气体测量系统设计和实现 环境工程管理专业.docx

《气体测量系统设计和实现 环境工程管理专业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气体测量系统设计和实现 环境工程管理专业.docx（35页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、毕业设计说明书（论文）中文摘要现代科技技术水平在日益发展中，一些燃气的使用已经逐步普及起来，在提高了人们生活水准的同时，也导致人类针对生活品质有了一定的追求并且想要改善生活的环境，同时造成了一些风险发生，这之中的CO的危害是最大的，对于这个现象，进行对燃气的泄露的检验进行研发。这个课题运用的对于气体的报警装置是以单片机为主题，气体的传播感应装置以及对其数据的转换的芯片等装置的连接起来，经过单片机进行运作，并对处理后的数据进行分析，查看其和设定的气体的浓度值是否超过了，如果超过了就能够自动开启报警装置，反之则不会报警。这个系统的运用很简单快捷、检测的准确度高，能够拥有一定程度的市场的价值以及进行

2、研究的意义。关键词单机气体的传感装置报警装置PCF8591毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleGaSmeasurementSyStemdesignAbstractWiththerapiddevelopmentofeconomiclevelandscienceandtechnology,liquefiedpetroleumgas,gas,andnaturalgashaveenteredordinaryhouseholds.Whileimprovingpeopleslivingstandards,peoplehavepaidmoreandmoreattentiontotheimprovemen

3、toftheirqualityoflifeandlivingenvironment.Peoplehavebroughtcertainpotentialdangers,amongwhichcarbonmonoxideisthemostimportantsourceofdanger.Tosolvethisproblem,aflammablegasdetectionsystemisproposed.ThedesigngasalarmadoptsSTC89C52single-chipmicrocomputerasthemaincontrol.TheMQ-2gassensorisconnectedwit

4、hthePCF8591A/Danalog-to-digitalconversionchip.Theanalogsignalisconvertedintoadigitalsignalandtransmittedtothesingle-chipmicrocomputer.ItisprocessedbytheSTC89C52single-chipmicrocomputerandprocessed.Thedataisanalyzedtoseeifitisgreaterthanthesetgasconcentrationvalue.Ifitis,itwillautomaticallystarttheal

5、armcircuittosendanalarmsound,otherwiseitwillnotalarm.Thesystemiseasytooperate,sensitivetodetectionandcost-effective,andhascertainmarketapplicationvalueandresearchsignificance.KeywordsSinglechipGassensorAlarmPCF85911.1 课题背景及其意义41.2 国内外的研究状况41.3 本文的主要研究内容及论文结构安排52.1 控制方案的确定62.2 控制方式的选择62.2.1 主控芯片的选择62

6、.2.2 声音报警电路方案的选择72.2.3 显示方案的选择72.2.4 A/D采样芯片的选择83.1 系统的功能分析及体系结构设计103.1.1 系统功能分析103.1.2 系统总体结构103.2 模块电路的设计103.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计103.2.2 5V电源电路设计133.2.3 1.CD1602液晶显示模块电路设计143.2.4 按键电路设计163.2.5 蜂鸣器报警电路（低电平有效）设计173.2.6 1.ED信号指示灯电路设计173.2.7 MQ-2甲烷Co气体传感器模块电路设计183.2.8 PCF859IA/D采样电路设计214.1 编程语言选择22

7、4.2 单片机程序开发环境234.3 KeiIuVision4软件开发流程244.4 STC-ISP-15xx-v6.85p程序烧录软件介绍254.5 PL2303串口程序烧写模块介绍264.6 程序流程图275.1 电路焊接295.2 系统调试305.2.1 系统程序调试305.2.2 硬件测试305.3 实物测试31结论32致谢错误!未定义书签。参考文献34第一章绪论1.1 课题背景及其意义安全上的有关问题对于一个家庭来说是个不能忽视的问题。想要减少和删除各种因燃气而产生的一些损害，许多生产的工厂和人们选择一种合适的屋子里面煤气泄露时能够报警的装置是必要的。因此，预防CO中毒以及爆炸一定要

8、由我们去面对这个现象。煤气泄漏报警器正在被引入各个国家的家庭，因为它尺寸小，稳定性高，易携带，检测率高以及较低的成本。家用的煤气泄露的报警器作为气体检测仪器，具有高检测精度，可防止由于过量泄漏而造成人员与财产损失，一般由声音光照报警、转换模块报警、排出气体、发射信号等组成。通常由泄漏的具体量来导致什么光亮的调节和报警器响不响等。因为要求的这种警报器需要一些比较小的体积、比较高的精准度等等。所以，传统报警器不能满足人们的期望了，所以人们经常使用52系列的单片机来进行气体报警。针对人们经常使用的报警的装置，主要就是用单片机进行主要的掌控，用其他的一些模块进行分支的掌控。这种报警器在日常人们的生活中

9、，发挥的作用都是很重要的，因此实时进行精准掌控周边的工作状况等等可以点燃的气体，一些有毒的具有危害的气体泄露出去，保护人们的生命安全以及财产不被损失。1.2 国内外的研究状况针对气体进行检测并且报警的工具是高新技术的领域，一个用人们的日常生活作为基础的进行生产的相关的产品，主要有检验气体的探测装置、传播信息的装置、控制的装置、报警的装置、刨析的装置，这些是传播感应，由刨析、自动的掌控机制、单片机操作说明、传播数据、进行管理分析等综合的一种技术水平的利用。早在20世纪60年代，日本就已经开发并且完成了首台具有真正价值的有关室内的煤气泄露的报警装置，并将其改良之后的产品推向市场，经过改善之后，这种

10、产品可以装在浴室或者是利用一些有关的掌控技术，严格对其进行掌控防止泄露。我国的有关煤气泄露的报警装置的研究开始的较晚，厂家的芯片数量等有关价格的原因导致我国内部的有关这种燃气等泄露进行报警装置的开发太晚，然而现在的时代在发展，科技也在进步，特别是经历了改革开放之后的新中国，在我国正确的方针之下，我国研发出的报警装置已经有了很大的进展，许多技术已经超越了国外。然而目前我国的相关领域所占的市场份额还不够，很难在国内找到成熟的装置，只在报纸上出现了一些科技性并不强的报道。虽然现在市场上也出现了少量产品。不过也存在很多问题，对于预防这些煤气的泄露的危险意识还很薄弱，对于产品的研发还不够重视，目前我国的

11、产品正处在一个尴尬的局面。1.3 本文的主要研究内容及论文结构安排第1章.主要介绍本设计的课题背景及国内外研究现状；第2章.主要说明系统方案的选择；第3章.主要介绍硬件电路的组成和使用；第4章.主要介绍软件设计；第5章.主要介绍硬件调试。第二章方案的设计与论证2.1控制方案的确定本设计由STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+A/D采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+按键电路+MQ-2煤气传感器电路+电源电路组成。2.2控制方式的选择2.2.1主控芯片的选择方案一运用可以进行变成的逻辑的器件作为控制的中心，这种控制器可以完成很多复杂的功能、其规模巨大、占用

12、体积较小、稳定性能较强、含有的资源较全面、能够延展出许多新的功能。运用共同输入并且输出的办法，增加系统进行处理的速度，使之适用当作大规模进行控制的核心。然而这个系统并不需要特别繁琐的用途，针对其对于数据的处理等要求较低。由经济利用的角度来说，这个方案并不使用。方案二运用ST企业的单片机用作主要控制的及其，这个控制器的功能的消耗比较低。消耗的功率比较低，本金又比较少，所以符合这个项目的需求。方案三运用单片机的芯片掌控这是美国的一家仪器公司推出的，这种联合处理信号的装置消耗的能源很低，适合用作本项目，这特别是对于实践中生产的一些需求，他可以把很多方面的内容都集合在同一个芯片中，用这种方式来解决。这

