基于A(yíng)T89S52 的便攜式智能室內環(huán)保監控儀設計

2. 7 　可編程看門(mén)狗電壓監控電路
可編程看門(mén)狗電壓監控電路選用X25045 ,該器件將四種功能合為一體,即上電復位控制、看門(mén)狗定時(shí)器、降壓管理以及具有保護功能的串行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)化應用系統的設計,減少印制板的占用面積,提高可靠性。

3 　軟件設計
監控儀的系統軟件采用單片機C 語(yǔ)言編制。為了方便程序調試和提高可靠性,軟件采用模塊化結構程序設計方法,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。主程序完成系統初始化,打開(kāi)多路轉換開(kāi)關(guān),查詢(xún)各種狀態(tài)并控制相應操作等功能,流程如圖4 所示。
1) 軟件功能。
單片機系統上電后,進(jìn)入初始化程序,完成片內各模塊的設置、清存儲單元內容、端口設定等初始化工作,然后進(jìn)入主程序,開(kāi)中斷,循環(huán)設置低功耗模式并執行延時(shí)操作。
2) 軟件特點(diǎn)。
本軟件設計的一大特點(diǎn)是采用中斷方式進(jìn)行A/ D 轉化,其目的是提高CPU 的使用效率,降低功耗,使系統的實(shí)事性增強。在主程序設置完低功耗模式后,CPU 即被禁止,外圍模塊維持活動(dòng),并等待A/ D 轉化結束后發(fā)出的中斷請求。如有中斷,CPU 被喚醒并執行中斷服務(wù)子程序完成數據的處理。本設計的另一特點(diǎn)是利用單片機C 語(yǔ)言的強大功能編制氣體濃度測量的非線(xiàn)性修正,極大地提高了程序運行速度和采集精度。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。用函數分段擬合和線(xiàn)性插值的綜合算法實(shí)現非線(xiàn)性的軟件補償。具體過(guò)程如下:

對氣體傳感器分段選擇多個(gè)試驗點(diǎn)進(jìn)行精確測試,并根據測試數據繪制出傳感器的各段擬合曲線(xiàn),然后利用擬
合函數產(chǎn)生校正值生成查找表。為了提高系統精度,采用線(xiàn)性插值法。線(xiàn)性插值法實(shí)現補償的過(guò)程是:
(1) 確定測量值在哪一個(gè)區間;
(2) 調出區間端點(diǎn)對應值;
(3) 利用公式P = ( M - M1) 3 ( P2 - P1) / ( M2 -M1) + P1 實(shí)現校正,其中M 為測量輸出值,且M1 ≤M ≤M2 , ( M1 , P1) 、( M2 , P2) 是區間端點(diǎn)值。

4 　結束語(yǔ)
本便攜式室內環(huán)保監控儀硬件結構簡(jiǎn)單,軟件設計靈活,充分發(fā)揮了單片機結構緊湊、功能強大的優(yōu)點(diǎn),并且具有自動(dòng)報警、自動(dòng)控制排氣扇或光觸媒燈管、便捷的人機接口的功能,是一種電路設計新穎、參數測量準確、操作方便的室內環(huán)保監控儀。