目錄HYPERLINK\l"_Toc200609096"第１章緒論1HYPERLINK\l"_Toc200609097"1.1引言11HYPERLINK\l"_Toc200609098"第２章概述3HYPERLINK\l"_Toc200609099"2.1系統總概概述3HYPERLINK\l"_Toc200609100"2.2總體方案案設計3HYPERLINK\l"_Toc200609101"2.3硬件設計計3HYPERLINK\l"_Toc200609102"2.4軟件設計計4HYPERLINK\l"_Toc200609103"2.5硬件結結構框圖2..14HYPERLINK\l"_Toc200609104"2.6軟件結結構框圖2..24HYPERLINK\l"_Toc200609105"第3章硬件設計計5HYPERLINK\l"_Toc200609106"3.1硬件件設計主電路路圖見附錄99.15HYPERLINK\l"_Toc200609107"3.2硬件件選擇5HYPERLINK\l"_Toc200609108"3.2.1MCU的選選擇與簡介55HYPERLINK\l"_Toc200609109"3.2.2單片機最小小系統的實現現10HYPERLINK\l"_Toc200609110"3.2.3數據采集系系統13HYPERLINK\l"_Toc200609111"3.2.4模數轉換的的選擇與簡介介14HYPERLINK\l"_Toc200609112"3.2.5按鍵選擇與與簡介16HYPERLINK\l"_Toc200609113"3.2.6外圍擴充存存儲器17HYPERLINK\l"_Toc200609114"3.2.7時鐘芯片選選擇與簡介118HYPERLINK\l"_Toc200609115"3.2.8上拉電阻200HYPERLINK\l"_Toc200609116"3.2.9液晶顯示器器簡介。200HYPERLINK\l"_Toc200609117"3.2.10報警電路233HYPERLINK\l"_Toc200609118"3.2.11硬件仿真環環境介紹244HYPERLINK\l"_Toc200609119"第4章軟件設計計26HYPERLINK\l"_Toc200609120"4.1編寫語言言的選擇266HYPERLINK\l"_Toc200609121"4.2編譯軟軟件介紹277HYPERLINK\l"_Toc200609122"4.3主程序模模塊32HYPERLINK\l"_Toc200609123"4.4模數轉換換33HYPERLINK\l"_Toc200609124"4.5按鍵模塊塊33HYPERLINK\l"_Toc200609125"4.6時鐘模塊塊34HYPERLINK\l"_Toc200609126"4.7液晶顯示示模塊34HYPERLINK\l"_Toc200609127"第5章系統仿真真35HYPERLINK\l"_Toc200609128"第6章結束語337HYPERLINK\l"_Toc200609129"致謝38HYPERLINK\l"_Toc200609130"參考文獻39HYPERLINK\l"_Toc200609131"附錄40HYPERLINK\l"_Toc200609132"附錄一硬件設計計主電路圖440HYPERLINK\l"_Toc200609133"附錄二檢測主程程序程序411HYPERLINK\l"_Toc200609134"附錄三ADDC08322程序46HYPERLINK\l"_Toc200609135"附錄四按鍵程序序50HYPERLINK\l"_Toc200609136"附錄五時鐘程序序51HYPERLINK\l"_Toc200609137"附錄六液晶程序序56HYPERLINK\l"_Toc200609138"附錄七主程序嵌嵌套子程序660第１章緒論論1.1引言甲醛的特性及危危害甲醛是一種無色色，有強烈刺刺激性氣味的的氣體。易溶溶于水、醇和和醚。甲醛在在常溫下是氣氣態，通常以以水溶液形式式出現。其37%的水溶液稱稱為福爾馬林林，醫學和科科研部門常用用于標本的防防腐保存。此此溶液沸點為為19.5℃故在室溫時時極易揮發，隨隨著溫度的上上升甲醛的揮揮發速度加快快。在我國有有毒化學品優優先控制名單單中甲醛列居居第二位。甲甲醛已被世界界衛生組織確確定為致癌和和致畸形物質質。甲醛是原原漿毒物，能能與蛋白質結結合，吸入高高濃度甲醛后后會出現呼吸吸道的嚴重刺刺激和水腫、眼眼刺痛、頭痛痛，也可發生生支氣管哮喘喘皮膚直接接接觸甲醛，可可引起皮炎、色色斑、壞死。經經常吸入少量量甲醛，能引引起慢性中毒毒，出現粘膜膜充血、皮膚膚刺激癥、過過敏性皮炎、指指甲角化和脆脆弱等。全身身癥狀有頭痛痛、乏力、心心悸、失眠、體體重減輕以及及植物神經紊紊亂等。甲醛的來源1.室內裝修所所用的合成板板材，如膠合合板、細木工工板、高密度度板、刨花板板。這些板材材中甲醛起膠膠合劑、防腐腐劑的作用，主主要用于加強強板材的硬度度、防蟲、防防腐。板材中中殘留的和未未參與反應的的甲醛逐漸向向周圍環境釋釋放，是室內內空氣中甲醛醛的主要來源源。2.用合成板材材制造的家具具，廠家為了了追求利潤使使用不合格的的板材，再粘粘貼面材料時時使用不合格格的膠水，造造成家具中甲甲醛含量超標標。3.含有甲醛成成分并有可能能向外界散發發的各類裝飾飾材料，如壁壁紙、地毯、油油漆。1.2甲醛檢測測儀的種類目前，市場上甲甲醛檢測儀的的種類是多種種多樣，其中中較常見的是是采用試驗紙紙光電光度法法，即：當甲甲醛氣體吹到到浸有發色劑劑的試紙上時時,與浸有發色色劑的TAB組合就會因因發生化學反反應而變色。甲甲醛同試紙接接觸后含在紙紙里的試藥就就會同甲醛反反應生成化合合物，顏色就就會從白色變變成黃色。變變色的程度可可反映出所受受光的反射光光量，反射光光量的強度變變化率可以作作為被測氣體體的甲醛含量量的應答值。預預先設定檢測測線，便可通通過測量其反反應率來測出出甲醛氣體的的濃度值。在在氣體的采集集方面有的是是采用自動吸吸引式（內藏藏微型氣泵），有有的采用擴散散式。對于試試驗紙光電光光度法來分析析甲醛的濃度度，它的優點點是靈敏度高高，操作簡便便，測定速度度快。而該方方法在分析甲甲醛濃度時往往往采用的是是目視比色法法，它的缺點點是：1.由于許多有有色溶液不夠夠穩定，不能能久存，經常常需要在測定定的同時配制制溶液，比較較費時費事。2.目視比色的的準確度低，一一般相對誤差差為±5～20%。本論文設設計的便攜式式甲醛檢測儀儀所涉及的甲甲醛傳感器是是電化學傳感感器。它可以以將甲醛氣體體的濃度轉換換為微弱的電電流信號。這這樣就可以通通過電流電壓壓變換電路將將微弱的電流流信號轉換為為可以測量的的穩定的電壓壓信號，增強強了電信號的的穩定性。第２章概述述2.1系統總概概述本論文主要完成成甲醛檢測儀儀軟件設計，設設計內容包括括：A/D轉換器器程序、控制制程序、超標標報警、鍵盤盤檢測、數據據顯示等。本系統采用單片片機為控制核核心，以實現便攜式甲甲醛檢測儀的的基本控制功功能。系統主主要功能內容容包括：數據據處理、時間間設置、開始始測量、超標標報警、鍵盤盤檢測、自動動休眠：儀器器若不進行稱稱量操作，55分鐘后自動動進入休眠模模式，以降低低電源消耗。本系統設計采用用功能模塊化化的設計思想想，系統主要要分為總體方方案設計、硬硬件和軟件的的設計三大部部分。