13、个机器的耗能比较低、体积很小、使用方便，已经广泛用在了很多领域中去了，有效的提升了经济方面的获益。然而其成本太高，故舍弃。故选择方案二。图2.1主控芯片2.2.2声音报警电路方案的选择方案一运用声音合成的芯片进行报警，因为它需要进行扩充一些启动的电路等而且它本身的操作比较复杂，也不太稳定。基于以上考虑，所以放弃了此方案。方案二采用蜂鸣器进行报警，结构单一性能强大，需要的资金比较少，所以方案二适合。方案三运用音乐的片段作为一个体系的门铃的模块，这个比较简单，通过内在一些振荡的电路，再加上连接一些小的比较独立的零件进行操作，就能够发出各种不同的音乐。现在被广泛运用在一些玩具上面或者是家里使用的门铃

14、等等。其具有电路简单，成本低廉等优点。故选择方案二。2.2.3显示方案的选择方案一运用LED的数码动态的装置进行扫描,其价格中规中矩,用作显示一些数字特别适合,运用动态扫描的办法使其和单片机进行连接，即使占用的线比较少，电路比较单一，但是性价比比较高。然而，数码管显示的数据有限，本设计显示的数据较多，故舍弃。方案二运用点阵的数码管进行显示，这种是由发光的二极管组成的，一共有八行八列，如果用来显示文字的内容是特别合适的，如果将其用作显示数字就会导致特别浪费，并且价格也会比较昂贵，因此不将其作为一种显示来用。方案三1.CD的液晶显示屏幕，它是被单片机驱动的，所以主要用来显示一些文字、图案等等,用它

15、来显示，能够展示比较多的内容，同时又比较美观，这种显示屏的程序比较单一，价格低廉，所以运用这种方式。采用这种显示屏，其显示的能力比较强，里面有192个字符，可以显示很多字符等，并且耗能比较低。故选择方案三。图2.2LCD2602模块正面图2.3LCD2602模块反面2.2.4A/D采样芯片的选择方案一采用ADC0832芯片。这种芯片是美国一家公司生产出来的，这是一种具有8位分辨效率的两个通道进行相互转换的芯片。因为他的体积比较小，能够容纳的数据比较丰富，性价比比较高被很多单片机的喜爱者以及公司迎合，普及率己经很高了。方案二采用PCF8591芯片。本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。它是

16、由单片机集成的,独立供应电、耗能比较低，获取数据比较快。根据性价比，选择方案二。第三章硬件电路的设计3.1 系统的功能分析及体系结构设计3.1.1 系统功能分析本设计由STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+A/D采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+按键电路+MQ-2煤气传感器电路+电源电路组成。(I)LCD1602液晶实时显示当前的煤气浓度显示。(2)当浓度020ppm时，绿灯亮，当浓度达到20PPm到设置值时，黄灯亮，当浓度超过设置值时，红灯亮。(3)可以通过按键设置煤气浓度阈值设置范围1-200当前阈值超过设置阈值蜂鸣器报警。3.1.2 系统总体结构

17、本系统具体框图如下图所示：蛭鸣器报警电路LCDI602显示电路按键电路IED灯电路煤气天然气AD采集 转换电路图3.1系统硬件框图总电源电路51单片机最小系统电路3. 2模块电路的设计4. 2.1STC89C52单片机核心系统电路设计STC89C52RC由STC企业进行生产研发，其耗能低、功能强大具有很强的控制功能，有8k的字节体系可以编程一些动画的储存。它运用最经典的内核，但是又做了很多改进，它有了一些新的功能，单个芯片具备的功能有：动画功能是八个字节，RAM是五百一P二个字节，对看门狗的定时装置，还有一些复合的电路，以及定时装置和计数装置，四个中断，是四级的装置。此外，可以降低到静止的操作

18、的模式，可以让两种不同的软件同时进行节约电能的模式。在空闲状态下，cpu中断工作状态，允许其他设施进行继续工作。在电量降低保护的措施之下，RAM的内容被保存起来，振荡器被冻结，操作完成之后，下一步的工作终止或是硬件回应，运转频率可达35赫兹。一、STC89C52主要特性如下：(I) 8K字节程序存储空间；(2)数据储存可以达到512个字节；(3)有4千字节的储存空间；(4)可直接使用串口下载。二、STC89C52主要参数如下：(II) 8051的增强类型的单片机，每6钟头和每12钟头的周期可以进行随机切换，代码是可以完全兼容的；(2)用户应用程序空间为8K字节；(3)片上集成512字节RAM；

19、(4)通用I/O口(32个)，复位后为行漏极的开路输出，是总线路在进行扩展过程中，可以不必加上一些电阻，如果用作电流/0开口使用，就需要电阻；(5) ISP/IAP,不需要进行专门编程，也不需要进行专门的仿真的及其，可以由串联的入口(RXDP3.0,TxDP3.1)迅速进行下载用户的程序，很快就可以完成；(6)具有EEPROM功能；(7)定时器TO、TkT2；(8)在外围中断4路，使其沿着中断的部位或者电量较低的时候触发一些电路，PowerDOWn的形式可以通过外部进行阻断低电进行触发其断的方法来进行；(9)联合使用异步的串行的入口(UART),也可以运用定时的软件；(10)工作温度：-40+

20、85C075C;(III) PDlP封装。三、STC89C52单片机相关引脚说明：(1) VCC：供电电压。(2) GND：接地。(3) P3.0RXD(串行输入口)(4) P3.1TXD(串行输出口)(5) P3.2/INTO(6) P3.3/INTl(7) P3.4T0(8) P3.5T1(记时器1外部输入)(9) P3.6/WR(10) P3.7/RD(11) RST：复位输入。(12) ALE/PROG：如果要访问外围的存储装置的时候，地址所在了可被允许的输出电量用作锁存地址的位置。如果进行动画的编程，这个时候引入输进去编程里面的脉冲。平日，在输入脉冲信号时，此频率为振荡器频率的六分之

21、一的部分。故对外进行输出时要定时。但是如果需要停止输出，就要在地址上置零。此时，ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理装置在外围进行执行操作的状态时禁止，那么置位是没有效果的。(13) /PSEN：如果外部的程序进行存储的装置的选择通过的信号。在经过外部的程序的存储装置的使其，各个周期两次是有效果的。然而如果访问外部相关数据过程中，这两次的信号就不会出现了。(14) /EA/VPP：如果EA的电量较低并且平稳运行，这个时期外部的一些有关程序的存储装置，不论是不是有一些内在的程序存储，都应该注意保密的方式；如果这个电量比较高，这个内部的存储装置

22、。动画进行编程的过程中，这个可以加上12V的编程的电。(15) XTAL1：反方向的振荡放大装置的输入以及内部每个小时工作过程的输入。(16) XTAL2：来自反向振荡器的输出。单片机引脚图如下图所示：UlIPl.0VCCPI.IPOOPI.2POIPl.3P02Pl4P03Pl5P04Pl6POSPl.7P06KMPDP0.7PIVgPVIxl)AllPROGP32INTOPSENPIMI一IP26P35IP25WRP24P37KDP23IM2P22XTALIP2IGNDP20W39W2924图3.2STC89C52单片机引脚图四、STC89C52单片机最小系统说明：STC89C52单片机，

23、最小的体系是有三个部分的电路构成，时钟、复位、电源。有了这三个部分，就可以正常进行工作了。这个运行的原理如下图。tH I IOMTl,FHFFl 0VeCRI.IFllPOO PO In 3P02FIJhi 3Fl 5P04H 7P06RSIVTDRl?PJQIUDEAVppPUINTOPSCNFl IINIIP2，P3 4TO,2 .P3JTIP2 5Fl 6WRP24M.7*DP2JXTAUP2.2XTALIP2 IGNDP20PW RXPP5l IXDVCC： T“h37P02UPiMdh5P06JjP)730，29 27Kb%F2525P2424 曰23 %P2IPM图3.3单片机最小

24、系统原理图(1) VCC和GND提供电量的来源：(2)复合的电路是根据一个按键和电容量以及电阻构成的。其可以用作人工的按钮进行复位工作以及上电自动进行复位的功能。在体系中上电进行复位功能的按键口可以有两个高端的信号之后再进行人工的复位；这种可以由系统检验到的电压的升高的一定时间，这个时间之后，体系通过将电阻和连接地面之间形成一条道路，然后把高电压降低变为低电压，使之完成一次的电位的复位。(3)时钟的电路就是由Y1C1C2构成。具有掌控的芯片构成的数字的电路进行工作过程中是不会少了时钟的电路，需要自主地发出一些体系的时间，让控制这个芯片可以正常进行工作，给这些芯片工作过程进行时钟信息，一般这种工

25、作就是拍，为了整体能够平稳运行并且工作，因为我们要保证控制的体系需要正常进行工作，提升工作效率，我们药用晶振和电容联合起来，以满足运行的需要，达到正常工作的目的。(4)JDl为单片机的下载接口。3.2.25V电源电路设计这个体系运用了5v的直流电源来进行供电，其线路较为简单、平稳。DC为电源的DC插座，可以直接接USB电源线，一端插在DC插座上，另外一端可以插在5V电源上。红色的指示灯，来检验系统是否含有足够的电量，电阻防止电流太大使得指示灯烧坏。自动锁上的开关SW,按下开关之后，灯亮，这个时候就有直流的电流出来了。再次按下开关之后，红灯就灭了，这个时候的系统的电源没有办法保证5v电源可以输出

26、。图3.45V电源电路原理图3.2.3LCDl602液晶显示模块电路设计显示屏幕可以进行字符的显示也可以进行字段的显示。这其中，字段显示与指示灯类似，如果能够接收到与之对应的地方就能看出来。它是由基本的需要来决定的。这个课题采用的就是这种方式。体系中运用的用作输出显示器的信息，和传统来进行比较，其液晶的显示的板块的体积较小，显示内容比较多，用途广泛，用的最多的地方就是用在一些需要显示装置的地方。最多可以显示两行一共16个文字。一、LCDI602主要技术参数如下：(1)显示容量为16X2个字符；(2)芯片工作电压为4.55.5V;(3)工作电流为2.0mA(5.0V)；(4)模块最佳工作电压为5

27、.0V；二、LCDI602运用14脚，接口进行引用脚的操作说明：(1)第1脚:VSS为地电源。(2)第2脚：VDD接5V正电源。(3)第3脚：Vo为液晶显示器对比度调整端。(4)第4脚：是寄存器的选用RS,电压较高运用数据的寄存器，电压较低采用指令的寄存器。（5）第5脚：获取信号的线路RW,电压较高进行日常的操作的读取，电压较低进行写的操作。这两种共同是电压比较低可以写一些指令或是显示出地址，并可以读取一些忙的信号，高电压可以写数据。（6）第6脚：使用能量的一端E端，是电压由高变低的时候进行执行的操作。（7）第714脚：DoD7为8位双向数据线。（8）第1516脚：空脚三、控制指令说明1.CD

28、1602显示装置内在控制的系统一共有11个指令，有以下说明：序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2DlDO1清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址000字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRA或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容表3.1控制命令表四、液晶板块的进行读写的运作、显示屏、等操作都有相

29、关的指令（说明：1为高电平、。为低电平）（1）指令1：清空显示的指令操作时OlH（2）指令2：字符发生器RAM地址设置（3）指令3：DDRAM地址设置（4）指令4：读忙信号和光标地址BF,这个时候不能接受任何指示，若电压低就是不忙。（5）指令5：写数据（6）指令6：读数据体系中运用这种液晶显示装置作为一个输出的装置。这个电路中的电位装置可以调节其显示的对比程度以及清晰程度。其具体电路原理图如下图所示。图3.5 LCD1602液晶显示电路原理图3.2.4按键电路设计这种按键是一种输入的体制，这是一个连接中点的作用。这种按键的控制机制默认就是高电压的情况之下的，按下按键之后，就变成了低的电压。进而

30、实现对系统的手动输入。其电路原理图如下图所示。PIOP12GND图3.6按键电路原理图3.2.5蜂鸣器报警电路（低电平有效）设计有源头的蜂鸣器这是一种联合的一体式的结构进行电子通讯的工具，运用一些直流的电压进行供应电量，办公用具等人们日常生活中使用的各类电子有关的产品中作为一个发出声音的电器。这个体系中运用的报警的装置的电压是5V,这种有源头的蜂鸣器的板块,在这个电路中运用三极管进行启动，单片机掌控将其制成低电压的模式，这个蜂鸣器就会自动启动报警装置，相反的情况下，不会发出声响，可以通过掌控输出的方式来掌握这个报警器的鸣叫的方式。电阻为限流电阻，保护作用。VCCPI4R42/QI、孙2BUZZ

31、ERGND图3.7蜂鸣器报警电路原理图3.2.6LED信号指示灯电路设计指示灯就是发光的二极管，都具备一个方向导电的性质。电路设计中，电阻可以对电流进行限制，保护指示灯。如果控制好单片机的引脚，使之降低，那么，指示灯就会发光,相反的情况下，指示灯不发光。其具体电路原理图如下图所示。PI5 2LED2RED1.ED3/GREENIII）；YELLOW图3.8LED灯指示电路原理图3.2.7MQ-2甲烷CO气体传感器模块电路设计MQ-2气体感受器配备的气敏原料为打扫气体环境时比较适合的S11O2材料。感受器的原理是使用温度循环的方法进行低温监察一氧化碳的浓度来进行的，感受器的电导率与室内一氧化碳的

32、浓度呈正比关系进行的，温度过高的监察方法能够检验空气中的可燃气体的存在且清洁空气中的其他有害气体。设计一款简易的方法就能够把电导率的高低转化成一种可读信息，让我们更加直观的看到空气中各种气体的含量。MQ-9则是一类能够迅速感受到液化气、甲烷、Co含量的感受器，比较适合于更多的场合并且价格在可接受范围内。注意：将传感器插电以后，必须进行缓慢加热20s,这样才能保证信息的精准性，内部含有电热丝的原因，所以会具有适当发热的现象。一、模块参数(1)工作电压：直流5伏。(2)能够精准的感受到乙醇存在并自主选择。(3)功耗(电流)：150mAo(4)能够虚拟输出0-5V的电压，并且呈正比关系。(5)实用价

33、值比较高并且平均工作时间很长。(6)快速的响应恢复特性。(7)有四个螺丝孔便于定位。二、接口说明(1) VCC接电源正极5V。(2) GND接电源负极。(3) DOTTL开关信号输出。(4) AO小板虚拟输出数据，0.1-0.3V(基本清洁)，浓度最高时的电压为4V。MQ-2酒甲烷Cc)传感器内部线路图如下显示，可以看出R6电阻是一个分压电阻，把MQ-2甲烷CO传感器监控的CO、甲烷等气体数据转化成虚拟电压信号AO,模拟量信号接入LM393比较器后，即可与LM393比较器芯片2号引脚所接的电位器分压后的模拟电压进行比较，进而得出Do数字信号(即高低电平信号CKC2称为滤波电容，Cl对电源采取滤

34、波模式，使电源稳定进行输出。C2对虚拟信号采取滤波模式，确保虚拟信号能够稳定进行输出。R2、R3均为限流电阻，具有保护LED灯的作用，避免LED灯短路，LED灯都是低电平有效。R4是一个上拉电阻，即把疑惑的数据经过电阻钳位从而实现高电平的方法，并且具有限流的效果。确保LM393能够产生高低电平数据在和单片机引脚焊接的时候能够平稳采集到电平数据。图3.9MQ-2甲烷CO传感器内部电路图MQ-2甲烷CO传感器接口说明图如下图所示。32mm27mm回回 FC-22ft回回麻际:电源指示一灵敏度调节接W正极接5V负极1-DO输出1.M-AO输出图3.10MQ-2甲烷Co传感器插口说明图MQ-2甲烷CO

35、传感器模板接口原理图如下图所示。U2GND甲烷气体MODE图3.11MQ-2甲烷CO传感器内部电路线图MQ-2甲烷CO传感器板块实物如下图展示。图 3.12MQ-2甲烷CO传感器模块实物图3. 2.8PCF8591A/D采样电路设计本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。该芯片是一种低耗高能效、独自供能、单片合成的8-bitCMOS类型的数据采集芯片。此芯片具备1个虚拟输出、4个虚拟输入还有1个串行的的总接口。该芯片的的3个IPA2,AO以及Al能够用于硬件IP的编写，能够实现一个I2C的总插口上面连接有8个芯片零件，并不使用其他硬件协助。在该芯片上的数据信息、控制系统以以及进出IP皆为经

36、过互为相通的I2C总线来实现的。芯片特性（1）单独供电（2） PCF8591运行的电压程度为2.5V-6V（3）低待机电流(4)采取I2C串行来实现输入与输出(5) PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址(6) PCF8591的采样率由I2C总线速率决定(7)个人模拟输入能够改变成差分亦或单端类型的模式(8)自动增量频道选择(9) PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD(10) PCF8591内置跟踪保持电路(11) 8-bit逐次逼近A/D转换器其具体原理图如下图所示。上拉电阻设置为2个，更加方便于信号数字的读取。第四章系统软件设计一个单片机项目简单的讲分为硬件和软件的设计，软件设计又

37、分为单元模块驱动程序的设计和系统逻辑的设计，此项目进行源于美国KeilSoftware企业的KeilVision4继续研究，编码语言使用了最广为人知的、易于学习了解的C语言进行，首先建立系统软件工程文件，配置开发环境，编写每一单元的模块驱动程序，如模数转换芯片单元驱动程序，保存然后进行检验，检验结束以后进行编码软件，然后将驱动软件全部转移到系统程序里，编译零错误零警告后通过STC-ICP烧录工具将工程.HEX文件下载到主芯片中，不断调试,直到实现设计的功能需求。(12) 程语言选择因为全部项目较为庞大，同时涉及的计算方法比较多，其中就涉及到了浮点数方法，因此该工程的编码语言使用C语言。针对于绝

38、大多此类的单片机来说，C语言编码还是具备很多的优势的：(1)该编码方式更加容易整合到其他程序上面，并且它的适用范围比较广，并且学习较为简单，能够被更多的群众接受并解读，它在结构功能方面、转移性上、解读方面以及维修方面具备更加良好的性能。(2)该编码语言的素材库里提供了大量标准化的操作方法。(3)经过此编码语言能够提升编程技术，进而能够把已经写好的代码整合到一个新的项目里。(4)相对于汇编语言而言，该编码语言更加省时省力。(5)该编码语言更加贴近于人类的思维模式，能够被更好的理解与利用。(6)规定的操作对象增加了工程的易于理解性能。(7)搜索地址的方法与保存皆有编译器进行处理，进行编写的时候不必

39、思考储存器的数据以及地址等问题。(8)免于理解处理器的各种的方案以及存储器的功能类型。(9) 4.2单片机程序开发环境此项目里的单片机研发环境是KeiluVision4,KeiluVision4开发软件是当下51系列中最为大众的研发系统，KeilUViSion4是STC企业主打的一款专门针对于单片机的编码、焊接以及测试的研发环境。可以降低开发周期，从而减少很多成本。KeilUViSiOn4不仅提供了完整的WindOWS开发环境界面，支持C/C+语言开发，而且其C语言编辑效率很高，方便了研究者利用C语言来开发软件编码。里面KeiluVision4含有许多方面：(1) KeiluVision4可以

40、同时进行WIN7与和WINVP的运行。(2) KeiIUViSiOn4能够实现编码、翻译、焊接以及检验的全套工程。(3) KeiluVision4C51在KeilC51的基础上,增加了很多新的功能。1KeiluVision4更加增强了对内核微控制器的开发支持，并对KeilC51的开发形式和开发界面进行相应的改进。KeiIUViSion4软件界面如下图所示。程序编写薄图4.1KeiluVision4开发界面图4.3 KeilUViSiOn4软件开发流程首先，需要建立Project”工程，点击KeiluVision4界面中菜单中“Project，选择“NewuVisionProject,为新建的工

