环境监测与报警系统的设计.doc

环境监测与报警系统的设计 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途华中科技大学文华学院毕业设计(论文）题目： 环境监测与报警系统的设计 学生姓名： 卢磊 学号： 090372021313 学 部 （系)： 机械与电气工程学部 专 业 年 级： 09应用电子技术 指 导 教 师： 范娟 职称或学位： 2011 年 5 月20日目 录摘要2关键词2Abstract2Key words2前言31。环境监测技术简介51。1环境监测技术的发展及现状51。2温湿度传感器51.3 气体传感器52。 环境监测系统的总体设计72.1 课题的分析72.2设计方案72。2.1方案设计思想72.2。2总体框图83。系统硬件的实现93。1主控电路设计93.2外围接口电路的设计153。2。1 数据采集与处理电路153.2.2 显示电路3。2.3声光报警电路204。 软件的实现234.1 编程KEIL环境介绍 234.2 主程序设计234。3 数据采集与处理程序设计244.4 显示程序设计244。5 声光报警程序设计245. 调试275。1调试的步骤275。2调试过程中遇到的问题及解决方法28结束语30参考文献31致谢32摘要本设计采用80c51单片机作为运算、控制核心，并且利用用LCD显示出现场的相关信息（温度湿度,有害气体，烟雾浓度)并进行报警信息等；同时控制放音电路达到报警有关信息。本系统具有一定的智能化程度和人性化，精度较高，还可在此基础上进行其他功能和应用的扩展。关键词：报警器、80C51、声光传感器 AbstractThis design uses the monolithic Atmage80c51 as control core operations, The scene use LCD to display the related information （temperature, humidity， harmful gases, smoke concentration） and alarm information， etc. This system has certain level of intelligence and humanization, high precision， and can also be based on other functions and application extension.Keywords： 80C51， smoke sensor alarm。4前言环境监测是指测定代表环境质量的各种标志数据的过程。它是在环境分析的基础上发展起来的。随着世界各国经济的增长，自然界储存的资源，如煤、石油等各种矿藏被广泛地开发和利用。由于人口密集的大城市和工矿区的建立，使大量化学物质进入环境，超过了大自然的自净能力，在环境中不断积累,产生了危及人类生存的公害。为了寻求环境质量变化的原因，必须先从污染物的性质、来源、含量及其分布状态的分析开始。于是环境分析化学就成为环境科学的先驱，在环境分析中发挥了积极作用。环境分析是以基本化学物质为单位，以对物质进行定性、定量分析为基础,从而对影响环境质量的原因进行研究的一门科学。环境分析的主要对象是工业排放物,包括大气、水体、土壤和生物中的各种污染物.其分析方式，既可以在现场直接测定，也可以采集样品在实验室进行分析。但是,判断环境质量的好坏，仅对单个污染物短时间的样品分析是不够的，必须有代表环境质量的各种标志的数据，即各种污染物在一定范围的长时间的污染数据，才能对环境质量作出确切地评价。这项任务对以化学分析为手段的环境分析是难以完成的，而物理测定则为此提供了方便条件。物理测定是指测定那些与物理单位（如长度、重量、时间、温度等）或物理量（如热、光、电、磁等）有关的现象或状态。将物理测定原理和测量工艺相结合,使测量连续化、自动化，这就是环境污染物理测定的基础。物理测定与环境结合，并有目的地对环境质量某些代表值进行长时间地(连续地或间断地）测定过程,称为环境监测。根据上述意义，可以认为环境分析是化学分析与环境的结合,而环境监测是物理测定与环境的结合。前者是后者的发展基础，而后者较前者包括的范围更广，意义更深。但是，随着环境监测技术的发展,化学分析和物理测定之间相互渗透，兼而用之，并没有截然的分界限。如利用压电晶体频差原理和光学原理,对污染物进行定性定量就是物理测定在化学分析中的应用；利用化学反应产生发光和颜色的原理,测定污染物的性质和含量就是化学分析在物理测定中的应用。环境科学研究的中心问题，是人与环境之间在进行物质和能量交换活动中所产生的影响。而这些研究都是在定性、定量化的基础上进行的，因此环境监测是环境科学研究的重要手段之一.从人类环境和环境科学研究这一意义来说人类活动影响了自然环境,而自然环境反过来又作用于人类。为了生存并追求美好的生存环境，人类从环境调查着手，通过环境监测，积累大量的长期监测数据,查出污染的来源，摸清污染物在传输过程中的分布和变化的规律性；通过开展模拟研究,建立模式，对环境污染的趋势作出预测预报；通过准确地评价环境质量，并在此基础上提出或确定控制环境污染的对策。这样往复进行，逐步地改善环境。这一系列活动构成了环境科学的一个研究体系。环境监测是这个体系中的一个重要环节。环境监测还与社会科学发生密切联系。一方面环境监测获得的数据用以制订或修改各类环境质量标准,纳入国家或地区的环保法规；另一方面,依法监测，可作为执行环保法规的技术仲裁.由此可见，环境监测对环境科学研究和环境保护是十分重要的.第1章 绪论1.1声光报警器的发展及现状1.1.1 环境监测技术随便科学的发展，人们发现环境与人们的联系日益紧密，拥有良好的环境监测技术以便使人们深度的了解环境从而进行生产和活动已经成为了一种趋势。环境监测技术主要包括对环境温湿度，气体（CO1、CO2等）的监测.1。1。2 探测器的发展趋势探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了探测的应用领域,为一些传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展，如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进，使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高.多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐. 近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器.由于它功能齐全,体积小，成本低，因此它可以应用到任何电子系统中去，同样，它也可以广泛应用于报警技术领域,使各类报警装置的功能更加完善，可靠性大大提高，以满足社会发展的需要。1。2 论文研究的目的及意义 1.2.1目的：环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据.具体可归纳为:(1)根据环境质量标准，评价环境质量。（2）根据污染分布情况，追踪寻找污染源,为实现监督管理、控制污染提供依据。(3)收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据.（4)为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务.1.2.2意义：1.环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段. 2。环境监测是科学管理环境的基础。 环境监测是环境保护的基础性工作，必须为环境管理和经济建设服务，及时向环境保护行政主管部门提供环境质量信息及变化趋势，为有关部门在监督污染物排放、控制新污染源产生以及提高资源、能源利用率等方面提供决策依据。 3.环境监测是正确处理环境污染事故和污染纠纷的技术依据。通过环境污染事故的监测和污染纠纷的仲裁监测,可以确定环境是否受污染、污染危害程度、受何种污染物污染等，这就为正确处理环境污染事故和污染纠纷提供技术依据。1。3论文内容第一章 绪论 本章本主要介绍了声光报警器的发展史及发展趋势.对声光探测器进行了系统性的阐述。还有论文研究的目的和意义进行了简单的解释。第二章 基于C51单片机的声光报警的设计方案 本章是根据论文的要求分析了论文的主要任务。继而概括出整个设计的主要思想和确定出设计方案。第三章 系统硬件实现 本章针对的是系统硬件是设计。在对整个系统硬件设计时,我们主要从它的主控电路80C51(单片机的复位电路、时钟电路）的设计和外围电路(声光报警电路、A/D转换电路)的设计来具体介绍。还有对在设计中用到的声光传感器进行了重点介绍。第四章 软件实现 本章是论文的软件部分。其中,我们熟悉了整个程序设计的运行环境keil。还有程序的编写过程，对程序做了相应的注释.第五章 调试 本章着重与软件的调试。在运行环境中我们调试的步骤以及在运行中出现的问题及解决的方法。最后附上结束语（我的感想）、谢辞和参考文献.第2章 基于C51单片机的声光报警的设计方案2.1 课题的分析单片机应用系统可以分为智能仪器表和工业测控系统两大类，无论哪一类，都必须以市场需求为前提.所以，在系统设计前，首先要进行广泛的市场调查，了解该系统的时常应用概况，以分析系统当前存在的问题,研究系统的时市场前景，确定市场开发设计的目的和目标。简单地说，就是通过调研克服旧缺点，开发新功能。 根据论文的设计要求：(1)、熟悉Keil编程环境；（2）、熟悉有关探测器的理论知识；（3）、给出设计方案；此次的设计先从硬件设计上着手。先要整理出声光报警系统的整体思路。确定出方案设计中需要的硬件设备.我们在确定了大的方向基础上，就应该对系统实现进行规划。包括应该采集的信号种种类、数量、范围,输出信号的匹配和转换，传感器的选择，技术指标的确定等。2.2设计方案2.2。1方案设计思想此次设计是针对于单片机原理及其应用展开的。其中包含了我们大学三年中所学到的相关知识,运用我们所学的电工技术，传感器技术，单片机技术，本设计基于单片机的声光报警系统。80C51单片机好比一个桥梁，联系着传感器和报警电路设备。当周围的环境达到我们设定的数值时，声光传感器把被测的物理量作为输入参数,转换为电量（电流、电压、电阻等等）输出.物理量和测量范围的不同，传感器的工作机理和结构就不同。通常传感器输出的电信号是模拟信号(已有许多新型传感器采用数字量输出）。当信号的数值符合A/D转换器的输入等级时，可以不用放大器放大；当信号的数值不符合A/D转换器的输入等级时，就需要放大器放大。而我们选择前者，不需要用放大器，选择数值符合A/D转换器的输入等级,这样就可以简化整个系统的设置。传感器将物理信号经过A/D转换器转化为可以利用识别的电信号给单片机，这里我们选择单片机的P1.0为输入方式，接收到信号的单片机经过程序的设定会由P2.0作为单片机的输出直接启动报警电路。此时，扬声器将发出高、低交替的2种叫声,同时二极管发光,这就达到了声光报警的效果。2。2.2 总体框图根据方案的设计思想，我们从中就可以得到了声光报警系统的总体框图如图21所示下：图21声光报警系统的总体框图使用80C51单片机,选用声光传感器作为敏感元件，利用AD574A转换器和声光报警电路，开发了可用于家庭或小型单位火灾报警的声光报警器.整个设计由4大部分构成:声光传感器、A/D转换电路、80C51单片机、声光报警电路。其中，声光传感器是将现场温度、声光等非电信号转化为电信号;转换电路是将完成将声光传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光报警模块由单片机和报警电路组成，由单片机控制实现不同的声光报警功能.综合考虑各因素，本文选择NIS-09声光传感器用作采集系统的敏感元件。它灵敏度高，稳定性好,适合于火灾中气体的探测.A/D转换器选用AD574A转换器。第3章 系统硬件的实现3。1主控电路设计硬件设计中最核心的器件是单片机80C51，它一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面，将采集到的数字电压值经计算机处理得到相应的二进制代码，与设定的值作比较。整个系统的软件编程就是通过汇编语言对单片机80C51实现其控制功能。3.1。1 80C51系列80c51单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器,是微型计算机的一个重要分支.单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。80年代以来,单片机发展迅速,各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成.多年来的应用实践已经证明,80C51的系统结构合理，技术成熟，许多单片机芯片倾力于提高80C51系列产品的综合功能，从而形成了80C51的主流产品的地位，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：ATMEL公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机；Philips公司推出的80C51、80C552系列高性能单片机；华邦公司提出的W78C51、W77C51系列高速低价单片机；ADI公司推出的AdC8系列高精度ADC单片机；LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；Maxim公司推出的DS89420高速（50MIPS）单片机；Cygnal公司推出的C8051F系列高速单片机.由此可见，80C51已经成为事实上的单片机主流系列，所以,本次设计选择80C51单片机。3.1.2 80C51的基本结构80C51的基本结构如图所示图31 80C51的基本结构由图可见，80C51单片机主要由以下部分组成：（1）CPU系统 8位CPU，含布尔处理器;时钟电路;总线控制逻辑。(2）存储器系统 4KB的程序存储器(ROM/EPROM/Flash，可扩至64KB)；128KB数据存储器（RAM，可再扩64KB）；特殊功能寄存器SFR.(3）I/O口和其他动能单元4个并行I/O口;2个16位定时/计数器；1个全双工异步串行口；中断系统（5个中断源，2个优先级） 3。1。3 80C51单片机的的封装和引脚图32 80C51单片机的的封装和引脚80C51系列单片机采用双列直插式（DIP）。QFP44（Quad Flat Pack)和LCC(Leaded Chip Caiier）形式封装。这里仅介绍常用的总线型DIP40封装。如图3-2所示。40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚首先我们来连接一下单片机的引脚图，如果，具体功能在下面都有介绍.单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 电源:VCC 芯片电源，接+5V； VSS 接地端； 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线共有4根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 PSEN:外ROM读选通信号。 RST/VPD:复位/备用电源。 RST(Reset）功能：复位信号输入端. VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源.EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 EA功能:内外ROM选择端. Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。 VO线80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。3.1。4 80C51单片机的时钟(1）振荡器和时钟电路80C51内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，但要形成时钟脉冲,外部还需附加电路。80C51的时钟产生方法有以下两种。a 内部时钟方式利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTALl和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器,发出的脉冲直接送入内部时钟电路.外接晶振时,Cl和C2的值通常选择为30pF左右；Cl、C2对频率有微调作用,晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在1.2MHz12MHz之间选择。为了减小寄生电容,更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚XTALl和XTAL2靠近。图33 80C51时钟电路接线方法b 外部时钟方式此方式是利用外部振荡脉冲接入XTALl或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同.表31 80C51单片机外部时钟接入方法芯片类型接线方法XTAL1XTAL2HMOS接地接片外时钟脉输入端(引脚需接上拉电阻)CHMOS接片外时钟脉冲输入端悬空3.1.5 80C51单片机的复位 在整个声光报警系统中，要进行实验，必须对整个系统先复位。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时,都需要先复位.其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。复位电路设计单片机的外部复位电路有上电复位和上电和按键均有效的复位两种。我们在设计单片机复位时，选用上电复位。上电复位上电复位利用电容器的充电实现.图34是80C51单片机的上电复位电路。图中给出了复位电路参数。图3-5是80C51单片机的上电+按键复位电路.上电要求接通电源后,单片机实现自动复位操作.上电瞬间RST引脚获得高电平，随着电容的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降.RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。该电路典型的电阻值和我电容参数为:晶振为12MHZ,电容值为10uF，电阻值为8。2K。图3-4 上电复位电路 图35上电+按键复位电路复位状态：初始复位不改变RAM(包括工作寄存器R0R7）的状态，复位后80C51片内各特殊功能寄存器的状态如表所示，表中“x”为不定数。 表32复位后的内部特殊功能寄存器状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HBSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL000HP0P3FFHSCON00HIPxx000000BSBUFxxxxxxxxBIE0x000000BPCON0xxx0000B复位时，ALE和成输入状态,即ALE= 1,片内RAM不受复位影响.复位后，P0P3口输出高电平且使这些双向口皆处于输入状态，并将07H写入堆栈指针SP,同时将PC和其余专用寄存器清0。此时，单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。所以，单片机运行出错或进入死循环时，可使其复位后重新运行。3.2外围接口电路设计3.2。1 NIS09声光传感器简介在设计中我们之所以选用NIS09声光传感器,是因为它的输出模拟量与我们所用的A/D转换器输入等级相符合.（NIS09声光传感输出电压是5.6+0。4v，A/D转换器的输入量程是0+10V）声光传感器主要有以下两种：(1)散射式 在发光管和光敏电阻之间设置遮光屏，无声光时光敏元件接收不到信号，有声光时使光敏元件发出信号。(2)离子式用放射性同位素镅Am241放射出微量的a射线，使附近空气电离,当平行平板电极间有直流电压时,产生离子电流Ik。