2.2總體方案案設計室內甲醛污染對對人身體健康康影響較大，標標準規定的方方法絕大多數數是化學分析析法,使用的手段段是實驗室分分析儀器主要有比色色計、分光光度計計、化學滴定定、氣相和液相相色譜。但這這些方法費力力費時、成本本高、自動化化程度低過程程復雜、大多多數過程是人人工操作很難難做到現場實實時控制隨著著傳感器和計計算機技術的的不斷發展，現現已有了基于于單片機的便便攜式甲醛測測試儀，并且且測試測試范范圍、分辨率率、精度、穩穩定性已接近近標準要求。因因此本設計可選用用基于電化學學原理的甲醛醛傳感器，其其原理是空氣氣中的甲醛在在電極下發生生氧化反應，產產生的擴散電電極電流與空空氣中的甲醛醛濃度成正比比，通過檢測測放大電路和和放大倍數的的調整經A//D轉換后送送單片機、由單片機機現場自動控控制檢測并顯顯示甲醛濃度度。由于甲醛醛含量超量的的話，將對人人體健康造成成很大的影響響。具有民用價值的便便攜式甲醛檢檢測儀的研制制受到了人們們的高度重視視。設計能夠夠滿足生活需需要，攜帶方方便的便攜式式甲醛檢測儀儀迫在眉睫。針針對目前的現現狀，本系統設計遵遵守體積小，質質量輕，性價價比高的原則則。2.3硬件設計計硬件設計部分主主要包括：（MCU、A/D、時鐘芯片片、LCD、外圍擴展展數據RAM）等芯片的的選擇；硬件主電路路設計、數據據采集、模數數轉換電路設設計、液晶顯顯示電路設計計、外圍擴充充存儲器接口口電路、時鐘鐘電路、復位位電路、鍵盤盤接口電路等等功能模塊電電路設計。2.4軟件設計計軟件設計部分主主要包括：編編寫語言的選選擇、主程序序/子程序流程程的設計、功功能模塊程序序的編寫、軟軟/硬件結合調調試與演示。主主要包括一下下功能模塊：：51驅動、檢測測、液晶顯示示、時鐘、鍵鍵盤、模數軟軟換。2.5硬件結結構框圖2..1圖2.12.6軟件結結構框圖2..2圖2.2第3章硬件件設計3.1硬件件設計主電路路圖見附錄9.13.2硬件件選擇MCU的選擇與與簡介1.單片機的的概念和特點點現代社會中，盡盡管PC機的應用已已經相當普遍遍，但是，在在工控領域，在在日益追求小小而精、輕而而薄的自動化化控制器、自自動化儀器儀儀表、家電產產品等方面,PC機仍有所不不相適宜的地地方。而工業業控制、儀器器儀表、家電電產品等市場場廣闊，要求求PC機技術與之之相適應。在在這種情況下下，單片機應應運而生了（也也稱作微型計計算機）。微型計算機的基基本機構是由由中央處理器器、儲存器、和I/O設備構成的。所謂的單片機是指將微型計算機3個單元的多個分體中的主要功能用1個集成電路芯片來實現，該芯片具有一個微型計算機的基本功能。這種超大規模集成電路芯片即稱為單片微型計算機，通常簡稱單片機。單片機具有以下下特點：(1)受集成度度限制，片內內存儲容量較較小，一般8位單片機的ROM小于8/16K字節，RAM小于256字節，但可可在外部擴展展，通常ROM、RAM可分別擴展展至64K字節。(2)可靠性好好。芯片本身身是按工業測測控環境要求求設計的，其其抗工業噪聲聲干擾優于一一般通用CPU；程序指令令及常數、表表格固化在ROM中不易破壞壞；許多信號號通道均在一一個芯片內，故故可靠性高。(3)易擴展。片片內具有計算算機正常運行行所必需的部部件。芯片外外部有許多供供擴展用的三三總線及并行行、串行輸入入/輸出管腳，很很容易構成各各種規模的計計算機應用系系統。(4)控制功能能強。為了滿滿足工業控制制要求，一般般單片機的指指令系統中具具有極豐富的的條件分支轉轉移指令、I/O口的邏輯操操作以及位處處理功能。一一般說來，單單片機的邏輯輯控制功能及及運行速度均均高于同一檔檔次的微處理理器。(5)一般單片片機內無監控控程序或系統統通用管理軟軟件，只放置置有用戶調試試好的應用程程序。但近年年來也開始出出現了在片內內固化有BASIC解釋程序的的單片機。2.單片機的的發展與趨勢勢由于單片機具有有以上特點，因因此在工業控控制、數據采采集、智能儀儀器儀表、智智能化設備和和各種家用電電器等領域得得到廣泛的應應用。隨著微微電子工藝水水平的提高，近近十年來單片片微型計算機機有了飛速的的發展。歸納納起來，它是是沿著兩條路路發展的：1.改進集成電電路制造工藝藝，提高芯片片的工作速度度，降低工作作電壓和降低低功耗：2.在保留共同同的CPU體系結構，最最基本的外設設裝置（如異異步串行口，定定時器等）和和一套公用的的指令系統的的基礎上，根根據不同的應應用領域，把把不同的外設設裝置集成到到芯片內，在在同一個家族族內繁衍滋生生出各種型號號的單片機。另另外在單片機機的應用中，可可靠性是首要要因素，為了了擴大單片機機的應用范圍圍和領域，提提高單片機自自身的可靠性性是一種有效效方法。近年年來，單片機機的生產廠家家在單片機設設計上采用了了各種提高可可靠性的新技技術，主要表表現在一下幾幾點：(1)EFFT(EleectriccalFaastTrransieent)技術(2)低噪音布布線技術及驅驅動技術(3)采用低頻頻時鐘總之，單片機在在目前的發展展形勢下，表表現出幾大趨趨勢：可靠性及應用水水平越來越高高，和interrnet連接已是一一種明顯的走走向；所集成的部件越越來越多；功耗越來越低；；和模擬電路結合合越來越多。3.單片機選擇擇=1\*GB2⑴本系統采用用單片機為控控制核心。單單片機/MCU主要有51基本型和52增強型，而而相比之下52型比51型功能更為為強大，ROM和RAM存儲空間更更大，52還兼容51指令系統。基基于本系統設設計內容的需需要，綜合考考慮后，我們們選擇單片機機ATME公司的AT89CC52為控制核心心；主要基于于考慮AT889C52是一個低電電壓，高性能能CMOS8位單片機，片片內含8kbyytes的可反復擦擦寫的Flash只讀程序存存儲器和256bbytes的隨機存取取數據存儲器器（RAM）、6個中斷源；；時鐘頻率0-24MMHz；器件采用高高密度、非易易失性存儲技技術生產，并并兼容標準MCS-551指令系統，功功能強大。(2)AT899C52介紹AT89C522是美國ATMEL公司生產的的低電壓，高高性能CMOS8位單片機，片片內含8Kbyytes的可反復擦擦寫的只讀程程序存儲器(PEROOM)和256Kbytess的隨機存取取數據存儲器器，器件采用用ATMEL公司的高密密度，非易失失性存儲技術術生產，與標標準MCS-551指令系統及8052產品引腳兼兼容，片內置置通用8位中央處理理器和FLASH存儲單元，功功能強大，AT89CC52單片機適合合于許多較為為復雜控制應應用場合。主要性能參數：：與MCS-511產品指令和和引腳完全兼兼容8K字節可重擦擦寫FLASH閃存存儲器器1000次寫//擦循環時鐘頻率：0HHz—24MHzz三級加密存儲器器256字節內部部RAM32個可編程II/O口線3個16位定時時/計數器圖3.1引腳圖6個中斷源可編程串行UAART通道低功耗的空閑和和掉電模式片內振蕩器和時時鐘電路AT89C522有40個引腳，32個外部雙向向輸入/輸出（I/O）端口，同同時內含2個外中斷口口，3個16位可編程定定時計數器,2個全雙工串串行通信口，2個讀寫口線線，片內振蕩蕩器及時鐘電電路，AT89CC52可以按照常常規方法進行行編程，也可可以在線編程程。同時，AT89CC52可降至0Hz的靜態邏輯輯操作，并支支持兩種軟件件可選的節電電工作模式。空空閑方式停止止CPU的工作，但但允許RAM，定時/計數器，串串行通信口及及中斷系統繼繼續工作。掉掉電方式保存存RAM中的內容，但但振蕩器停止止工作并禁止止其他所有部部件工作直到到下一個硬件件復位。