河北工程大学便携式有毒气体检测仪---软件部分

1、摘要摘 要随着经济和科学技术的快速发展,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视,液化气、煤气进入家庭的使用为人们带来了方便,也改善了城市的环境,但同时也给人们带来了潜在的危险,其中一氧化碳是最主要的危险源。一氧化碳是一种无色无味同时这些气体燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去，轻者引起中毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，研究各种气体的检测方法与气体传感器也随之成为一个重要课题。本设计利用电化学式传感器，将置于测试环境中待测气体的浓度转换为模拟电压，再通过ADC0809将模拟电压转换为数字信号，送入单片机AT89C51中进

2、行处理。对气体浓度进行实时了解，进行静态显示。通过设置报警值，用单片机控制发光二极管和音乐IC同时报警。由于所设计的数字气体报警器采用单片机AT89C51，其价格便宜，性能稳定，易于产品化。以电化学式传感器和AT89C51 单片机为核心， 设计气体泄漏报警器，该报警器设计方法简单易行，使用效果良好。 关键词：一氧化碳；气体泄露报警器；AT89C51单片机；电化学式传感器IAbstractAbstractWith the rapid development of economy and the science technology， people become pay more and more

3、 attention to the quality of life and improving the environment ,and gas into the family the use of convenience for people , but also to improve the urban environment, but also to people with to the potential dangers, including the risk of carbon monoxide is the most important source. If not sealed

4、pipes and valves , they leaked , light caused poisoning , caused by heavy fire , endangering people's lives and property . For these reasons ,so it is very important for us to inspect and control these gases well. And it is obviously very important to study on the inspection methods and sensors

5、of all kinds of gases.The design of the series of sensors, will be placed on the test environment measured the concentration of gas converted to analog voltage, and then through the ADC0809 will be converted to analog voltage digital signal, into the SCM AT89C51 in the process. To users of gas conce

6、ntrations in real-time understanding, can be static display. By setting the alarm level, the MCU control LED and music IC alarm at the same time.SCM control use of technology, produced a program-controlled carbon monoxide alarm. As designed by the number of gas alarm using SCM AT89C51, it is cheap,

7、stable performance, easy-production. Gases Sensor to gas sensors and AT89C51 microcontroller as the coredesign of gas leakage alarm, the alarm system design method is simple, use good effect.Keywords：CO; Leaking gases alarm; AT89C51 microcomtuper;Gases Sensor26目录目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 研究背景及意义11.2

8、研究目标及实现功能11.3研究方案21.4报警器行业的发展22 总体设计方案52.1 设计思路52.2 控制方法的选择63硬件部分的设计73.1 单片机的选择73.2 AT89C51引脚功能说明73.3 硬件总体结构9 3.3.1系统的组成9 3.3.2系统各模块功能9 3.3.3系统主要器件的介绍103.4 ADC0809引脚说明124软件部分的设计144.1主程序144.2 初始化子程序164.3 A/D转换子程序174.4 调零子程序：194.5显示子程序204.6报警子程序224.7中断取值子程序24结论27致谢28参考文献29附录1软件设计源程序30附录2硬件连线图38河北工程大学科

9、信学院毕业设计说明书1 绪论1.1 研究背景及意义随着科学技术的进步和社会经济的发展，从工农业生产的各个领域到人们家庭生活的各个方面，人们直接或间接接触各种有毒有害气体的机会大大增加，由此而引起的中毒，火灾和爆炸事故屡见不鲜，严重威胁到人们的生命和财产安全，成为一种新的社会公害。因此对环境气体进行检测和分析技术的研究日益受到人们的重视。传统的分析气体组分和浓度的方法是以色谱法为代表的各种化学计量方法，尽管其测量精度很高，但操作手续繁杂，实验周期长，无法对有毒、有害气体进行实时、连续、瞬时检测，而气体传感器则满足这种要求，并且在人们日常生活中对减少气体爆炸、火灾等事故已经发挥着越来越大的作用。目

10、前世界各大强国都把传感器技术列为国家发展的重点技术，国防现代化、工业生产过程自动化、家庭电器化都与传感器的发展休戚相关，今天的传感器技术已渗透到国民经济的各个领域，日益突出它的重要作用。集成化、多功能化、智能化、加工技术微精细化、指标高精度化和性能高稳定、高可靠化已经成为人们开发和研究传感器的重要方向。泄漏检测报警系统被广泛的应用于各个领域，如石油化工企业、石油运输管线、城市自来水地下管线、锅炉炉管、发动机箱体、缸盖等各种领域。由于要求数字气体报警器具有体积小巧，监控精度高，能长时间稳定工作的特点。传统的纯硬件报警器已经不能满足这种要求了，可以用单片机设计。单片机在工业控制和仪器仪表智能化的应

11、用中扮演着极为重要的角色。其设计出的产品体积小、成本底、运用灵活、易于产品化、抗干扰能力强、适应范围广，在各种恶劣的环境下都能可靠工作。1.2研究目标及实现功能本文所设计的数字气体报警器采用单片机AT89C51，其价格便宜，易于产品化。本设计能将置于测试环境中的气体传感器输出的模拟电压通过A/D转换器送入单片机AT89C51中进行处理并通过数码管显示，通过设置报警值，当检测到的浓度达到或者超过设定值时，用单片机控制发光二极管发光报警，同时打开喇叭发出声音报警，来达到报警的目的.而当系统出现故障时，黄色LED亮启，便于用户及时对报警器进行维修。系统以电化学式传感器和AT89C51 单片机为核心,

12、 设计气体泄漏报警器。实现：对一氧化碳等有害气体进行监测具有显示实测浓度，超标百分比及报警功能能快速、精确的进行有害气体浓度检测和声光报警；1.3研究方案设计是利用单片机控制技术，制作了程控一氧化碳报警器。该仪器对一氧化碳进行实时监控，当一氧化碳的浓度超过允许值时，单片机控制电路进行报警。基于AT89C51性价比高的优势，主要运用了AT89C51单片机进行控制。而对与报警器而言至关重要的部分是传感器，由于电化学式传感器其灵敏度、选择性、稳定性、抗干扰性、响应时间及寿命等主要性能，均达到国内先进水平.用该系列元件组装成易燃易爆和有毒气体泄漏报警器及检测装置，可广泛运用于矿山、油田、化工、国防、医

13、药及家庭，所以在设计中采用的是电化学式传感器。在模数转换这块，利用ADC0809实现模数转换，ADC0809是8位逐次渐进型的A/D转换器，它采用COMS工艺20个引脚双列直插式封装，它有三态琐存器，直接驱动数据总线，与微机相连时不需要附加接口电路。为了方便用户了解浓度信息，好提前准备，还采用了显示环节。显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。可以提供单独锁

14、存的I/O接口电路很多，这里运用了常用的74LS164 8位移位寄存器串并转换电路。总的来说，设计主要利用了以上的检测模块，A/D转换模块，显示模块，事故处理模块，控制模块五大模块，组成了可燃气体探测报警器。1.4报警器行业的发展国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关统计，美国1996年2002年气体传感器年均增长率为27%30%。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便

15、携性，更加利于生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。在国家的支持下，“八五”以来，我国的报警器技术及其产业取得了长足进步。 在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与报警器分会发起主办的“STC89 首届全国敏感元件与报警器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与报警器学术团体联合组织委员会”。 在原电子工业部的努力及敏感元器件与报警器分会的积

16、极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与报警器生产基地。这三大基地分别为： “安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。 “陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。 “黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。 多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，历史地看，它对我国敏感元件与报警器行业的建设起到了一定的推动作用。 “九五”期间报警器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与报警器产业。 产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已

17、在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。 近年来，在研发主力军的建设方面，主要表现在：建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。 全国已有1688家企事业从事报警器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划，MEMS等5项新型报警器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与报警器已经启动；一些省、市新建立的“报警器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。燃气报警器可分为民用可燃气体报警器、工业用可

18、燃性气体报警器、有毒有害气体报警器三大系列产品。(1)民用可燃气体报警器民用可燃气体报警器为居民家庭用的燃气报警器,一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外；有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。(2)工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器只是检测探头有差异，而在原理和应用中都很相近。工业用燃气报警器及有毒气体报警器根据检测环境的不同，也可分为检漏仪、控制器和探测器。检漏仪的体积较小，可随身携带或手持，主要应用于燃气管理的查漏与巡检。若有燃