有声光时，微粒将离子吸附，而且离子本身也吸收a射线，其结果是离子Ik减小.若有一个密封装有纯净空气的离子室作为参比元件，将两者的离子电流比较，就可以排除外界干扰，得到可靠的检测结果。 在本次设计中,我们选用NIS-09声光传感器.它是离子式烟雾传感器，是日本NEMOTO公司专为检测延误而精心设计的新型传感器。检测方式:离子型，一源两室。放射参数：电源电压是DC 9v,输出电压是5.6+0.4v 电流损耗是27+3pA ，灵敏度是0。6+0。1v.特性参数如下表所示：a灵敏度特性 （根据UL217标准风速0。1M/秒）b电源电压特性（25 60RH）c温湿度特性 温度特性（温度60)d温度特性（温度25）源： 放射元素是媚241,放射量是平均33.3KBq.=0.9uCi（29K37KBq）。工作环境: 电源电压是DC6。018。0V，最大24V；温度是0-50，最大1060，温度95。保存温度-2580，温度95。典型特性：表33 特性参数声光强度 （英尺）输出电压（V）误差（V）05.60。4015.30.50。30.125。00.50。60.134.70.50。90。244。40。51.20.254。20.51。40.2电源电压输出电压（V）63.30。395。60.4128。00。71510。00。851813。01。0 （a） 灵敏度特性 （b）电源电压特性 温度(）输出(V)05.150.4255.60。4505.850。4湿度（%C）输出（V）305。750。5605。60。4905。450。4 (C) 温度特性 (d）温度特性长期稳定性测验如下表所示：表34 长期稳定性测验名称方法标准高温储存特性高温805不通电的情况下储存72小时保持特性参数不变，不变形、不变色、不产生裂纹低温储存特性低温3005不通电的情况储存72小时保持特性参数不变，不变形、不变色、不产生裂纹高温储存特性在405，855RH不通电的情况储存72小时保持特性参数不变，不变形、不变色、不产生裂纹震动实验共振频率10-35HZ，振幅5HZ0.25，如果不产生共振，则用频率35HZ震荡4小时保持特性参数不变，不变形、不变色、不产生裂纹跌落实验三个不同方向把器件从1M高度自由落体跌落到木板上保持特性参数不变，不变形、不变色、不产生裂纹3.2.2 AD574A简介AD574A型快速12位逐次比较式AD转换器为美国模拟器件公司产品。一次转换时间为25s，转换速率为40MSPS，分辨率12位,非线性误差小于1/2LSB.采用28脚双立直插式封装，各引脚功能如图3-6所示，图3-7是其管脚图。图3-6 D574A引脚功能图3-7 管脚图 AD574A引脚功能:DB11DB0：12位数据输出线。DB11为最高,DB0为最低,它们可由控制逻辑决定是输出数据还是对外成高阻状态.12/8：数据模式选择。当此引脚输入为高电平时,12为数据并行输出；当此引脚为低电平时，与引脚A0配合，把12位数据分两次输入。应该注意，此引脚不与TTL兼容，若要此引脚为高电平,应直接按脚1；若要此引脚为低电平,应接引脚15。A0：字节选择控制。此引脚有两个功能,一个功能是决定方式是12位是8位。若A0=0，进行全12位转换，转换时间为25us;若A0=1,仅进行8位转换，转换时间为16us，另一个功能是决定输出数据是高8位还是低4位.若A0=0，高8位数据有效；若A0=1，低4位有效,中间4位为“0”，高4位为高阻状态.因此，低4位数据读出时，应遵循左对齐原则（即：高8位+低4位+中间4位的0000）.CS:芯片选择。当CS=0时，AD574A被选中；否则AD574A不进行任何操作.R/C：读/转换选择.当R/C=1时，允许读取结果；当R/C=0，允许A/D转换。CE:芯片启动信号。CE=1时，允许读取结果，到底是转换还是读取结果与R/C有关。STS：状态信号。STS=1表示正在进行A/D转换，STS=0表示转换已完成.REFOUT：+10V基准电压输出。REIN准电压输入.只有此脚把从“REFOUT”脚输出的基准电压引入到AD574A内部的12位DAC（AD565),才能进行正常的A/D转换。BIPOFF：双极性补偿.此引脚适当连接，可实现单极性或双极性输入。10VIN：10V量程模拟信号输入端。对单极性信号为10V量程的模拟信号输入端，对双极性信号为5V模拟信号输入脚。20VIN:20V量程输入端。单极性信号为20V量程模拟信号输入端,对双极性信号为10V量程模拟信号输入脚.DG：数字地.各字电路（译码器、门电路、触发器等）及“+5V的电源地.AG：模拟地。各模拟器件（放大器、比较器、多路开关、取样保持器等)地及“+15V”和“-15V电源地。VLOG:逻辑电路供电输入端，+5V.VCC：正电源端，VCC=+12+15V。VEE：负电源端，VEE=15-12V。AD574A的单极性和双极性输入如图38所示 图38 （a）单极性输入 (b) 双极性输入单极性输入电路：如图38(a）所示是AD574A系列的模拟量单极性输入电路。当输入电压为VIN=0+10V时，应从引脚10VIN输入，当VIN=020V，应从20VIN输入。