其將將通用的微處處理器和Flash存儲器結合合在一起，特特別是可反復復擦寫的Flash存儲器可有有效地降低開開發本.AT89CC52有PDIP、PQFP//TQFP及PLCC等三種封裝裝形式，以適適應不同產品品的需求。AT89C522引腳功能：：·Vcc：電源源電壓·GNDD：地·P0口口：P0口是一組8位漏極開路路型雙向I/O口，也即地地址/數據總線復復用口。作為為輸出口用時時，每位能吸吸收電流的方方式驅動8個TTL邏輯門電路路，對端口P0寫“1”時，可作為為高阻抗輸入入端用。在訪問問外部數據存存儲器或程序序存儲器時，這這組口線分時時轉換地址（低8位）和數據總線復用，在訪問器件激活內部上拉電阻。在Fllash編程時，P0口接收指令令字節，而在在程序校驗時時，輸出指令令字節，校驗驗時，要求外外接上拉電阻阻。·P1口口：P1是一個帶內內部上拉電阻阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖沖級可驅動（吸吸收或輸出電電流）4個TTL邏輯門電路路。對端口寫寫“1”，通過內部部的上拉電阻阻把端口拉到到高電平，此此時可作輸入入口。作輸入入口使用時，因因為內部存在在上拉電阻，某某個引腳被外外部信號拉低低時會輸出一一個電流（IIL）。與AAT89C551不同之處是是，P1.0和P1.1還可分別作作為定時/計數器2的外部計數數輸入（P1.0//T2）和輸入(P1.11/T2EXX)，參見表2-1。Flash編程程和程序校驗驗期間，P1接收低8位地址。表表2-1為P1.0和P1.1的第二功能能表3-1P1..0和P1.1的第二功能能·P2口：P22是一個帶有有內部上拉電電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖沖級可驅動（吸吸收或輸出電電流）4個TTL邏輯門電路路。對端口P2寫“1”，通過內部部的上拉電阻阻把端口拉到到高電平，同同時可作輸入入口，作輸入入口使用時，因因為內部存在在上拉電阻，某某個引腳被外外部信號拉低低時會輸出一一個電流（IIL）。在訪問問外部程序存存儲器或16位地址的外外部數據存儲儲器（例如執執行MOV@DDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數據據。在訪問8位地址的外外部數據存儲儲器（如執行行MOV@RRI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內內容。Flaash編程或校驗驗時，P2亦接收高位位地址和一些些控制信號。·P3口口：P3口時一組帶帶有內部上拉拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖沖級可驅動（吸吸收或輸出電電流）4個TTL邏輯門電路路。對P3口寫入“1”時，它們被被內部上拉電電阻拉高并可可作為輸入端端口。此時，被被外部拉低的的P3口將用上拉拉電阻輸出電電流（IIL）。P3口作為一般般的I/O口線外，更更重要的用途途是它的第二二功能，如表表2-2所示：此外，P3口還還接收一些用用于Flash閃速存儲器器編程和程序序校驗的控制制信號。·RSTT：復位輸入入。當振蕩器器工作時，RST引腳出現兩兩個機器周期期以上高電平平將使單片機機復位。·ALE/：當當訪問外部程程序存儲器或或數據存儲器器時，ALE(地址鎖存允允許)輸出脈沖用用于鎖存地址址的低8位字節。一一般情況下，ALE仍以時鐘振振蕩頻率的1/6輸出固定的的脈沖信號，因因此它可對外外輸出時鐘或或用于定時目目的。要注意意的是：每當當訪問外部數數據存儲器時時將跳過一個個ALE脈沖。表3-2P3口口第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入入口）P3.1TXD（串行輸出出口）P3.2（外中斷0）P3.3（外中斷1）P3.4T0（定時/計數器00）P3.5T1（定時/計數器11）P3.6（外部數據存儲器器寫選通）P3.7(外部數據存儲器讀讀選通)對Fllash存儲器編程程器件，改引引腳還用于輸輸入編程脈沖沖（）。如有必必要，可通過過對特殊功能能寄存器（SFR）區中的8EH單元的D0位復位，可可禁止ALE操作。該位位置復位后，只只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外外，該引腳會會被微弱拉高高，單片機執執行外部程序序時，應設置置ALE禁止位無效效。·：程序序儲存允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。在次期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次信號。·/VPPP：外部訪問問允許。欲使使CPU僅訪問外部部程序存儲器器（地址為0000HH-FFFHH），端必須保保持低電平（接接地）。需要要注意的是：如如果加密位LB1被編程程，復位時內內部會鎖存端端狀態。如端端為高電平（接Vcc端），CPU則執行內部程序存儲器中的指令。Fllash存儲器編程程時，該引腳腳加上＋12V的編程允許許電源Vpp,當然這必須須是該器件是是使用12V編程電壓Vpp。·XTAAL1：振蕩器反反相放大器及及內部時鐘發發生器的輸入入端。·XTAL2：：振蕩器反相相放大器的輸輸出端。單片機最小系統統的實現介紹完以上的單單片機系統的的核心芯片之之后，我們采采用AT89CC52來實現一個個單片機系統統能運行起來來的需求最小小的系統，電電路圖見圖3.2：圖3.2單片機最小小系統圖上圖由晶振電路路和復位電路路，AT89CC52芯片組成，構構成最小的單單片機系統，下面詳細介紹其其中的兩個電電路。（1）晶振電路路單片機工作的過過程中各指令令的微操作在在時間上有嚴嚴格的次序，這這種微操作的的時間次序稱稱作時序，單單片機的時鐘鐘信號用來為為單片機芯片片內部各種微微操作提供時時間基準，89c52的時鐘產生生方式有兩種種，一種是內內部時鐘方式式，一種是外外部時鐘方式式。內部時鐘鐘方式即在單單片機的外部部接一個晶振振電路與單片片機里面的振振蕩器組合作作用產生時鐘鐘脈沖信號，外外部時鐘方式式是把外部已已有的時鐘信信號引入到單單片機內，此此方式常用于于多片89C52單片機同時時工作，以便便于各單片機機的同步，一一般要求外部部信號高電平平的持續時間間大于20ns.且為頻率低低于12MHz的方波。對對于CHMOS工藝的單片片機，外部時時鐘要由XTAL1端引入，而XTAL2端應懸空。本系統中為了盡盡量降低功耗耗的原則，采采用了內部時時鐘方式。電路圖見圖3..33：圖3.3晶晶振電電路圖在89C552單片機機的內部有有一一個震蕩電電路路，只要在在單單片機的XTAL1和XTAL2引腳外接石石英晶體（簡簡簡稱晶振）就就就構成了自自激激振蕩器并并在在單片機內內部部產生時鐘鐘脈脈沖信號，圖圖圖中電容器C1和C2穩定頻率和和快速起振振，電電容值在5—30pF，典型值是22pF，晶振CYS選擇的是12MHz。（2）復位電路路復位的意義單片機開始工作作的的時候，必必須須處于一種種確確定的狀態態，否否則，不知知哪哪是第一條條程程序和如何何開開始運行程程序序。端口線線電電平和輸入入輸輸出狀態不不確確定可能使使外外圍設備誤誤動動作，導致致嚴嚴重事故的的發發生；內部部一一些控制寄寄存存器（專用用寄寄存器）內內容容不確定可可能能導致定時時器器溢出、程程序序尚未開始始就就要中斷及及串串口亂傳向向外外設發送數數據據……..因此，任何何單片機在在開開始工作前前，都都必須進行行一一次復位過過程程，使單片片機機處于一種種確確定的狀態態。復位電路原理當在89C522單單片機的RST引腳引入高高電平并保保持持2個機器周期期時，單片片機機內部就執執行行復位操作作（若若該引腳持持續續保持高電電平平，單片機機就就處于循環環復復位狀態）。實際應用中，復復位位操作有兩兩種種基本形式式：：一種是上上電電復位，另另一一種是上電電與與按鍵均有有效效的復位，上上上電復位見圖3.4，要求接通電電源后，單單片片機自動實實現現復位操作。常常用的上電電復復位電路如如下下圖所示。上上電瞬間RST引腳獲得高高電平，隨隨著著電容C1的充電，RST引腳的高電電平將逐漸漸下下降。圖3.4上電復復位電路圖圖RST引腳的高高電電平只要能能保保持足夠的的時時間（2個機器周期期），單片片機機就可以進進行行復位操作作。該該電路典型型的的電阻和電電容容參數為：：晶晶振為12MHz時，C1為22uF：R1為8.2；振為6MHz時，C1為22uF，R1為1.本設計中復位電電路路采用的是開關復位電電路，開關S9未按下是上上電復位電電路路，上電復復位位電路在上上電電的瞬間，由由由于電容上上的的電壓不能能突突變，電容容處處于充電（導導導通）狀態態，故RST腳的電壓與VCC相同。隨著著電容的充電電，RST腳上的電壓壓才慢慢下降降。選擇合理理的充電常數數，就能保證證在開關按下下時是RST端有兩個機機器周期以上上的高電平從從而使AT89CC52內部復位。開開關按下時是是按鍵手動復復位電路，RST端通過電阻阻與VCC電源接通，通通過電阻的分分壓就可以實實現單片機的的復位。電路路圖見圖3.5：圖3.5復位位電路圖3.2.3數據據采采集系統(1)從傳感器器過過來的電壓壓信信號，必須須放放大，濾波波，采采集，轉換換才才能被MCU識別和處理。由由于假若每每一一路都設置置放放大、濾波波等等器件，那那么么成本會很很大大，所以信信號號的采集一一般般用多路模模擬擬通路進行行選選擇。然而而選選擇多路模模擬擬開關時必必須須考慮以下下的的幾個因素素：：通道數量量、切切換速度、開開開關電阻和和器器件的封裝裝形形式。總之之數數據采集與與硬硬件的選擇擇有有很大的關關系系。（2）甲醛傳感感器的選擇擇甲醛傳感器由甲甲醛醛探頭CH20傳感器組成成。甲醛傳感感器/甲醛模塊（CH2O傳感器）詳詳細介紹如下下表3-3：(3)測量電路路測量電路由CHH220/S--110甲醛傳感器器，ADC08832組成。甲醛傳感器由由甲甲醛探頭和CH20傳感器組成成。當空氣氣被被內部的采采樣樣系統吸收收后后，產生一一個個與甲醛濃濃度度成正比的的電電壓信號，該電壓信號號經AD08332與AT89CC52單片機相連連，在顯示示器器上顯示出出甲甲醛的濃度度值值，當超過過國國家規定的的標標準時報警警。表3-3傳感感器參參數表名稱甲醛傳感器CCH2O/SS-10:測量范圍0-10pppm最大負荷50ppm工作壽命空氣中3年輸出1200±3000nA/pppm4-200mA(甲醛模塊分辨率0.05ppmm溫度范圍-20℃to45℃壓力范圍大氣壓±10%響應時間(T90)〈50secoonds濕度范圍-20℃to45℃零點輸出(純凈凈空體，200℃)〈0.1ppmm最大零點漂移(220℃to40℃)0.1ppm長期漂移〈2%/每月推薦負載值10Ω線性度輸出線性重量約32克3.2.4模數數轉轉換的選擇擇與與簡介=1\*GB2⑴實現A/D轉轉換的基本本方法很多多，有有計數法、逐逐逐次逼近法法、雙雙斜積分法法和和并行轉換換法法。由于逐逐次次逼近式A/D轉換具有速速度，分辨辨率率高等優點點，而而且采用這這種種方法的ADC芯片成本低低，所以我我們們采用逐次次逼逼近式A/D轉換器。逐逐次逼近型ADC包括1個比較器、一一一個模數轉轉換換器、1個逐次逼近近寄存器（SAR）和1個邏輯控制制單元。逐逐次次逼近型是是將將采樣信號號和和已知電壓壓不不斷進行比比較較，一個時時鐘鐘周期完成1位轉換，依依次類推,轉換完成后后，輸出二二進進制數。這這類類型ADC的分辨率和和采樣速率率是是相互牽制制的的。優點是是分分辨率低于12位時，價格格較低，采采樣樣速率也很很好好。=2\*GB2⑵由于ADC00832模模數轉換器器具具有8位分辨率、雙雙雙通道A/D轉換、輸入入輸出電平平與與TTL/CCMOS相兼容、5V電源供電時時輸入電壓壓在在0～5V之間、工作作頻率為250KHHZ、轉換時間間為32微秒、一般般功耗僅為15MW等優點，適適合本系統統的的應用，所所以以我們采用ADC08832為模數轉換換器件。電路路圖見圖3.6如下：：=3\*GB2⑶ADC08332具有以下特特點：·8位分分辨率；；·雙通道道A/D轉換換；·輸入輸輸出電平與TTTTL/CCMMOS相兼容；·5V電電源供電電時輸入電電壓壓在0~5V之間；·工作頻頻率為2500KHZ，轉換時間間為32μS；圖圖33.6模數轉換電電路圖·一般功耗僅僅為155mW；·8P、14PP—DIP（雙列直插插）、PICC多種封裝；；·商用級級芯片溫寬為為為0°Cttoo+700°°C，工業級級芯片溫寬寬為為?40°Ctto+8855°C；芯片接口說說明明：·CS__片選選使能，低低電電平芯片使使能能。·CH00模擬擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。·CH11模擬擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。·GNDD芯片片參考0電位（地）。·DI數據信信號輸入，選選選擇通道控控制制。·DO數據信信號輸出，轉轉轉換數據輸輸出出。·CLKK芯片片時鐘輸入入。·Vccc/REEF電源輸入及及參考電壓壓輸輸入（復用用）。ADC08832為8位分辨率A/D轉換芯片，其其其最高分辨辨可可達256級，可以適適應一般的模模擬量轉換換要要求。其內內部部電源輸入入與與參考電壓壓的的復用，使使得得芯片的模模擬擬電壓輸入入在在0~5V之間。芯片片轉換時間間僅僅為32μS，據有雙數數據輸出可可作作為數據校校驗驗，以減少少數數據誤差，轉轉轉換速度快快且且穩定性能能強強。獨立的的芯芯片使能輸輸入入，使多器器件件掛接和處處理理器控制變變的的更加方便便。通通過DI數據輸入端端，可以輕輕易易的實現通通道道功能的選選擇擇。單片機對ADCC00832的控制原理理：正常情況下下AADC088332與單片機的的接口應為4條數據線，分分分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時時并未同時時有有效并與單單片片機的接口口是是雙向的，所所所以電路設設計計時可以將DO和DI并聯在一根根數據線上上使使用。當ADC08832未工作時其CS輸入端應為為高電平，此此此時芯片禁禁用用，CLK和DO/DII的電平可任任意。當要要進進行A/D轉換時，須須先將CS使能端置于于低電平并并且且保持低電電平平直到轉換換完完全結束。此此此時芯片開開始始轉換工作作，同同時由處理理器器向芯片時時鐘鐘輸入端CLK輸入時鐘脈脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道道功能選擇擇的的數據信號號。在在第1個時鐘脈沖沖的下沉之之前前DI端必須是高高電平，表表示示啟始信號號。在在第2、3個脈沖下沉沉之前DI端應輸入2位數據用于于選擇通道道功功能，(4)測量量程程本系統的量程為為00-10ppppm。由于我所所使用的是8位ADC08832,所以本系統統的精度為為：：10ppmm/2566==0.03399ppm。3.2.5按鍵鍵選選擇與簡介介=1\*GB2⑴本系統應用有有人機機對話功能能，該該功能即能能隨隨時發出各各種種控制命令令和和數據輸入入以以及和LCD連接顯示運運行狀態和和運運行結果。鍵鍵鍵盤分為：：獨獨立式和矩矩陣陣式兩類，每每每一類按其其編編碼方法又又可可以分為編編碼碼和非編碼碼兩兩種。由于于本本系統只有UP、DOWN、OK、CANCEEL4個控控制命令，所所所需按鍵較較少少，所以本本系系統選擇獨獨立立式按鍵。電電電路圖見圖3.7：圖3..77按鍵電路圖圖=2\*GB2⑵獨立式按鍵是是直接接用I/O口線構成的的單個按鍵鍵電電路。每個個獨獨立式按鍵鍵占占有一根I/O口線。各根I/O口線之間不不會相互影影響響。在此電電路路中，按鍵鍵輸輸入部采用用低低電平有效效，上上拉電阻保保證證了按鍵斷斷開開時，I/O口線有確定定的高電平平，（AT89CC52.PP1口內部接有有上拉電阻）所所以就不需要要再外接上拉拉電阻。=3\*GB2⑶鍵盤抖動的消消除：：抖動的消消除除大致可以以分分為硬件削削抖抖和軟件削削抖抖。①硬件削抖是采采用硬硬件電路的的方方法對鍵盤盤的的按下抖動動及及釋放抖動動進進行削抖，經經經過削抖電電路路后使按鍵鍵的的電平信號號只只有兩種穩穩定定狀態。②軟件削抖的基基本原原理是當檢檢測測出鍵盤閉閉合合時，先執執行行一個延時時子子程序產生生數數毫秒的延延時時，待接通通時時的前沿抖抖動動消失后再再判判別是否有有健健按下。當當按按鍵釋放時時，也也要經過數數毫毫秒延時，待待待后沿抖動動消消失后再判判別別鍵是否釋釋放放。③由于應用硬件件削抖抖還需要外外加加器件，成成本本相對較高高，所所以本系統統選選擇軟件延延時時削抖的方方法法。3.2.6外圍圍擴擴充存儲器器基于AT89CC52單單片機具有8KB的程序存儲儲器（ROM），256B的數據存儲儲器（RAM），由于考考慮到本系系統統的數據處處理理與存儲所所需需的容量，現現現在需要擴擴充充存儲器的的容容量。在應應用用中要保存存一一些參數和和狀狀態，據了了解解基于EEPROOM的存儲芯片片是一種很很好好的選擇。我我我們選定了AT24CC128存儲器。電路路圖見圖3.8：圖3.88外圍擴充存存儲電路圖圖3.2.7時鐘鐘芯芯片選擇與簡簡介因為此系統需要要記記錄測量發發生生的時間，所所所以需要時時鐘鐘芯片來記記錄錄不同人在在不不同時間的的監監測數據，因因因此我們在在系系統中加入入了了時鐘芯片片。對對時鐘芯片片的的要求首先先是是低功耗，其其其次是編程程簡簡單，縮短短程程序開發時時間間，實際上上也也就縮短了了系系統用于實實際際生產所用用的的開發周期期以以及成本，在在在本系統，我我我們選擇了DS13002時鐘芯片。=1\*GB2⑴我們時鐘電路路選擇擇的芯片是DS13302，其內含一一個實時時時鐘鐘/日歷和31字節靜態RAM，可以通過過串行接口口與與單片機通通信信。而通信信時時，僅需要3個口線：（1）RES（復位），（2）I/O數據線，（3）SCLK（串行時鐘鐘）。時鐘/RAM的讀/寫數據以一一字節或多多達達31字節的字符符組方式通通信信。其工作作時時功耗很低低，廣廣泛應用于于電電話，傳真真，便便攜式儀器器等等產品領域域。=2\*GB2⑵DS13002主主要性能有有：：時實時鐘鐘能能計算2100年之前的秒秒、分、時時、日日、日期、星星星期、月、年年年的能力，還還還有閏年的的調調整能力；；讀讀/寫時鐘或RAM數據時，有有單字節和和多多字節傳送送兩兩種方式；；與與DS12002/TTTLL兼容。=3\*GB2⑶DS13002引引腳概述：X1,X2：振蕩源，外外外接32。768KHHZ晶振；SCLK：串行時鐘鐘輸入端。=4\*GB2⑷日歷、時鐘鐘寄存器器與控制字字對對照表、日日歷歷、時鐘寄寄存存器命令字字、取取值范圍以以及及各位內容容對對照表。見表3-4。表3-4時鐘控制字字對照表寄存器名命令字取值范圍各位內容寫操作讀操作76543～0秒寄存器80H81H00～59CH10SECSEC分寄存器82H83H00～59010MINMIN時寄存器84H85H01～1200～23312/24010/（A/P）HRHR日寄存器86H87H01～28，29、30、310010DATEDATE月寄存器88H89H01～1200010MMONTH周寄存器8AH8BH01～070000DAY年寄存器8CH8DH01～9910YEARYEAR寫保護寄存器8EH8FHWP0000慢充電寄存器90H91HTCSTCSTCSTCSDSDSRSRS時鐘突發寄存器BEHBFH=5\*GB2⑸DS13022數據據輸入/輸出時序數據輸入是在輸輸入入寫命令字字的的8個SCLK周期之后，在在在接下來的8個SCLK周期中的每每個脈沖的的上上升沿輸入入數數據，數據據從從0位開始。如如果有額外外的的SCLK周期，它們們將被忽略略。數據輸出是在輸輸出出命令字的8個SCLK周期之后，在在在接下來的8個SCLK周期中的每每個脈沖的的下下降沿輸出出數數據，數據據從從0位開始。需需要注意的的是是，第一個個數數據位在命命令令字節的最最后后一位之后后的的第一個下下降降沿被輸出出。只只要RST保持高電平平，如果有額額外的SCLK周期，將重重新發送數數據據字節，即即多多字節傳送送。其電路圖圖見圖3.9：圖3.9時鐘電路圖圖3.2.8上拉拉電電阻在主電路圖中接接在在P0口處有一個個排阻RP1，由于P0口沒有內接接上拉電阻阻，為為了為P0口外接線路路有確定的的高高電平，所所以以要接上排排阻阻RP1，以確保有P0口有穩定的的電平。電路連接圖圖見圖3.10:圖3.11上拉電阻電電路圖3.2.9液晶晶顯顯示器簡介。對于本系統要有有顯顯示裝置完完成成顯示功能能。顯顯示器最好好能能夠顯示數數據據、圖形。考考考慮到同種種LLCD顯示器器的屏幕越越大大體積越大大，功功耗越大的的特特點，在同同類類產品中選選用用了AMPIIRE12288X64液晶晶顯示模塊塊。該該型號顯示示器器消耗電量量比比較低，可可以以滿足系統統要要求。該類類液液晶顯示模模塊塊采用動態態的的液晶驅動動，可可用5V供電。1．AMPIRRE1228X644液液晶模塊引引腳腳說明AMPIRE11228X644液液晶共有22個引腳，其其引腳說明明如如表3-5所示：：表3-5液晶引腳說說明圖管腳名稱管腳定義/CSA片選1/CSB片選2VSS數字地VDD邏輯電源+5VV0對比度調節R/S指令數據通道R/W讀寫選擇E使能選擇DB0-DB7數據線CS1片選1CS2片選2/RES復位信號VEE液晶驅動電源LED+LED背光正電源源LED-LED接地端表3-5AMPIRE11228X644液液晶顯示模模塊塊與計算機機的的接口電路路有有兩種方式式。它它與單片機機的的接口方法法分分為直接訪訪問問方式和間間接接控制方式式。直接訪問方式是是把把液晶模塊塊作作為存儲器器或或I/O設備直接接接在單片機機的的總線上，單單單片機以訪訪問問存儲器或I/O設備的方式式操作液晶晶顯顯示模塊的的工工作。間接接控控制方式則則不不使用單片片機機的數據系系統統，而是利利用用它的I／0口來實現與與顯示模塊塊的的聯系。即即將將液晶顯示示模模塊的數據據線線與單片機機的的Pl口連接作為為數據總線線，另另外三根時時序序控制信號號線線通常利用用單單片機的P3口中未被使使用的I／O口來控制。這這這種訪問方方式式不占用存存儲儲器空間，它它它的接口電電路路與時序無無關關，其時序序完完全靠軟件件編編程實現。本本本系統采用用間間接控制方方式式。液晶顯示工作原原理理介紹以下為液晶顯示示電電路接線原理圖見圖3.12圖3..112液晶電路圖圖2.在單片機系系統統中應用液液晶晶顯示器作作為為輸出器件件有有以下幾個個有有點：顯示質量高：由由于于液晶顯示示器器每一個點點在在收到信號號后后就一直保保持持那種色彩彩和和亮度，恒恒定定發光，而而不不像陰極射射線線管顯示器器（CRT）那樣需要要不斷刷新新新新亮點。因因此此，液晶顯顯示示器畫質高高且且不會閃爍爍。數字式接口：液液晶晶顯示器都都是是數字式的的，和和單片機系系統統的接口更更加加簡單可靠，操操作更加方方便便。體積小、重量輕輕：：液晶顯示示器器通過顯示示屏屏上的電極極控控制液晶分分子子狀態來達達到到顯示的目目的的，在重量量上上比相同顯顯示示面積的傳傳統統顯示器要要輕輕的多。功耗低：相對而而言言，液晶顯顯示示器的功耗耗主主要消耗在在其其內部的電電極極和驅動IC上，因而耗耗電量比其其他他顯示器要要少少的多。3.LCD按其其顯顯示方式通通常常可以分為為斷斷式、點字字符符式、點陣陣式式等。還有有黑黑白、多灰灰度度、彩色顯顯示示等。液晶晶顯顯示原理是是利利用液晶的的物物理特性，通通通過電壓對對其其顯示區域域進進行控制，有有有電就顯示示黑黑色，這樣樣就就可以顯示示出出圖形。針針對對于本系統統要要顯示漢字字，字字母，數字字等等，以及其其在在一個界面面同同時要顯示示的的字數，本本系系統要以圖圖形形的形式顯顯示示各運行結結果果，我們最最終終選擇AMPIRRE1288xx64型號的LCD。=2\*GB2⑵字符顯示：：字符顯示示比比較復雜，一一一個字符由16x8點陣組成，即即即要找到和和顯顯示屏是某某幾幾個位置對對應應的RAM區的字節，再再再使不同的的位位置為‘1’其他的為‘0’；為‘1’的點亮，為‘0’的不亮，這這樣就顯示示出出一個字符符。4.漢字顯示：：漢漢字顯示和和字字符顯示的的原原理差不多多，就就是一個漢漢字字一般采用用圖圖形方式，事事事先從微機機中中用字模軟軟件件提取要顯顯示示的漢字的的點點陣碼，每每個個漢字占32B，為為兩部部分，各16B。根據在LCD上開始顯示示的行列號號及及每行的列列數數就可以找找出出顯示RAM的對應地址址，送上漢漢字字要顯示的的第第一字節，以以以此類推，最最最后送完32B，這樣漢字字就顯示出出來來了。系統的液晶顯示示字字體和字母母的的顯示就是是按按照上述的的原原理顯示的的，點點陣碼是用用字字模軟件在在相相同的設置置區區域找出的的。然然后把提取取的的點陣碼放放入入編寫的LCD軟件程序里里。5.陣碼獲取過過程程簡介：首首先先，打開軟件，然后，因為漢字占32B所以以設置其其為高度和寬度16x16。取模方式選擇在文字輸入入區輸入漢漢字字，在點陣陣區區生成點陣陣碼碼，例如在在文文字輸入區區輸輸入“歡”字，其點陣陣碼生成如如下下報警電路在單片機應用系系統統中，一般般的的工作狀態態可可以通過指指示示燈或數碼碼顯顯示來指示示，供供操作人員員參參考，了解解系系統的工作作狀狀況。但對對于于某些緊急急狀狀態，比如如系系統檢測到到的的錯誤狀態態等等，為了使使操操作人員不不至至于忽視，及及及時采取措措施施，往往還還需需要有某種種更更能引人注注意意，提起警警覺覺的報警信信號號。這種報報警警信號通常常有有三種類型型：：一是閃光光報報警，因為為閃閃動的指示示燈燈更能提醒醒人人們注意；；二二是鳴音報報警警，發出特特定定的音響，作作作用于人的的聽聽覺器官，易易易于引起和和加加強警覺；；三三是語音報報警警，不僅能能起起到報警作作用用，還能直直接接給出警報報種種類的信息息。其其中，前兩兩種種報警裝置置因因硬件結構構簡簡單，軟件件編編程方便，常常常常在單片片機機應用系統統中中使用；而而語語音報警雖雖然然警報信息息較較直接，但但硬硬件成本高高，結結構較復雜雜，軟軟件量也增增加加。單頻音報警

實現單頻頻音音報警的接接口口電路比較較簡簡單，其發發音音元件通常常可可采用壓電電蜂蜂鳴器，當當在在蜂鳴器兩兩引引腳上加3～15V直流工作電電壓，就能能產產生3kHZ左右的蜂鳴鳴振蕩音響響。壓壓電式蜂鳴鳴器器結構簡單單、耗耗電少，更更適適于在單片片機機系統中應應用用。壓電式式蜂蜂鳴器，約需10mmAA的驅動電流流，可在某某端端口接上一一只只三極管和和電電阻組成的的驅驅動電路來來驅驅動，如圖圖33.13所示示。在圖2中，P1.0接三極管基基極輸入端端，當P1.0輸出高電平“1”時，三極管管導通，蜂鳴鳴器的通電而而發音，當P1.0輸出低電平“0”時，三極管管截止，蜂鳴鳴器停止發音音。圖3..113單頻音報警警電路圖基于本系統的需需求求和功耗要要求求，只需要要基基本的報警警功功能即可，我我我選擇采用用的的是三極管管驅驅動的單音音頻頻報警電路路。以下為報警電路路接接線圖見圖3.14圖3.14報警警電路圖硬件仿真環境境介紹紹ProteussISIS是英國Labceenter公司開發的的電路分析析與與實物仿真真軟軟件。它運行行于Windoows操作系統上上，可以仿仿真真、分析(SPICCE)各種模擬器器件和集成成電電路，該軟軟件件的特點是是：：①實現了單片機機仿真真和SPICE電路仿真相相結合。具具有有模擬電路路仿仿真、數字字電電路仿真、單單單片機及其其外外圍電路組組成成的系統的的仿仿真、RS232動態仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵鍵盤和LCD系統仿真的的功能；有有各各種虛擬儀儀器器，如示波波器器、邏輯分分析析儀、信號號發發生器等。②支持主流單片片機系系統的仿真真。目目前支持的的單單片機類型型有有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各各種外圍芯芯片片。③提供軟件調試試功能能。在硬件件仿仿真系統中中具具有全速、單單單步、設置置斷斷點等調試試功功能，同時時可可以觀察各各個個變量、寄寄存存器等的當當前前狀態，因因此此在該軟件件仿仿真系統中中，也也必須具有有這這些功能；；同同時支持第第三三方的軟件件編編譯和調試試環環境，如KeilC51uuVisiioon2等軟件。④具有強大的原原理圖圖繪制功能能。總總之，該軟軟件件是一款集集單單片機和SPICE分析于一身身的仿真軟軟件件，功能極極其其強大。本本章章介紹ProteeusIISSIS軟件的工作作環境和一一些些基本操作作。圖3.15ISIS6Prroofesssiionall圖圖標進入ProteeusISIS：雙擊桌面面上的ISIIS6PProfeesssionnaal圖標（見圖3.15）或者單擊屏屏幕左下方方的的“開始”→“程序”→“Proteeus6Proffeessioonnal”→“ISISS6PPrrofessssionaall”，出現如圖圖3.15所示示屏幕，表表明明進入ProteeusIISSIS集成環境。工作界面：PrrooteussISIS的工作界面面是一種標標準準的Windoows界面，如圖圖3.16所示示。包括：：標標題欄、主主菜菜單、標準準工工具欄、繪繪圖圖工具欄、狀狀狀態欄、對對象象選擇按鈕鈕、預預覽對象方方位位控制按鈕鈕、仿仿真進程控控制制按鈕、預預覽覽窗口、對對象象選擇器窗窗口口、圖形編編輯輯窗口。