41、程命名后点击保存；然后选择开发单片机芯片的型号，本工程选择“STC89C52”，这样就完成了“Project”的建立；建立结束，单击“SourceGroup”,能够不断增加想要的加.c文件，然后单击Add便能够进行文档的编辑，也可以把常用的.c文件拷贝到建立的“Project”目录下面，最后一个完成的工程软件就建立完毕了。具体开发流程如图所示。图4.2KeiluVisio4软件开发流程图4.4 STCTSPT5x-v6.85p程序烧录软件介绍在KeiluVision4开发环境下，STC89C52RC芯片的编写软件采用的是stc-isp-15xx-v6.85p烧录程序，该芯片是一个具备代码记忆，

42、在线仿真和串口查看于一起软件备，在51系列智能产品研发过程中得到了广泛使用，实用价值比较高，是当下51系列单片机调控体系的研究中最为重要的环节。在KeilUViSiOn4开发环境中，需要进行一定的配置才能使用，当把下载器（即PL2303串口烧写模块）、PC及设备安装完毕，然后在程序里点击串口号以及单片的类型，还需要将软件的程序调节跟波特率相同。然后选在项目程序“hex”文件所在的地址，最后就可以点击程序下载按钮了。具体下载界面如下图所示。,STSSP(V685F)(销售电话:051355O12928)盲网:WWW.STCMCUcom05*三QQ8003751)JW4三fJb6.-X单片机S?号

43、STC89C52BC71E52K引恻裁Aut。V大赛成妙室徽材/招聘出口勖手Keil仿A设置选号/尬格/样品范例程序，国口号COBBV 扫相最怅波粉至9600V笈高豉t至5200 V起始地址oxoooo 13者除代码鳗片区打开程序文件瓯丽0清除EZPSO嚅中区打开EBP ROT文件硬件透顶脱机下栽U8?程序拉笠后传输ID4 使能6N双倍速）模式K除雕荡器的放大幅 只有西电才可停止南门狗 0内部扩展即用 ALEUIfflfrM 5 松於启动et pi o/Pi I为0/0才可下载程序 下次下载用户理序时携除用户IiEPRtm区 在代码区的最后添加ID号迭择,lcl白区t励埴充值FF下械网 Jlt

44、重豆遍程检到MW透顶注意/群助重复引B? 3秒y叼每次下强前都重新芸载目标文件 叼当目标文件变化时自动装载并发送下强命令工作电压V程序空间-7 SRAH大小 U I唠里 Vg I 0 * V 皿淤需J sp eeh 皆Jt鹫矍 tW 豳南哥麓藤龈支持岫楔程序空且ffE(v)盘号 STC15P2M)6S2STC15F2K16S2STCl5F2K24S2STC15F2X56S2STC15F2M60S2IAP15F2J361S2BBPftOTI/O, 25 a53K42645K4263 TK42629K42621K42613K426SK426图4.3烧录软件对话框4.5PL2303串口程序烧写模块介

45、绍此项目经过PL2303串口烧写的方法来进行单片机的编码。PL2303串口编写板块利用USB的接口，将笔记本电脑针对STC单片机的编码障碍问题进行了简单快捷的解决，此软件的低能高效的优点，是进行研发STC体系单片机良好软件。一、PL2303串口烧写模块特点：（1）支持USBlJ或USB2.0通信；（2）基本支持WIN7VlSTAWINXP.WIN2000WlNME、WlN98系统运行；（3）采用USB口供电；（4）使用原装进口的芯片，可以更加平稳高效地运行；（5）运行速度更加方便快捷，有利于广大用户的普遍应用；（6）支持STC全系列芯片烧录；（7）编码器能够使用5V跟3.3V的输出电压插头；（8）编码结束以后工程的使用不会妨碍到原工程的应用；（9