19、气泄漏，检漏仪便会发出声光报警，同时数字显示气体浓度，以便及时采取安全措施，防止爆炸等恶性事故的发生。控制器与探测器结合使用，可在防爆现场长期监测气体的浓度。探测器安装在防爆现场，控器壁挂在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽电缆线连接。当在现场的探测器探测到燃气泄漏之后，通过屏蔽电缆线将信号传到控制器，控制器发出声光报警，同时启动排风装置或关闭电磁阀切断气源，以确保安全。此种仪器广泛应用于液化气站、汽车加气站、锅炉房等工业场所。报警器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指报警器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计

20、测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，报警器技术难以为继。 2 总体设计方案2.1 设计思路有毒气体检测仪的设计要根据基本功能来确定，设计方案分为信号接收，信号处理，信号控制和信号响应四个部分。信号采集接收部分即通过有毒气体检测房间气体浓度，并将这种变化量转换成电压或者电流等模拟量的变化信号处理部分是将接收部分得到的电压或电流等变化进行必要放大，为后一部分信号控制提供准备。信号控制部分是通过预定控制方式等实现对设计要求的准确操作。信号响应是通过事故处理部分和显示部分实现控制部分的要求。 对上述四个部分进行分析，得到如下

21、一些基本的结论：信号接收部分为了能准且采集到气体浓度的变化应选用传感器敏感器件，为使其有效部分的检测房间中气体浓度，必须选用高温有毒气体传感器。信号处理部分应该根据实际情况选用电荷放大，或比较器等装置，这部分电路将包含在传感器接口电路中。控制部分为了实现精确控制，采用单片机较为合适。信号响应及报警部分，用蜂鸣器和LED灯即可。系统的组成框图如图2-1所示。浓度显示单片机气体浓度检测工作状态设置报警控制 图2-1 系统组成框图 2.2 控制方法的选择确定单片机控制系统总体方案，是进行系统设计最重要、最关键的一步。总体方案的好坏，直接影响整个控制系统的性能及实施细则。总体方案的设计主要是根据被控对

22、象的任务及工艺要求而确定的.由于本系统被控对象是复杂的，且受被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。3硬件部分的设计3.1 单片机的选择AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼

23、容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。3.2 AT89C51引脚功能说明 51 系列单片机的引脚图VCCAT89C51 电源正极输入，接+5V 电压。GND电源接地端。XTA

24、L1接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。XTAL2接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。RSTAT89C51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51 便能完成系复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。ALE/PROGALE 是英文"ADDRESS LATCH ENABLE"的缩写，表示允许地址锁

25、存允许信号。访问外部存储器时，ALE 信号负跳变来触发外部的8 位锁存器 (如74LS373)，将端口P0 的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE 引脚的输出频率是系统工作频率的 1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以1/12 振荡频率输出。/EA/VPP该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码 (存于外部EPROM 中)来执行程序。因此在8031 中，EA 引脚必须接低电位，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用AT89C51或其它内部有程序空间的单片机时，此引脚接成高电平使程序运行时访问内部程序存储器，当程序指针PC 值超

26、过片内程序存储器地址(如8051/8751/89C51 的PC 超过0FFFH)时，将自动转向外部程序存储器继续运行。此外，在将程序代码烧录至8751 内部EPROM、89C51 内部FALSH 时，可以利用此引脚来输入提供编程电压（8751 为2lV、AT89C51 为12V、8051 是由生产厂方一次性加工好)。PSEN此为"Program Store Enable"的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次PSEN 信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生PSEN 信号，在访问外部数据时，亦不产生PSEN 信

27、号。P0P0 口(P0.0P0.7)是一个8 位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8 位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO 口用。P0 口每一个引脚可以推动8 个LSTTL 负载。P2P2 口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，当访问外部程序存储器时，它是高8 位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO 口用。每一个引脚可以推动4 个LSTL 负载。P1P1 口(P1.0P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，其输出可以推动4 个LSTTL 负载。仅供用户作

28、为输入输出用的端口。P3P3 口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下：P3.0 RXD 串行通信输入P3.1 TXD 串行通信输出P3.2 INT0 外部中断0 输入，低电平有效P3.3 INT1 外部中断1 输入，低电平有效P3.4 T0 计数器0 外部事件计数输入端P3.5 T1 计数器1 外部事件计数输入端P3.6 WR 外部随机存储器的写选通，低电平有效P3.7 RD 外部随机存储器的读选通，低电平有效_3.3 硬件

29、总体结构3.3.1系统的组成整个报警器由三个部分组成：浓度检测及显示模块。主控模块和报警及事故处理模块。3.3.2系统各模块功能1.气体浓度检测模块系统采用三点单独检测的方法,可用来巡回检测三个不同的房间;也可用来巡回检测同一个房间的不同方位.检测器件选用电化学式传感器,该传感器对一氧化碳具有很高的灵敏度,稳定性和抗湿性良好,加活性碳罩后,可防止乙醇等有机气体的干扰.检测结果经高精度运放器OP07放大后,送入ADC0809模P数转换芯片进行模数转换。 2.模数转换模块在本设计中，另一重要模块就是A/D模数转换模块。因为模拟信号不能直接送往单片机进行处理，必须进行A/D转换。模数转换的过程有四个

30、阶段，即：采样，保持，量化和编码。3.显示电路由P0口输入的数据,在单片机内部进行标度变换后,从单片机的串行口输出进行显示.系统的工作状态和气体浓度,采用LED数码管显示,每30秒刷新一次.为了不再扩展IPO口,系统采用串行口的移位功能扩展为4位静态显示电路.第一位为系统工作状态显示,后三位为一氧化碳气体浓度显示.当第一位为“00”时,表示系统工作在三点巡回检测同一个房间状态;为“8”时表示系统工作在三点巡回检测同一个房间正常工作状态;为“1”、“2”、“3”时表示系统工作在单独检测状态,此时后三位显示的数据分别为第1号、第2号、第3号传感器所检测到的一氧化碳气体浓度。浓度显示单位为5ppm.

31、74LS164为串行输入,并行输出寄存器,当P2.0=1且AT89C51的TXD端有输出时,74LS164接收串行数据,更新显示;当P2.0=0时,显示的内容不变。4.主控模块系统采用单片机进行控制,选用AT89C51单片机.该单片机为ATMEL公司的产品,其指令系统完全与8031/8051兼容,内带4K字节的内存和程序保护系统,便于程序的调试修改和保密,各管脚的功能如下:1)ALE端的功能:ALE端与ADC0809的CLOCK相连,为ADC0809输入时钟脉冲.2)P0口的功能:P0口与ADC0809的数据输出口相连,接收APD转换结果.3)P1口的功能:P1.0端接工作状态控制开关,开关闭

32、合时,系统进入正常工作状态;P1.1端外接的开关为三点巡回测量同一个房间控制开关,当开关闭合时有效;P1.2P1.4端接ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC三端,控制ADC0809的八路模拟输入转换.4)P2口的功能:P2.1端与WR端通过外接的与门求反后与ADC0809的START和ALE相连,用以启动APD转换,且将8路地址锁存;P2.1端与RD端通过外接的与门求反后与ADC0809的OE端相连,用以允许将APD转换结果输出,让单片机读取转换结果;P2.2端用作系统音乐报警信号控制端,高电平有效.5)P3口的功能:P3.0、P3.1端和P2.0端用于控制系统的显示输出.5.报警模块

33、当气体浓度超过允许值时,该模块动作,发出警报信号.P2.2端为音乐控制端,均为高电平有效.系统各模块之间的接线图如图3-1所示.图3-1单个传感器电路图3.3.3系统主要器件的介绍3.3.4.1电化学式传感器介绍设计中所用到的气体传感器是电化学式传感器，下面具体介绍一下电化学式气体传感器：由膜电极和电解液灌封而成。浓度（气体）信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。它的优点是：反映速度快、准确（可用于ppm级），稳定性好、能够定量检测，但寿命较短（大于等于两年）。 它主要适用于毒性气体的检测。目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。 3.3.4.2 74LS164移位寄存器介绍

34、74LS164 8 位移位寄存器（串行输入，并行输出） 简要说明 164 为 8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QAQH）均为低电平。 串行数据输入端（A，B）可控制数据。当 A、B 任意一个为低电平，则禁 止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下 Q0 为低电平。当 A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在 CLOCK 上升沿作用下决定 Q0 的状态。 引出端符号 CLOCK 时钟输入端 CLEAR 同步清除输入端（低电平有效） A，B 串行数据输入端 QAQH 输出端逻辑及封装图真值表H高电平 L低电平 X任意电平

35、 低到高电平跳变 QA0,QB0,QH0 规定的稳态条件建立前的电平 QAn,QGn 时钟最近的前的电平时序图3.3.4.1 74LS164驱动数码管在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，这里以常用的3.4 ADC0809引脚说明本设计利用ADC0809实现模数转换。ADC0809是8位逐次渐进型的

36、A/D转换器，它采用COMS工艺20个引脚双列直插式封装，它有三态琐存器，直接驱动数据总线，与微机相连时不需要附加接口电路。引脚功能ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，下面说明各引脚功能。 IN0IN7：8路模拟量输入端。D0D7：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存选通信号，输入高电平有效。 START： AD转换启动信号，输入高电平有效。 EOC： AD转换结束信号，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高

37、电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压输入端,它们决定了输入模拟电压的最大值和最小值. VCC：电源，接5V。GND：接地。 图3-4 ADC0809管脚图4软件部分的设计4.1主程序流程图如图4-1： 图4-1 软件流程图注：P2.2是条令开关。如图所示，整个报警器程序上分成中断取值转换、调零、报警、显示四大模块。整个程序一共使用了两个中断,一个外部中断即INT0中断,一个定时/计数器中断即IT0中断.这两个中断各有其作用,INT0中断是用来判断A/D转换器ADC0809对模拟信号的转换是否完成,当A

38、/D转换结束后,ADC0809发出结束EOC(高电平)信号,该信号可供单片机查询,也可反相后作为向单片机发出中断信号,而本设计正是用的这个方法,使得程序进入中断取值程序.而程序中所用到的IT0中断,是为产生一个周期为2S的方波而设计的,其作用是为看门狗产生喂狗子信号.具体程序如下： ORG 00H JMP START ;主程序入口地址 ORG 03H JMP INTO ;外中断INTO入口 ORG 0BH JMP ITOP ; 定时器0中断入口 ORG 0100HSTART: MOV IE,#10000001B ;INT0中断使能 MOV IP,#00000001B ;INT0中断优先 MOV

39、 TCON,#00000000B ;设置INT0为电平触发 MOV SCON,#00000000B ;串行口发送,接收标志位请0 MOV SP,#60H ;设堆栈指针 MOV TMOD,#01H ;设置T0为方式1 ACALL PT0M0HERE: AJMP HERE ;自身跳转PT0M0: MOV TL0,#0CH ;T0中断服务程序，T0重新置初值 MOV TH0,#0FEH SETB TR0 ;启动T0 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB EA ;CPU开中断 RETITOP: MOV TL0,#0CH ;T0中断服务程序，T0置初值 MOV TH0,0FEH CPL P1.0

40、;P1.0状态取反 RETI ACALL LED ;调用LED自检子程序 MOV 33H,#00H ;设置中断完成标志为0 MOV DPTR,#0FEFFH ;ADC0809的端口地址 MOVX DPTR,A ;使BUS为高阻抗,令ADC0809开始转换WAIT:MOV A,33H ;等待A/D转换完成信号 JNZ INTOK JMP WAIT ;未完成则跳回等待INTOK: MOV A,32H ;将最新的浓度值存入累加器中,(若A/D未工作,则A=0) JNZ L1 MOV A,30H JMP L2L1: MOV 30H,31H MOV A,31H ;将新浓度载入累加器L2: ACALL B

41、CD ;调用BCD码调整程序 ACALL ADZERO ;调用零点调整子程序 ACALL ALARM ;调用判断报警程序 ACALL BCD ACALL DISP ;调用显示子程序 CLR A ;清除累加器值 JMP START ;返回在主程序通过对33H中数值的判断断定A/D是否转换完成，当33H中为1时，转换完成，程序调用调零、报警、显示模块对输入数据进行处理。4.2 初始化子程序流程图如图4-2：图4-2 初始化程序设计流程图具体程序如下：START: MOV IE,#10000001B ;INT0中断使能 MOV IP,#00000001B ;INT0中断优先 MOV TCON,#00

42、000000B ;设置INT0为电平触发 MOV SCON,#00000000B ;串行口发送,接收标志位请0 MOV SP,#60H ;设堆栈指针 MOV TMOD,#01H ;设置T0为方式1 ACALL PT0M0HERE: AJMP HERE ;自身跳转PT0M0: MOV TL0,#0CH ;T0中断服务程序，T0重新置初值 MOV TH0,#0FEH SETB TR0 ;启动T0 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB EA ;CPU开中断 RETITOP: MOV TL0,#0CH ;T0中断服务程序，T0置初值 MOV TH0,0FEH CPL P1.0 ;P1.0状态取反

43、 RETI4.3 A/D转换子程序A/D转换控制流程图如图3所示。其中ADC0809的ALE和START端一起连接AT89C52的P1.0口。EOC经过一个反相器连接P3.2口，OE连接P1.2口。ADDA,ADDB,ADDC连接在一起接GND，相当于选通通道IN0。传感器通过通道IN0将信号传送给ADC0809。AT89C52的ALE经过一个74LS74给ADC0809提供一个工作频率。程序清单:AD: MOV R0, #ADTURNO ;置数据区首地址 MOV R6, #OBH ;置通道个数 MOV DPTR, #OBFF8H ;端口地址送DPTR，启动INO通道A/D转换LOOP: MO

44、VX DPTR, A ;启动A/D转换 MOV R7, #OAOH ;延时等待转换结束DLAY: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, DPTR ;读取转换数据 MOV R0, A ;将转换后的数据送入以 ADTURNO 为首址的一片RAM内 INC DATR ;指向下一个通道 INC RO ;修改数据区指针 DJNZ R6, ADLOOP ;8个通道全采样完否?未完则继续 SJMP AD RETA/D转换控制程序设计流程图如图4-3所示A/D入口启动A/D转换查询EOC读取转换数据压缩BCD码作压缩处理调整好的十位和个位分 别存入某地址单元子程序

45、结束 图4-3.A/D转换控制程序设计流程图因EOC未接入单片机，故只能采用延时等待的方法来读取A/D转换结果，ADC0809的INO和INl两个地址分别是OBFF8H, OBFF9H, INO通道采集到的11个数据放入以ADTURNO(片内21H)为首址的一片数据区内，IN1通道采集到的11个数据放入以ADTURN1(片内2CH)为首址的另一片数据区内。4.4 调零子程序：由于未知问题，可能造成送入单片机中显示的模拟电压量与真实电压存在区别，这种误差可以通过在中断处理中对A/D转换的数值加上一个调整值来解决。这样，我们就能根据实际情况来对报警器输出的数值进行控制，使其记数更加精确，使用更方便

46、。我们可以利用对端口的电平高低来判断是否需要进行调零处理,故可将按键开关接于端口P2.2.若开关按下,则说明有调零需要,于是进入调零处理程序;若开关没有按下,则说明没有调零需要,系统进入下一步.通过设置一个按键,既可保证程序顺利进行,又方便用户使用.具体程序如下:ADZERO:ACALL DELAYJB P2.2,JMP1 ;判断调零按钮是否按下，没按则跳JMP1JMP1:RET通过对P2.2位的判断来分辨是否有调零请求，若有则跳入调零模式，调零模式中程序如下：LOOP1:ACALL DELAY JNB P2.2,$ ;消除抖动延时 MOV A,40H ;将调零预设值40H送入 CLR C ;

47、清除进位标志 SUBB A,#01H ;调零值减1 JNC LOOP2 ;未借位则跳LOOP2 MOV A,#05H ;有借位则重设调零值为5LOOP2:MOV 40H,A ;将调零值送回40H保存 MOV A,R3 ;将当前浓度值送入A JZ XEND DEC A ;当前浓度值减1（响应调整变化XEND1 :MOV 30H,A ;送回30H保存 MOV 31H,A ;送回31H保存 ACALL BCD ;调用BCD码调整 ACALL DISP ;调用显示子程序JMP LOOPXEND: MOV A,#63H JMP XEND1进入调零模式后，若有按键则，LED数码管示数响应按键变化。若3秒无任何按键，则退出调零模式返回主程序。调零子程序流程图如图4-4所示 图4-4 调零子程序流程图4.5显示子程序因为通过A/D转换进入单片机8051的浓度值以十六进制存在，为了让LED显示需要转换为BCD码。BCD码转换程序如下：BCD:MOV 55H,#00H ;存放BCD转换中的百位数MOV 56H,#00H ;存放BCD转换中的十位数CLR C ;清除进位标志为下面的SUBB准备 MOV R2,#00H ;清除R2CHAN:SUBB A,#64H ;减100JC CHAN1 ;不能