圖3.16工作界面面本章小結這一章比較具體體的的說明了系系統統硬件設計計的的內容，通通過過模塊化的的設設計思想，把把把一個復雜雜的的單片機系系統統按照功能能劃劃分成一個個個個單獨的電電路路模型，分分別別進行設計計，最最后在集成成到到一起。這這種種方法對于于設設計復雜的的單單片機系統統很很有效。大大大大提高系統統設設計的效率率與與質量。（說說說明：系統統硬硬件設計的的電電路原理圖圖附附在論文的的附附錄里面。）由由于我主要負負責的是硬件件設計，所以以只是簡單的的介紹硬件方方面的內容。下下面是軟件設設計。第4章軟件件設計4.1編寫語言言的的選擇對于單片機的開開發發應用中，逐逐逐漸引入了了高高級語言，C語言就是其其中的一種種。匯匯編語言的的可可控性較高高級級語言來說說更更具優越性性。程程序編寫語語言言比較常見見的的有C語言、匯編編語言。匯匯編編語言的機機器器代碼生成成效效率高，控控制制性好，但但就就是移植性性不不高。C語言編寫的程程序比比用匯編編編寫寫的程序更更符符合人們的的思思考習慣。還還還有很多處處理理器都支持C編譯器，這這樣意味著著處處理器也能能很很快上手。且且且具有良好好的的模塊化、容容容易閱讀、維維維護等優點點，且且編寫的模模塊塊程序易于于移移植。基于C語言和匯編編語言的優優缺缺點，本系系統統采用C語言編寫方方法。軟件編寫的主體體思思路是將系系統統按功能模模塊塊化劃分，然然然后根據模模塊塊要實現的的功功能寫各個個子子程序。整整個個軟件程序序的的編寫采用用查查詢式方式式編編寫的。4.2編譯軟軟件件介紹Keil軟件簡簡介介：單片機開發中除除必必要的硬件件外外，同樣離離不不開軟件，我我我們寫的匯匯編編語言源程程序序要變為CPU可以執行的的機器碼有有兩兩種方法，一一一種是手工工匯匯編，另一一種種是機器匯匯編編，目前已已極極少使用手手工工匯編的方方法法了。機器器匯匯編是通過過匯匯編軟件將將源源程序變為為機機器碼，用用于于MCS-551單片機的匯匯編軟件有有早早期的A51，隨著單片片機開發技技術術的不斷發發展展，從普遍遍使使用匯編語語言言到逐漸使使用用高級語言言開開發，單片片機機的開發軟軟件件也在不斷斷發發展，Keil軟件是目前前最流行開開發發MCS-551系列單片機機的軟件，這這這從近年來來各各仿真機廠廠商商紛紛宣布布全全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏宏匯編、連連接接器、庫管管理理和一個功功能能強大的仿仿真真調試器等等在在內的完整整開開發方案，通通通過一個集集成成開發環境境（uVisiion）將這些部部份組合在在一一起。運行Keil軟件需要Pentiium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的的硬盤空間間、WIN98、NT、WIN20000、WINXP等操作系統統。1.系統概述述KeilC5511是美國KeiilSoofftwarree公司出品的的51系列兼容容單片機C語言軟件開開發系統，與與與匯編相比比，C語言在功能能上、結構性性、可讀性、可可維護性上有有明顯的優勢勢，因而易學學易用。用過過匯編語言后后再使用C來開發，體體會更加深刻刻。KeiillC511軟軟件提供豐豐富富的庫函數數和和功能強大大的的集成開發發調調試工具，全全全Windoows界面。另另外重要的的一一點，只要要看看一下編譯譯后后生成的匯匯編編代碼，就就能能體會到KeeilCC551生成的目目標代碼效效率率非常之高高，多多數語句生生成成的匯編代代碼碼很緊湊，容容容易理解。在在在開發大型型軟軟件時更能能體體現高級語語言言的優勢。2.KeilCC51單片機機軟件開發發系系統的整體體結結構C51工具包的的整整體結構，如如如圖4.1所示，其其中uVission與Ishelll分別是C511forrWindoows和forDDos的集成成開發環境境((IDE)，可可以完成編編輯輯、編譯、連連連接、調試試、仿仿真等整個個開開發流程。開開開發人員可可用用IDE本身或或其它編輯輯器器編輯C或匯編源文文件。然后后分分別由C511及A51編譯器器編譯生成成目目標文件(.OBJ))。目標文件件可由LIBB51創建生生成庫文件件，也也可以與庫庫文文件一起經經LL51連接定定位生成絕絕對對目標文件件((.ABS))。ABS文件由由OH51轉換換成標準的的HHex文件，以以供調試器器ddScoppee51或tScoppe51使用用進行源代代碼碼級調試，也也也可由仿真真器器使用直接接對對目標板進進行行調試，也也可可以直接寫寫入入程序存貯貯器器如EPROOM中。圖4.1CC511工具包的整整體結構圖3.運行KEEIIL51軟件見圖4.2圖4.24.建立項目（1）點擊Prrojeect菜單，選擇擇彈出的下下拉拉式菜單中中的的NewPProjeecct，如圖4.33圖4.3接著彈出一個標標準準Windoows文件對話窗窗口，在"文件名"中輸入您的的第一個C程序項目名名稱，"保存"后的文件擴擴展名為uv2，這是KEILuVissiion2項目文件擴擴展名，以以后后我們可以以直直接點擊此此文文件以打開開先先前做的項項目目。（2）選擇所要要的單片片機，這里里我我們選擇常常用用的Ateml公司的AT89CC51。完成上面面步驟后，我我我們就可以以進進行程序的的編編寫了。（3）首先我們們要在項項目中創建建新新的程序文文件件或加入舊舊程程序文件。如如如果你沒有有現現成的程序序，那那么就要新新建建一個程序序文文件。（4）點擊保存存新建的的程序，也也可可以用菜單File－Save或快捷鍵Ctrl++S進行保存。我我我們把第一一個個程序命名名為為test11.c，保存在項項目所在的的目目錄中，這這時時你會發現現程程序單詞有有了了不同的顏顏色色，說明KEIL的C語法檢查生生效了。如如圖圖，鼠標在屏幕幕左邊的SourcceGrrooup1文件夾圖標標上右擊彈彈出出菜單，在在這這里可以做做在在項目中增增加加減少文件件等等操作。我我們們?quott;AdddFileetoGGrroup''SourrcceGrrooup11''"彈出文件窗窗口，選擇擇剛剛剛保存的的文文件，按ADD按鈕，關閉閉文件窗，程程程序文件已已加加到項目中中了了。這時在SourcceGrrooup1文件夾圖標標左邊出現現了了一個小+號說明，文文件組中有有了了文件，點點擊擊它可以展展開開查看。如圖4.4圖圖4.4（5）C程序文文件已被我們們們加到了項項目目中了，下下面面就剩下編編譯譯運行了。如如如圖4.5，圖中1、2、3都是編譯按按鈕，不同同是是1是用于編譯譯單個文件件。2是編譯當前前項目，如如果果先前編譯譯過過一次之后后文文件沒有做做動動編輯改動動，這這時再點擊擊是是不會再次次重重新編譯的的。3是重新編譯譯，每點擊擊一一次均會再再次次編譯鏈接接一一次，不管管程程序是否有有改改動。在3右邊的是停停止編譯按按鈕鈕，只有點點擊擊了前三個個中中的任一個個，停停止按鈕才才會會生效。在4中可以看到到編譯的錯錯誤誤信息和使使用用的系統資資源源情況等，以以以后我們要要查查錯就靠它它了了。6是有一個小小放大鏡的的按按鈕，這就就是是開啟\關閉調試模模式的按鈕鈕，它它也存在于于菜菜單Debug－Startt\StooppDebbuugSeesssion，快捷鍵為Ctrl++F5。圖4.5(6)進入調試試模模式，軟件窗窗口樣式大大致致如圖所示示。圖圖中1為運行，當當程序處于于停停止狀態時時才才有效，2為停止，程程序處于運運行行狀態時才才有有效。3是復位，模模擬芯片的的復復位，程序序回回到最開頭頭處處執行。按4我們可以打打開5中的串行調調試窗口，這這這個窗口我我們們可以看到到從從51芯片的串行行口輸入輸輸出出的字符，這這這里的第一一個個項目也正正是是在這里看看運運行結果。首首首先按4打開串行調調試窗口，再再再按運行按鈕鈕。要停止程程序運行回回到到文件編輯輯模模式中，就就要要先按停止止按按鈕再按開開啟啟\關閉調試模模式按鈕。然然然后我們就就可可以進行關關閉閉KEIL等相關操作作了。圖4.6（7）生成HEEX文件HEX文件格式式是是Intel公司提出的的按地址排排列列的數據信信息息,數據寬度為為字節,所有數據使使用16進制數字表表示,常用來保存存單片機或或其其他處理器器的的目標程序序代代碼。它保保存存物理程序序存存儲區中的的目目標代碼映映象象。一般的的編編程器都支支持持這種格式式。打打開目錄，找找找到test..Uv2的文件就可可以打開先先前前的項目了了。然然后右擊圖圖44.7中的1項目文件夾夾，彈出項項目目功能菜單單，選OptioonsfoorTarrget'TTargett1',彈出項目選選項設置窗口口，同樣先選選中項目文件件夾圖標，這這時在Projeect菜單中也有有一樣的菜單單可選。打開開項目選項窗窗口，轉到Outpuut選項頁圖4..8所示，圖圖中1是選擇編譯譯輸出的路徑徑，2是設置編譯譯輸出生成的的文件名，3則是決定是是否要創建HEX文件，選中中它就可以輸輸出HEX文件到指定定的路徑中。選好后再將它重新編譯一次，很快在編譯信息窗口中就顯示HEX文件創建到指定的路徑中了，如圖4.9。這樣我們就可用自己的編程器所附帶的軟件去讀取并燒到芯片了，再用實驗板看結果，至于編程器或仿真器品種繁多具體方法就看它的說明書了，這里就不做介紹了圖4.7項目功功能菜菜單圖4.8項目目選項項窗口。圖4.9編編譯譯信息窗口口4.3主程序模模塊塊主程序實現的功功能能：與硬件件相相結合實現現便便攜式甲醛醛檢檢測儀的各各個個功能。主主要要是檢測與與顯顯示，時間間調調整與顯示示，數數據存儲。功功功能子函數數的的調用。見圖4.10初始化時鐘初初始化時鐘初始化LCD屏顯示開機畫面顯示時間顯示主菜單初始化CPU開始讀鍵圖4.10主程序流程程圖4.4模數轉換換=1\*GB2⑴模數轉換模塊塊的主主要功能就就是是將經放大大器器放大的模模擬擬電壓信號號轉轉化為MCU能夠處理的的數字信號號，并并傳送給MCU。=2\*GB2⑵ADC08332轉轉換的流程程圖圖見下圖4..11圖圖4.11數轉換流程程圖4.5按鍵模塊塊=1\*GB2⑴按鍵時顯現人人機對對話的一個個控控制按鈕，通通通過按鍵的的操操作，對系系統統進行發送送操操作指令，后后后經與MCU串行通信，然然然后在液晶晶上上顯示。=2\*GB2⑵按鍵查詢式的的流程程圖見下圖:圖4.12按鍵查詢式式的流程圖圖4.6時鐘模塊塊=1\*GB2⑴DS13022模塊塊主要是用用于于設置時間間和和與MCU通信經LCD顯示時間。=2\*GB2⑵時鐘模塊操作作流程程圖見下圖圖：：圖4.13時鐘模塊操操作流程圖圖4.7液晶顯示示模模塊=1\*GB2⑴LCD模塊在在本系系統中主要要起起著開界面面漢漢字顯示，以以以及各控制制效效果的顯示示。采采用直接訪訪問問方式。=2\*GB2⑵液晶顯示的操操作流流程圖見下下圖圖4.13：圖4.14液晶顯示的的操作流程程圖圖第5章系統統仿真前面已經把單片片機機系統的硬硬件件設計和軟軟件件設計完成成了了，下一步步就就可以著手手進進行仿真，因因因為在設計計的的過程之中中肯肯定有許多多的的錯誤，需需要要進行仿真真來來發現錯誤誤和和調試錯誤誤。這這樣才能使使單單片機低功功耗耗計數系統統的的設計更加加完完善，本次次系系統仿真采采用用的是軟件件仿仿真，使用用的的是proteeus軟件。Proteuss軟軟件由ISIS和ARES兩個軟件構構成，其中ISIS是原理圖編編輯與仿真真軟軟件，ARES是布線編輯輯軟件。本本次次系統的硬硬件件設計其中中的的原理圖編編輯輯和PCB布線就是在在這個軟件件環環境中完成成的的，至于軟軟件件設計，則則是是采用proteeus軟件中的ISIS和KeiluVission進行聯合調調試。當硬件設計和軟軟件件設計都完完成成的時候就就可可以看到虛虛擬擬的基于單單片片機的低功功耗耗計數系統統的的運行，以以下下為仿真效效果果：一，編譯結束，添添加HEX文件單擊PROTEEUS運行按鈕，本本系統主界面面顯示圖如圖5.1所示圖5.1主界界面顯顯示圖二，系統接下來來顯顯示，4個基本操作作功能，小小對對號為該操操作作顯示項，如如圖5.2圖5.2功能能界面面三，選擇“開始始測測量”，單擊“OK”鍵，便有下下面測量選選擇擇界面，如圖5.3圖5.3測測量選選擇界面四,再按“OKK”，則顯示檢檢測數據據，范圍0-10pppm.如圖5.4圖5.4測量量界面面顯示圖五，4個功能的的操作和演演示是相同同的的，以下為“時間設置”顯示圖，如圖5.5圖5.5當前前時間間顯示圖六，小結：本系系統統原先打算算設設計“開始測量”、“數據存儲”、“時間設置”“通訊設置”等4個基本功能能，后由于于條條件所限，我我我們并未做做出出全部的功功能能，但這次次的的畢業設計計，收收獲還是很很多多的！今后后我我們會進一一步步進完善該該系系統。第6章結束語目前，公共場所所民民用建筑室室內內需要檢測甲醛醛氣體，同樣樣建筑材料中中甲醛含量量也也需要檢測。由于甲醛含量量超量的話，將將將對人體健健康康造成很大大的的影響。具有有民用價值的便便攜式甲醛醛檢檢測儀的研制制受到了人人們們的高度重重視視。設計能夠夠滿足生活活需需要，攜帶帶方方便的便攜式式甲醛檢測測儀儀迫在眉睫。針針針對目前的的現現狀，該系系統統設計遵守守體體積小，質質量量輕，性價價比比高的原則則。便攜式甲醛檢測測儀儀的設計主主要要分為硬件件設設計和軟件件設設計。根據據設設計前對該該系系統所要實實現現功能的要要求求，綜合考考慮慮慮我們采采用用AT89CC52單片機為控控制核心。我我我負責軟件件的的設計，因因為為軟件的設設計計是基于硬硬件件系統，所所以以我做的軟軟件件必須和硬硬件件進行結合合相相演示。軟件是基于匯編編與與C語言相結合合編寫的，結結結合了兩種種編編寫語言的的優優點，具有有很很好的可控控性性、模塊化化和和移植性。編編編寫的思路路就就是模塊化化的的思想，將將系系統的各個個功功能進行劃劃分分，然后對對各各個模塊進進行行設計。本本系系統的主要要模模塊為甲醛檢檢測、A/D轉換、液晶晶顯示和時時鐘鐘設置。軟件與硬件相結結合合的演示的的大大體流程是是：：主頁面顯示4個子菜單功功能按鍵的4個控制進入子菜單有確認和取取消按確認實現相應功功能（按取取消消則返回）。由由于所學知識識的限制，本本系統實現的的功能不是很很健全，但在設計計該系統的過過程中，讓我我學會了系統統設計的方法法，和養成了了系統思考的的思維方式。首先要了解系統統所所要實現的的功功能；其次次根根據功能去去選選擇相應的的硬硬件資源；；再再次將一個個大大的系統進進行行模塊化劃劃分分，然后逐逐一一去攻破。最最最后把所有有模模塊進行優優化化整合，便便得得到了一個個完完整的系統統。基基于這樣的的思思路，我們們共共同完成了了便便攜式甲醛醛檢檢測儀的基基本本設計。同時由于本設計計是是采用在proteeus上進行仿真真，在keil軟件上進行行編程，最最后后二者聯調調，實實現設