数字量D为无符号二进制码，计算公式为D=4096VIN/VFS.图中电位器RP1用于调零，即保证在VIN=0时，输出数字量D为零.双极性输入电路：电路图如图(b）所示。图中RP2用于调整增益，其作用与图（a）中RP2的作用相同。图中RP1用于调整双极性电路输入零点.如果输入信号VIN在-5=5V之间，应从10VIN引脚输入；当VIN在-10=10V之间，应从20VIN引脚输入.根据声光传感器所输出的电压量，故选用单极性输入。3。2。3 AD574A与80C51单片机接口电路AD574A系列的所有型号和功能因脚和排列都相同，因而它们与单片机借口也相同。AD574A所有型号都有内部始终电路,不需要任何外接器件和连线。图3-9为AD574A与80C51单片机的接口电路.该电路采用双极性输入方式。根据声光传感器输出电压是5。6+0.4v，在设计时我们选用单极性输入方式。 图39 AD574A与80C51单片机的接口电路当AD574A与80C51单片机配置时,由于AD574A输出12位数据，所以当单片机读取转换结果时，应分两次进行：当A0=0时，读取高8位；当A0=1时，读取低4位。图中AD574A的STS与80C51的P1。0线相连，故采用查询方式读取转换结果.3.2。4声光报警电路声光报警电路由单片机P2。0口控制，输出报警信号(高低电平间隔1 s的脉冲信号），驱动声光报警电路，直至按复位键RESET和开关键。声光报警电路由555定时器、扬声器和普通发光二极管组成，电路图如图310所示。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器,其控制电压出入端5脚与单片机80C51的P2.0端相连，受P2。0脚输出的脉冲信号控制.由电容C4的充冲放电作用，当P2.01时，555输出脉冲的振荡频率较低，当P2。00时，555输出脉冲的振荡频率较高.该脉冲信号经隔置电容C2加到扬声器上,扬声器将发出高、低交替的2种叫声，同时P2。0脚输出的高低电平间隔1 s的脉冲信号经电阻R1加到发光二极管LED上，LED将闪烁发光，达到声光同时报警的效果。图3-10 声光报警电路3.3总电路设计根据要求,设计中我们选用80C51单片机.80C51单片机的主控电路包括时钟电路、复位电路.两电路的接法在3。1。4和3.1。5中分别做了详细的介绍，这里不再赘述。而传感器是将非电量需要转换成与非电量有一定关系的电量。当今信息时代，随着电子计算机技术的非速发展，自动检测，自动控制技术显露非凡的能力，而大多数设备只能处理电信号，也就需要把被测,被控非电量的信息通过传感器转换成电信号。可见，传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。没有传感器对原始信息进行精确可靠的捕捉和转换，就没有现代自动检测和自动控制系统。没有传感器就没有现代科学技术的迅速发展。设计中，传感器我们选择的是NIS-09声光传感器。必须利用微粒的特点检测。而NIS-09声光传感器它的性能参数是我们选择它理由。声光传感器连接在A/D转换器的输入接口。我们将主控电路和外围接口电路(80C51与A/D转换器的接口电路、80C51与声光报警电路）连接起来,就得到了基于80C51的声光报警总电路图。当外部环境达到一定值时，声光传感器就会产生模拟电压,将它作为输出的模拟信号经AD574A转换器转换为80C51单片机所能识别的数字电压量。通过P1.0检测信号。当有信号输入时，经程序设定就会驱动80C51单片机的P2。0。而P2。0是与声光报警电路相连接的。综上所述，得出总电路图如图3-11所示：图3-11 声光报警系统总电路图第4章 软件的实现4。1 编程KEIL环境介绍KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。 KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解.在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。KEILC51标准C编译器为80C51微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强，更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含:编译器,汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器.uVision2IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境. C51V7版本是目前最高效、灵活的8051开发平台。它可以支持所有8051的衍生产品，也可以支持所有兼容的仿真器，同时支持其它第三方开发工具。因此,C51V7版本无疑是8051开发用户的最佳选择。C51工具包的整体结构， uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos