系統(tǒng)的許多 技術(shù)指標 4 可用性 指單片機是否能很容易地開發(fā)和利用 具體包括是否有合適的開發(fā)工具 是否適合 于大批量生產(chǎn) 性能價格比 是否有充足的資源 是否有現(xiàn)成的技術(shù)資源等 5 特殊功能 一般指可靠性 功耗 掉電保護 故障監(jiān)視等 從硬件角度來看 與 MCS 51 指令完全兼容的新一代 AT89CXX 系列機 比在片外加 EPROM 才能相當 的 8031 單片機抗干擾性能強 與 87C51 單片機技能相當 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 因而受電壓波動的影響更小 而且 4K 的程序存儲 器完全能滿足單片機系統(tǒng)的軟件要求 故 AT89C51 單片機是構(gòu)造本檢測系統(tǒng)的更理想的選擇 2 1 22 1 2 89C5189C51 芯片介紹芯片介紹 掌握 MCS 51 單片機 應首先了解 MCS 51 的引腳 熟悉并牢記各引腳的功能 MCS 51 系列中各種 型號芯片的引腳是互相兼容的 制作工藝為 HMOS 的 MCS 51 的單片機都采用 40 只引腳的雙列直插封裝 方式 如圖 2 3 所示 酒精濃度測試儀設計 8 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7 RST TXD P3 1 INT0 P3 2 INT1 P3 3 T0 P3 4 T1 P3 5 WR P3 6 RD P3 7 XTAL1 XTAL2 GND Vcc P0 0 AD0 P0 1 AD1 P0 2 AD2 P0 3 AD3 P0 4 AD4 P0 5 AD5 P0 6 AD6 P0 7 AD7 EA VPP PSEN P2 7 A15 P2 6 A14 P2 5 A13 P2 4 A12 P2 3 A11 P2 2 A10 P2 1 A9 P2 0 A8 PDIP RXD P3 0 ALE PROG 圖 2 3 AT89C51 芯片管腳圖 40 只引腳按其功能來分 可分為如下 3 類 電源及時鐘引腳 Vcc Vss XTAL1 XTAL2 電源引腳接入單片機的工作電源 Vcc 接 5V 電源 Vss 接地 時鐘引腳 XTAL1 XTAL2 外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了 1 個晶體振蕩器 它為單片機提供了 時鐘控制信號 2 個時鐘引腳也可外接獨立的晶體振蕩器 XTAL1 接外部的一個引腳 該引腳內(nèi)部是一 個反相放大器的輸入端 這個反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器 如果采用外接晶體振蕩器時 此引腳接 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 若采用外部時鐘振蕩 器時 該引腳接受時鐘振蕩器的信號 即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 控制引腳 ALE RESET RST 此類引腳提供控制信號 有的還具有復用功能 PSENEA RST VPD引腳 RESET RST 是復位信號輸入端 高電平有效 當單片機運行時 在此引腳加 上持續(xù)時間大于 2 個機器周期 24 個振蕩周期 的高電平時 就可以完成復位操作 在單片機工作時 此引腳應為 0 5V 低電平 VPD為本引腳的第二功能 即備用電源的輸入 當主電源發(fā)生故障 降低 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 9 到某一規(guī)定值的低電平時 將 5V 電源自動接入 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 從而使單片機在復位后能正常進行 ALE 引腳 ALE 引腳輸出為地址鎖存允許信號 當單片機上電正常工作后 ALE 引腳不斷PROG 輸出正脈沖信號 當單片機訪問外部存儲器時 ALE 輸出信號的負跳沿用于單片機發(fā)出的低 8 位地址 經(jīng)外部鎖存器鎖存的鎖存控制信號 即使不訪問外部鎖存器 ALE 端仍有正脈沖信號輸出 此頻率為 時鐘振蕩器頻率的 1 6 為該引腳的第二功能 在對片內(nèi) EPROM 型單片機編程寫入時 此引腳PROG 作為編程脈沖輸入端 引腳 程序存儲器允許輸出控制端 在單片機訪問外部程序存儲器時 此引腳輸出脈沖PSEN 負跳沿作為讀外部程序存儲器的選通信號 此引腳接外部程序存儲器的 OE 輸出允許端 VPP引腳 功能為片內(nèi)程序存儲器選擇控制端 當引腳為高電平時 單片機訪問片EAEAEA 內(nèi)程序存儲器 但在 PC 值超過 0FFFH 時 即超出片內(nèi)程序存儲器的 4KB 地址范圍時將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外 部程序存儲器內(nèi)的程序 當引腳為低時 單片機只訪問外部程序存儲器 不論是否有內(nèi)部程序存EA 儲器 I O 口引腳 P0 P1 P2 P3 為四個 8 位 I O 口的外部引腳 P0 口 P1 口 P2 口 P3 口是 3 個 8 位準雙向的 I O 口 各口線在片內(nèi)均有固定的上拉電阻 當這 3 個準雙向 I O 口作輸入口使用 時 要向該口先寫 1 另外準雙向口 I O 口無高阻的 浮空 狀態(tài) 由于單片機具有體積小 質(zhì)量輕 價格便宜 耗電少等突出特點 所以本系統(tǒng)采用 89C51 單片機 硬件設計電路圖如圖 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 儲容量的大小來擴展 ROM 和 RAM 本電路接高電平 沒有擴展片外 ROM 和 RAM EA 2 2 傳感器的選擇 由于本系統(tǒng)直接測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 考慮到周圍空氣中的氣體成分可能影響傳感器測量的準確性 所以傳感器只能對酒精氣體敏感 對其他氣體不敏感 故選用 MQ3 型氣敏傳感器 其有很高的靈敏度 良好的選擇性 長期的使用壽命 和可靠的穩(wěn)定性 MQ3 型氣敏傳感器由微型 Al2O3 陶瓷管和 SnO2 敏感層 測量電極和加熱器構(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 標準回路有兩部分組成 其一為加熱回路 其二為信號輸出回路 它可以準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)的負載電阻 RL 上的有效電壓信號 VRL 輸出面 獲得的 二者之間的關(guān)系表述為 RS RL VC VRL VRL 其中 VC 為回路電壓為 10V 負載電阻 RL 可調(diào)為 0 5 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 酒精濃度測試儀設計 10 的結(jié)構(gòu)和外形 標準回路 傳感器阻值變化率與酒精濃度 外界溫度的關(guān)系圖如圖 2 4 所示 為了使 測量的精度達到最高 誤差最小 需要找到合適的溫度 一般在測量前需將傳感器預熱 5 分鐘 圖 2 4 傳感器電路 結(jié)構(gòu)及關(guān)系圖 2 32 3 A DA D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 在單片機應用系統(tǒng)中 被測量對象的有關(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 電壓或電流 這些模擬電信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能在 單片機中用軟件進行處理 實現(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 D 轉(zhuǎn)換器 優(yōu)點是精度高 抗干擾性好 價格便宜 但 速度慢 二是逐次逼近式 A D 轉(zhuǎn)換器 精度 速度 價格適中 三是并行 A D 轉(zhuǎn)換器 速度快 價格 也昂貴 該設計中選用的是 ADC0809 屬第二類 是 8 位 A D 轉(zhuǎn)換器 每采集一次需 100 s 0809 具有 8 路 模擬信號輸入端口 地址線 23 25 腳 可決定那一路模擬信號進行 A D 轉(zhuǎn)換 22 腳為地址鎖存控制 當輸入為高電平時 對地址信號進行鎖存 6 腳為測試控制 當輸入一個 2 s 的高電平脈沖時 就開 始 A D 轉(zhuǎn)換 7 引腳為 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標志 當 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時 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 OE 腳為高電平時 A D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 10 腳為 0809 的時鐘輸入端 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 11 2 3 12 3 1 ADC0809ADC0809 的引腳及功能的引腳及功能 根據(jù) A D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理可將 A D 轉(zhuǎn)換器分為兩大類 一類是直接型 A D 轉(zhuǎn)換器 另一類是間 接型 A D 轉(zhuǎn)換器 該設計中的 ADC0809 屬于直接 A D 轉(zhuǎn)換器中的逐次比較型 A D 轉(zhuǎn)換器 逐次比較型 A D 轉(zhuǎn)換器在精度 速度 和價格上都適中 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 2 4 所示 圖 2 4 ADC0809 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 路模擬信號輸入端 D0 D7 是 8 位數(shù)字量輸入端 A B C 與 ALE 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 碼對應 8 個通道地址端口 C A B 000 111 分別對應 IN0 IN7 通道的地址 需要注意的是 ADC0809 雖然有 8 路模擬通道可以同時輸入 8 路模擬信號 但每個瞬間只能換 1 路 各路之間的切換由軟件改變 C A B 引腳上的代碼來實現(xiàn) OE START CLK 為控制信號端 OE 為輸出允許端 START 為啟動信號輸入端 CLK 為時鐘信號 輸入端 VR 和 VR 為參考電壓輸入端 2 3 22 3 2 ADC0809ADC0809 的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理 ADC0809 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 5 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 酒精濃度測試儀設計 12 一次轉(zhuǎn)換需 100 s 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?shù)耐饨与娐?0809 可對 0 5V 的模擬信號進行轉(zhuǎn)換 2 42 4 LEDLED 顯示電路顯示電路 89C51 的 P3 0 P3 3 端口作為四位 LED 數(shù)碼管顯示控制 P3 5 端口用作單路顯示 循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按 鈕 P3 6 端口用作單路顯示時選擇通道 P0 端口作 0809 的 A D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用 P2 端口用作 0809 的 A D 轉(zhuǎn)換控制 START CLK OEVR VR VCC GND EOC D0 D7 三態(tài)輸 出鎖存 器 8 位 A D 轉(zhuǎn)換 器 地址鎖 存與密 碼 C B A ALE 8 路模 擬量開 關(guān) IN7 IN0 圖 2 5 ADC0809 的結(jié)構(gòu)框圖 2 4 12 4 1 LEDLED 顯示器的結(jié)構(gòu)顯示器的結(jié)構(gòu) LED 顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的 常用的 LED 顯示器為 8 段 或 7 段 8 段比 7 段多了 1 個小數(shù) 點 dp 段 每一個段對應 1 個發(fā)光二極管 為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數(shù)字 就要把不同 段的發(fā)光二極管點亮 這樣就要為 LED 顯示器提供代碼 因為這些代碼可使 LED 相應的段發(fā)光 從而 顯示不同字型 因此該代碼稱之為段碼 或稱之為字型碼 7 段發(fā)光二極管 再加上 1 個小數(shù)點位 共計 8 段 因此提供給 LED 顯示器的段碼正好是 1B 表 2 1 各段與字節(jié)中各位對應個關(guān)系 代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 13 顯示段dpgfedcba 由 N 個 LED 顯示塊可拼成 N 位的 LED 顯示器 圖 2 6 是 4 位的 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖 位選線 dp g b adp g b adp g b adp g b a 段碼線 圖 2 6 4 位 LED 顯示器的構(gòu)成 N 個 LED 顯示塊由 N 位位選線和 8 N 根段碼線 段碼線控制顯示字符的字型 而位選線為各個 LED 顯示塊中各段的公共端 它控制該 LED 顯示位的亮或暗 2 4 22 4 2 LEDLED 顯示器的工作原理顯示器的工作原理 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示 2 種顯示方式 靜態(tài)顯示電路中 各位可獨立顯示 只要在該 位的段碼線上保持段碼電平 該位就能保持相應的顯示字符 由于各位分別由 1 個 8 位的數(shù)據(jù)輸出口 控制段碼線 故在同一時間里 每一位顯示的字符可以不相同 這種顯示方式雖然接口編程容易 但 付出的代價是占用口線較多 若用 I O 口線接口 則要占用 4 個 8 位 I O 口 若用鎖存器接口 則要 用 4 片 74L373 芯片 如果顯示的位數(shù)增多 則需要增加鎖存器 因此在顯示位較多的情況下 一般都 采用動態(tài)顯示方式 該設計中采用的就是 LED 動態(tài)顯示方式 原理如下 在多位 LED 顯示時 為簡化硬件電路 通常將所有位的段碼線相應段并聯(lián)在一起 由 1 個 8 位 I O 口控制 形成段碼線的多路復用 而各位的共陽極或共陰極分別由相應的 I O 線控制 形成各位的 分時選通 由于各位的段碼線并聯(lián) 8 位 I O 口輸出的段碼對各個顯示位來說是相同的 因此 在同 一時刻 如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話 4 位 LED 將顯示相同的字符 若要各位 LED 能夠同時 顯示出與本位相應的顯示字符 就必須采用動態(tài)顯示方式 即在某一時刻 只讓某一位的位選線處于 選通狀態(tài) 而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài) 同時 段碼線上輸出相應位要顯示的字符的段碼 這 酒精濃度測試儀設計 14 樣 在同一時刻 4 位 LED 中只有選通的那一位顯示出字符 而其他 3 位則是熄滅的 同樣 在下一時 刻 只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài) 而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài) 在段碼線上輸出將要顯 示字符的段碼 則同一時刻 只有選通位顯示出相應的字符 而其他各位則是熄滅的 如此循環(huán)下去 就可以使各位顯示出將要顯示的字符 雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的 而在同一時刻 只有一位 顯示 其他各位熄滅 但由于 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用 只要每位顯示間隔足夠短 則可以造成多為同時亮的假象 達到同時顯示的效果 4 位 8 段 LED 動態(tài)顯示電路如圖 2 7 所示 8888a dpa dp 段碼線 8 位 I O 位選線 4 位 I O a dp 圖 2 7 4 位 8 段 LED 動態(tài)顯示電 該設計中采用了 4 位 LED 顯示 如圖 2 1 數(shù)字電壓表硬件設計電路圖所示 第一個顯示通道位 第二個顯示所測電壓的個位數(shù)值 第二和第三個顯示小數(shù)位數(shù)值 精確度為 0 01V 3 硬件系統(tǒng)的組成 2 1 單片機開發(fā)流程單片機開發(fā)流程 1 可行性調(diào)研 可行性調(diào)研的目的 是分析完成這個項目的可能性 進行這方面的工作 可參 考國內(nèi)外有關(guān)資料 看是否有人進行過類似的工作 如果有 則可分析他人是如何進行這方面工作的 有什么有點和缺點 有什么值得借鑒的 如果沒有 則需要作進一步的調(diào)研 此時的重點應放在能否 實現(xiàn)這個環(huán)節(jié) 首先從理論上進行分析 探討實現(xiàn)的可能性 所需求的客觀條件是否具備 然后結(jié)合 實際情況 再決定能否立項的問題 2 系統(tǒng)總體方案的設計 在進行可行性調(diào)研后 如果可以立項 下一步工作就是系統(tǒng)總體方案 的設計 工作的重點應放在該項目的技術(shù)難度上 此時可參考這一方面更詳細 更具體的資料 根據(jù) 系統(tǒng)的不同部分和要實現(xiàn)的功能 參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能 提出合理而可行的技術(shù)指標 編寫出 設計任務書 從而完成系統(tǒng)總體方案設計 3 設計方案細化 確定軟硬件功能 一旦總體方案確定下來 下一步的工作就是將該項目細化 即需明確哪些部分用硬件來完成 哪些部分用軟件來完成 由于硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會相互影響 因 此 從簡化電路結(jié)構(gòu) 降低成本 減少故障率 提高系統(tǒng)的靈活性與通用性方面考慮 提倡軟件能實 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 15 現(xiàn)的功能盡可能由軟件來完成 但也應考慮軟件代硬件的實質(zhì)是以降低系統(tǒng)的實時性 增加處理進行 為代價的 而且軟件設計費用 研制周期也將增加 因此系統(tǒng)的軟硬件功能分配應根據(jù)系統(tǒng)的要求及 實際情況而合理安排 統(tǒng)一考慮 在確定軟硬件功能的基礎上 設計者的工作就開始涉及到具體的問 題 如儀器的體積及與具體技術(shù)指標相對應的硬件實現(xiàn)方案 軟件的總體規(guī)劃等 在確定人員分工 安排工作進度 規(guī)定接口參數(shù)后 就比須考慮硬件軟件的具體問題了 4 一個單片機應用系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)研 總體設計 硬件軟件設計 制版 元件安裝后 在系統(tǒng)的程 序存儲器中放入編制好的應用程序 系統(tǒng)即可運行 但一次性成功的幾乎是不是不可能的 由于單片 機在執(zhí)行程序時人工是無法控制的 為了能夠調(diào)試程序 檢查硬件 軟件運行情況 這就需要借助某 種開發(fā)工具模擬用戶實際的單片機 并且能隨時觀察運行的中間過程而不改變運行中有的數(shù)據(jù)性能和 結(jié)果 從而進行模擬現(xiàn)場的真實調(diào)試 2 2 硬件系統(tǒng)框圖硬件系統(tǒng)框圖 基于 AT89S51 單片機用 MQ 3 型氣體傳感器實現(xiàn)酒精氣體濃度的檢測 需要信號采集模塊用于對 酒精濃度信號的采集 該信號是通過 MQ 3 氣體傳感器和負載電壓得到分壓電信號 信號轉(zhuǎn)換模塊用 來把采集到得模擬電壓信號轉(zhuǎn)換位可以用單片機處理的數(shù)字信號 數(shù)碼管顯示模塊是對單片機處理后 的數(shù)字信號的顯示 用來顯示酒精的濃度 報警模塊是對設定值提供報警功能 該功能用發(fā)光二極管 顯示 根據(jù)各功能模塊的設計 可得到它的系統(tǒng)總框圖 如圖 1 所示 酒精 氣敏傳感器 LM3914 發(fā)光二極管 ADC0809 單片機 數(shù)碼管 圖 1 系統(tǒng)總框圖 酒精濃度測試儀設計 16 2 3 信號采集信號采集電路電路 2 3 1 氣體傳感器的選擇氣體傳感器的選擇 根據(jù)被檢測氣體的不同 氣敏傳感器可分為以下三類 1 可燃性氣體氣敏傳感器 目前該類氣敏傳感器需求量最大 包含各種無機和有機類氣體檢測 主要用于抽油煙機 泄露報警器和空氣清新劑等方面 并已經(jīng)形成生產(chǎn)規(guī)模 在油田 礦區(qū) 化工 企業(yè)及家庭等生產(chǎn)和生活領域廣泛用作氣體泄露報普 特別是用于家庭氣體泄露報警 需求量不斷增 加 使該類傳感器有著廣泛的發(fā)展空間 2 CO 和 H2氣敏傳感器 CO 氣敏元件可用于工業(yè)生產(chǎn) 環(huán)保 汽車 家庭等 CO 泄露和不完 全燃燒檢測報警 H2氣敏元件除應用于工業(yè)等領域外 主要用于家庭管道煤氣泄露報警 由于我國管 道煤氣中 H2含量很高 而氫敏元件較氧化碳元件價格低 靈敏度高 因此 用氫敏元件做城市管道煤 氣泄露報警更為適宜 3 毒性氣體傳感器 毒性氣體傳感器又稱為環(huán)境有毒有害氣體傳感器 主要用于檢測煙氣 尾 氣 廢氣等環(huán)境污染氣體 雖然 SnO2氣敏傳感器對 CO H2S 等有毒有害 氣體敏感 但應用最多的仍是電解式化學傳感器 傳感器的分類方式有很多種 以上是根據(jù)被檢測氣體的性質(zhì)進行的分類 也有根據(jù)元件的物理特 性進行分類的 一個新型的氣體檢測系統(tǒng)應該包括 1 基于一種或幾種傳感技術(shù)的氣體傳感器 2 組合了氣體傳感器和采樣調(diào)理電路的探頭 3 配有人機接口軟件的中心監(jiān)測和控制系統(tǒng) 4 在一些應用中 與其它安全系統(tǒng)和儀器的接口 本設計中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的 MQ 3 型 它屬于 MQ 系列氣敏元件的一 種 如圖 2 所示 圖 2 MQ 3 特點 檢測范圍為 10ppm 2000ppm 靈敏度高 輸出信號為伏特級 響應速度快 小于 10 秒 功耗小于 0 75W 尺寸 D17 H10 MQ 3 型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物 二氧化錫 的 N 型半導體微晶燒結(jié)層構(gòu)成 當 其表面吸附有被測氣體酒精分子時 表面導電電子比例就會發(fā)生變化 從而其表面電阻會隨著被測氣 體濃度的變化而變化 由于這種變化是可逆的 所以能重復使用 MQ 3 的靈敏度特性曲線如 圖 3 所示 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 17 圖 3 MQ 3 靈敏度特性曲線 檢測電路如圖 4 所示 當電源開關(guān) S 斷開時 傳感器加熱電流為零 實測 A B 之間電阻大于 20M S 接通 則 f f 之間電流由開始時 155mA 降至 153mA 而穩(wěn)定 加熱開始幾秒鐘后 A B 之間 電阻迅速下降至 10K 以下 然后又逐漸上升至 120K 以上后并保持著 此時如果將酒精溶液樣品靠 近 MQ 3 傳感器 我們立即可以看到數(shù)字萬用表顯示值馬上由原來大于 120K 降至 10K 以下 移開 小瓶過 1 分鐘左右后 A B 之間電阻恢復至大于 120K 這種反應可以重復試驗 但要注意使空氣 恢復到潔凈狀態(tài) 經(jīng)實驗的反復檢測 MQ 3 傳感器可以正常工作使用 對不同濃度的酒精溶液有不 同的變化 響應時間和恢復時間都正常 可以開始作信號采樣模塊電路的設計 圖 4 MQ 3 檢測電路 酒精濃度測試儀設計 18 2 3 2 信號采樣電路信號采樣電路 信號的采樣模塊電路如圖 5 所示 MQ 3 的加熱電阻兩端即 H 引腳接至 5V 直流穩(wěn)壓電源 用于 電阻絲對敏感體電阻的加熱 MQ 3 的兩個 A 引腳相連 作為敏感體電阻的一個電極 MQ 3 的兩個 B 引腳也連接在一起 作為敏感體電阻的另一個電極 將電極斷 A 接到電源正極 電極端 B 接兩個 270 并聯(lián)的電阻 MQ 3 型氣敏傳感器與電位器串聯(lián)構(gòu)成分壓電路 采樣點為電位器的分壓 MQ 3 型氣敏傳感器的 敏感部分是由金屬氧化物 SnO2的 N 型半導體微晶燒結(jié)層構(gòu)成 當其表面吸附有被測氣體酒精分子時 表面導電電子比例就會發(fā)生變化 從而其表面電阻會隨著被測氣體濃度的變化而變化 由于這種變化 是可逆的 所以能重復使用 當氣敏傳感器的敏感體電阻阻值發(fā)生改變時 對應的電位器的分壓值也 會發(fā)生相應的變化 即一個電壓值對應著一個被測酒精氣體濃度 對酒精氣體濃度的采樣就可以轉(zhuǎn)化 為對電位器分壓的采樣 在采樣硬件電路中實際要考慮到 MQ 3 的實際技術(shù)參數(shù) 即加熱電阻和敏感體電阻的大小 該部 分應與電源正極相連 負載電阻要根據(jù) MQ 3 實際的技術(shù)參數(shù)而選擇阻值合適的電阻 應為實驗所用 的 MQ 3 在預熱 5 到 10 分鐘后 它的敏感體電阻只有 120K 所以負載電阻選用兩個 270 并聯(lián) 構(gòu) 成采樣部分的分壓電阻 圖 5 采樣模塊 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 19 2 4 信號轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換電路電路 單片微機是單片微型計算機的譯名簡稱 在國內(nèi)也常稱為 單片微機 或 單片機 它包括中央 處理器 CPU 隨機存儲器 RAM 只讀存儲器 ROM 中斷系統(tǒng) 定時器 計數(shù)器 串行口和 I O 口等等 現(xiàn)在 單片微機已不僅指單片計算機 還包括微計算機 微處理器 微控制器和嵌入式控制器 單片 微機已是它們的俗稱 8 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗 高性能 CMOS8 位單片機 片內(nèi)含 4K 的可系統(tǒng)編 程的 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)生產(chǎn) 兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳 它集 Flash 程序存儲器 既可在線編程也可以用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位 微處理器于單片芯片中 可靈活應用于各種控制領域 AT89S51 提供以下標準功能 4KBFlash 閃存存 儲器 128B 內(nèi)部 RAM 32 個 I O 口線 看門狗 兩個數(shù)據(jù)指針 兩個 16 位定時 計數(shù)器 一個 5 向 量兩級中斷結(jié)構(gòu) 一個全雙工串行通信口 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路 根據(jù)實際需要 本次設計選用的是以 8051 為核心單元 Atmel 公司的低耗 AT89S51 單片機 AT89S51 芯片有 40 條引腳 采用雙列直插式封裝 如圖 6 所示 下面說明各引腳功能 圖 6 AT89S51 芯片管腳 VCC 運行和程序校驗時接電源正端 GND 接地 XTAL1 輸入到單片機內(nèi)部振蕩器的反相放大器 XTAL2 反相放大器的輸出 輸入到內(nèi)部時鐘發(fā)生器 酒精濃度測試儀設計 20 P0 口 8 位漏極開路的 使用片外存儲器時 作低八位地址和數(shù)據(jù)分時復用 能驅(qū)動 8 個 LSTTL 上 拉電阻 P1 口 8 位 準雙向 I O 口 P2 口 8 位 準雙向 I O 口 當使用片外存儲器 ROM 及 RAM 時 輸出高 8 位地址 可以驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載 P3 口 8 位 準雙向 I O 口 具有內(nèi)部上拉電路 提供各種替代功能 P3 0 RXD 串行口輸入口 P3 1 TXD 串行口輸出口 P3 2 外部中斷 0 輸入 P3 3 外部中斷 1 輸入 P3 4 INT0INT1 T0 定時器 計數(shù)器 0 的外部輸入 P3 5 T1 定時器 計數(shù)器 1 的外部輸入 P3 6 低電平有效 WR 輸出 片外存儲器寫選通 P3 7 低電平有效 輸出 片外存儲器讀選通 RD RST 復位輸入信號 高電平有效 在振蕩器工作時 在 RST 上作用兩個機器周期以上的高電平 將 器件復位 VCC 片外程序存儲器訪問允許信號 低電平有效 高電平時選擇片內(nèi)程序存儲器 低電平時程序 EA 存儲器全部在片外而不管片內(nèi)是否有程序存儲器 ALE PROG 地址鎖存允許信號 輸出 ALE 以 1 6 的振蕩頻率固定速率輸出 可作為對外輸出的時 鐘或用作外部定時脈沖 單片機最小系統(tǒng)的設計包括電源 晶振和復位電路三個部分 這是使單片機正常工作的必要外圍電路 部分 針對不同型號的單片機在最小系統(tǒng)設計上會有一些差別 對于選用的 AT89S51 單片機 根據(jù)美 國 ATMEL 公司提供的技術(shù)資料 可以對它的最小系統(tǒng)作恰當?shù)脑O計 如圖 8 所示 9 對于電源部分 技術(shù)資料中性能參數(shù)里給出的標準工作電壓是 4 0 5 5V 因此 單片機的引腳 40 對應的 VCC 接到 5V 電源的正極 引腳 10 對應的 GND 接到 5V 電源的接地端 為 AT89S51 單片 機提供正常的工作電壓 對于晶振部分 AT89S51 單片機中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器 引腳 19 對 應的 XTAL1 和 18 對應的 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端 這個放大器與作為反饋元件的 片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器 如圖 8 所示 石英晶體及電容 C1 和 C2 接在放大器 的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路 石英晶體的兩端分別接到引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2 同時石英晶 體的兩端分別接一個電容 C1 和 C2 電容的另一端接地 對于外接電容 C1 和 C2 的大小雖然沒有十分 嚴格的要求 但電容容量的大小還是會對振蕩頻率的高低 振蕩器工作的穩(wěn)定性 起振的難易程度和 溫度穩(wěn)定性帶來一定的影響 根據(jù)技術(shù)資料的推薦 使用石英晶體推薦電容容量為 30pF 10pF 使用 陶瓷諧振器推薦電容容量為 40pF 10pF 因為電路中接的是石英晶體 所以設計中接的兩個電容 C1 和 C2 的容量都為 33pF 對于復位電路部分 AT89S51 技術(shù)資料給出 當振蕩器工作時 RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上 的高電平將使單片機復位 復位是單片機的初始化操作 當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于 死鎖狀態(tài)時 為了擺脫困境 可以按復位鍵以重新啟動 所以復位電路的設計很有必要 復位操作有 上電自動復位 按鍵電平復位和外部脈沖復位三種方式 本設計選用按鍵電平復位方式 如圖 7 所示 10 F 的電容 C3 與 270 的電阻并聯(lián)后再與一個 10K 的電阻串聯(lián) 電容的正極端接到電源的正極 電容的另一端接至引腳 RST 設計中選用的石英晶體大小為 11 0952MHz 但復位鍵按下后 電容和電 阻選用的參數(shù)值能夠保證給復位端 RST 提供大于 2 個機器周期的高電平復位信號 10 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 21 圖 7 AT89S51 單片機最小系統(tǒng)設計電路 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A D 轉(zhuǎn)換器 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 8 所示 它由 8 路模擬開關(guān) 地址鎖存與譯碼器 比較器 8 位開關(guān)樹型 A D 轉(zhuǎn)換器 逐次逼近寄存器 三態(tài)輸出鎖存器等其它一 些電路組成 因此 ADC0809 可處理 8 路模擬量輸入 且有三態(tài)輸出能力 既可與各種微處理器相連 也可單獨工作 輸入輸出與 TTL 兼容 圖 8 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 芯片有 28 條引腳 采用雙列直插式封裝 如圖 9 所示 下面說明各引腳功能 酒精濃度測試儀設計 22 圖 9 ADC0809 芯片 IN0 IN7 8 路模擬量輸入端 2 1 2 8 8 位數(shù)字量輸出端 ADDA ADDB ADDC 3 位地址輸入線 用于選通 8 路模擬輸入中的一路 如表 1 所示 ALE 地址鎖存允許信號 輸入 高電平有效 START A D 轉(zhuǎn)換啟動信號 輸入 高電平有效 EOC A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 輸出 當 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時 此端輸出一個高電平 轉(zhuǎn)換期間一直為低 電平 OE 數(shù)據(jù)輸出允許信號 輸入 高電平有效 當 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時 此端輸入一個高電平 才能 打開輸出三態(tài)門 輸出數(shù)字量 CLK 時鐘脈沖輸入端 要求時鐘頻率不高于 640KHZ REF REF 基準電壓 Vcc 電源 單一 5V GND 地 ADC0809 的工作過程是 首先輸入 3 位地址 并使 ALE 1 將地址存入地址鎖存器中 此地址 經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器 START 上升沿將逐次逼近寄存器復位 下降沿啟動 A D 轉(zhuǎn) 換 之后 EOC 輸出信號變低 指示轉(zhuǎn)換正在進行 直到 A D 轉(zhuǎn)換完成 EOC 變?yōu)楦唠娖?指示 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器 這個信號可用作中斷申請 當 OE 輸入高電平 時 輸出三態(tài)門打 開 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上 當檢測到酒精氣味時 氣體傳感器的 A B 間電阻變小 則 ADC0809 的模擬輸入端 IN0 的電壓變 大 采用查詢方式對輸入模擬信號進行 A D 轉(zhuǎn)換 然后將數(shù)據(jù)通過三位八段數(shù)碼管顯示 表 1 ADC0809 通道地址 榆林學院本科畢業(yè)設計 論文 23 ADDC ADDB ADDA 選通通道 0 0 0IN0 0 0 1IN1 0 1 0IN2 0 1 1IN3 1 0 0IN4 1 0 1IN5 1 1 0IN6 1 1 1IN7 ADC0809 芯片內(nèi)部沒有時鐘脈沖源 可以用單片機提供的地址鎖存控制輸入信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā) 器二分頻后 作為 ADC0809 的時鐘輸入 ALE 端信號的頻率是單片機時鐘頻率的 1 6 單片機的時 鐘頻率是 11 0952MHz 則 ALE 端輸出信號的頻率為 1 8492MHz 再二分頻后為 0 9246Hz 符合 ADC0809 對時鐘頻率的要求 由于 ADC0809 具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)瑣存器 其 8 位數(shù)據(jù)輸出端可以直接 與數(shù)據(jù)總線相連 地址選通端 ADDA ADDB ADDC 分別與單片機地址總線的低三位 A0 A1 A2 相連 用于選通 IN0 IN7 中的某一通道 由于 ALE 和 START 連在一起 ADC0809 在鎖存通道地址的 同時啟動 A D 轉(zhuǎn)換 在讀取 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)果時 OE 產(chǎn)生的正脈沖信號用于打開三態(tài)輸出鎖存器 ADC0809 的 EOC 信號與單片機的 P3 3 相連 作為 A D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號供單片機查詢 ADC0809 與 AT89S51