基于AT89S52 的便攜式智能室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀設(shè)計(jì)

2. 7 　可編程看門(mén)狗電壓監(jiān)控電路
可編程看門(mén)狗電壓監(jiān)控電路選用X25045 ,該器件將四種功能合為一體,即上電復(fù)位控制、看門(mén)狗定時(shí)器、降壓管理以及具有保護(hù)功能的串行EEPROM ,具有省電特性。在看門(mén)狗打開(kāi)時(shí),電流小于50μA ;在看門(mén)狗關(guān)閉時(shí),電流小于1050μA。它有助于簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),減少印制板的占用面積,提高可靠性。

3 　軟件設(shè)計(jì)
監(jiān)控儀的系統(tǒng)軟件采用單片機(jī)C 語(yǔ)言編制。為了方便程序調(diào)試和提高可靠性,軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法,主要包括初始化程序、主程序、定時(shí)中斷服務(wù)程序、串行口中斷服務(wù)程序、各子程序模塊等。主程序完成系統(tǒng)初始化,打開(kāi)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),查詢各種狀態(tài)并控制相應(yīng)操作等功能,流程如圖4 所示。
1) 軟件功能。
單片機(jī)系統(tǒng)上電后,進(jìn)入初始化程序,完成片內(nèi)各模塊的設(shè)置、清存儲(chǔ)單元內(nèi)容、端口設(shè)定等初始化工作,然后進(jìn)入主程序,開(kāi)中斷,循環(huán)設(shè)置低功耗模式并執(zhí)行延時(shí)操作。
2) 軟件特點(diǎn)。
本軟件設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)是采用中斷方式進(jìn)行A/ D 轉(zhuǎn)化,其目的是提高CPU 的使用效率,降低功耗,使系統(tǒng)的實(shí)事性增強(qiáng)。在主程序設(shè)置完低功耗模式后,CPU 即被禁止,外圍模塊維持活動(dòng),并等待A/ D 轉(zhuǎn)化結(jié)束后發(fā)出的中斷請(qǐng)求。如有中斷,CPU 被喚醒并執(zhí)行中斷服務(wù)子程序完成數(shù)據(jù)的處理。本設(shè)計(jì)的另一特點(diǎn)是利用單片機(jī)C 語(yǔ)言的強(qiáng)大功能編制氣體濃度測(cè)量的非線性修正,極大地提高了程序運(yùn)行速度和采集精度。由于匯編語(yǔ)言與C 語(yǔ)言可以在編程中混合使用,且匯編在查表方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。用函數(shù)分段擬合和線性插值的綜合算法實(shí)現(xiàn)非線性的軟件補(bǔ)償。具體過(guò)程如下:

對(duì)氣體傳感器分段選擇多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行精確測(cè)試,并根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)繪制出傳感器的各段擬合曲線,然后利用擬
合函數(shù)產(chǎn)生校正值生成查找表。為了提高系統(tǒng)精度,采用線性插值法。線性插值法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程是:
(1) 確定測(cè)量值在哪一個(gè)區(qū)間;
(2) 調(diào)出區(qū)間端點(diǎn)對(duì)應(yīng)值;
(3) 利用公式P = ( M - M1) 3 ( P2 - P1) / ( M2 -M1) + P1 實(shí)現(xiàn)校正,其中M 為測(cè)量輸出值,且M1 ≤M ≤M2 , ( M1 , P1) 、( M2 , P2) 是區(qū)間端點(diǎn)值。

4 　結(jié)束語(yǔ)
本便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軟件設(shè)計(jì)靈活,充分發(fā)揮了單片機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn),并且具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)控制排氣扇或光觸媒燈管、便捷的人機(jī)接口的功能,是一種電路設(shè)計(jì)新穎、參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便的室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀。