單片機空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計和測試分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16554單片機空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計案例 146441.1程序結(jié)構(gòu)流程圖 149041.2液晶顯示模塊設(shè)計 1159291.3傳感器模塊設(shè)計 2182702硬件調(diào)試 111.1程序結(jié)構(gòu)流程圖現(xiàn)在也已經(jīng)對準備進行的設(shè)計課題有了一個整體的認知，要對整體課題分成幾個模塊，并且對每個子模塊實現(xiàn)它的功能，最后在連接一起。所以再創(chuàng)建一個程序框架的設(shè)計工作流程圖，組成總的程序。主流程圖如如圖19所示：圖19主程序流程圖1.2液晶顯示模塊設(shè)計液晶電視顯示指令模塊本身其實就是一個緩慢的自動顯示指令元件,在我們開始自動執(zhí)行每條顯示指令之前都必須需要特別注意的是確認該顯示模塊的工作忙度被標識為一個低電平，表示如果工作人員忙，則此項顯示的指令就可能會出現(xiàn)自動失效的現(xiàn)象，如果需要開始進行就要先通過指令輸入所要顯示字符的文件地址，目的是讓這個顯示模塊明確這個字符的位置，這樣就可以顯示字符了。1602液晶電視顯示器的模塊主要是因為可以和STC89c52直接連線進行視頻通信。軟件工作流程主框圖顯示如下圖圖20所示圖20液晶顯示模塊程序流程圖1.3傳感器模塊設(shè)計新一代無線數(shù)字信號傳感器不再僅僅需要外部的ad轉(zhuǎn)換接口模塊，易于使用，并且已經(jīng)越來越多地使用。DHT11傳感器，它可以使監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計更加簡單，控制方便，易于設(shè)計實現(xiàn)，具有更多的優(yōu)點。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。DHT11傳感器模塊的軟件流程圖如下圖21所示。圖21DHT11傳感器模塊程序流程圖甲醛模組ZE08-CH2O的校驗和計算1.4蜂鳴器報警程序設(shè)計在該部分中，檢測的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)大于參考值是，這個系統(tǒng)就會自動報警，會發(fā)出提示信號，這時就可以采取相關(guān)的措施等一些有用的辦法去解決。該蜂鳴器是通過P3^3口與單片機相連。報警程序設(shè)計主要代碼如下所示。2實驗結(jié)果運行與分析2.1傳感器使用注意事項1，不管是在傳感器焊接，組裝還是使用過程時，一定要注意不能在任何方向上讓鍍金塑料腔承受壓力。2，在傳感器處于狹窄的一個空間是，要保證空間內(nèi)有良好的通風，并且兩個擴散窗必須處于一個通風良好的位置。3，傳感器使用應(yīng)注意遠離其他熱源,避免受到陽光間接直射或其他有害熱輻射。4，建議不超過6個月，傳感器就要校準一次，并且定期。5，在使用傳感器時，不可以長時間在粉塵密度高的一個環(huán)境下。6.為了能保證電源傳感器前端能夠正常運行工作,供電輸入電壓須始終保持在2.5v~5.5vdc電壓范圍中,供電輸出電流須不可能低于150ma,不在此電壓范圍內(nèi),可以認為會導致傳感器發(fā)生故障,傳感器前端輸出的電濃度可能偏低誘導或傳感器不能正常運行工作。7.手動指定校準零點或自動發(fā)送指定命令自動校準零點時,須在穩(wěn)定的惰性氣體密度環(huán)境(400ppm)下連續(xù)運行工作20分鐘以上。2.2KEILuVision4的使用該集成系統(tǒng)開發(fā)軟件環(huán)境主要是以軟件工程的管理方法方式來進行管理文件的,而且并不是單一一個文件的管理模式。所有的項目文件當中包括源代碼程序(其中包括新的c語言程序、匯編語言程序)、頭代碼文件、說明性的工程技術(shù)說明文檔都已經(jīng)可以直接放在一個工程項目管理文件里統(tǒng)一進行管理。通常按照以下幾個步驟表來創(chuàng)建一個keilc51應(yīng)用程序。（1）創(chuàng)建一個工程項目文件；（2）新建一個新文檔；（3）輸入所需程序代碼；（4）文件保存時所創(chuàng)建的項目源程序以及項目設(shè)計文件(用c語言所編程，所以保存時文件名具有擴展名.c）；（5）在項目中加入源程序文件；（6）軟件用戶自行編寫程序后,可以通過進行編譯,調(diào)試和使用編輯軟件生成一個基于十六進制編程代碼的源文件。首先,設(shè)置我的應(yīng)用項目,打開我的要對項目進行設(shè)置的子菜單,然后再次通過單擊右鍵開始進行設(shè)置。圖22對工程進行設(shè)置（7）把晶振頻率設(shè)為11.0592。圖23設(shè)置晶振頻率(8)在輸出選項卡頁面上檢查“生成十六進制文件”，并保存退出設(shè)置菜單。圖24允許生成二進制文件(9)首先單擊編譯，然后單擊創(chuàng)建目標文件。如果沒有錯誤，則可以生成十六進制文件。圖25編譯建立目標文件2.3stc-isp芯片刻錄軟件的使用(1)自動安裝端口連接驅(qū)動程序,將一個微控制器端口連接到一臺計算機,并自動打開端口stc-isp。(2)選擇單片機的類型為STC12C5A60S2。(3)剛剛生成的十六進制文件用Keiluvision4打開。圖26選取生成的hex文件(4)自動識別選擇正確的每個com接口通信設(shè)備端口,并在每個通信接口設(shè)備管理器中自動識別檢查所有的需要自動連接的每個通信單片機的所有每個通信接口設(shè)備上的端口號。波特率通常來說是一個軟件默認的。其他一些特殊選項不再是可能的這需要我們進行重新設(shè)置。點擊直接進行下載,然后這個程序單片機就可以開始工作可以直接無線上網(wǎng)進行供電了,完成之后這個程序就會進行自動刻錄。圖27選對COM口并開始燒錄在本文的設(shè)計中,通過測試每個使用模塊執(zhí)行程序的聯(lián)合操作和系統(tǒng)調(diào)試以及每個使用模塊的程序聯(lián)合操作調(diào)試,確認了該模塊程序本身沒有任何錯誤。2.4keil與Proteus聯(lián)調(diào)（1）首先需要安裝帶有proteus和帶有keil(此驅(qū)動程序用戶可以通過驅(qū)動帶有proteus和帶有keil2或keil3的軟件聯(lián)合進行調(diào)試)（2）安裝keil和Proteus驅(qū)動程序（3）安裝聯(lián)合調(diào)試驅(qū)動程序，注意:該驅(qū)動程序與keil主機安裝在同一系統(tǒng)文件夾中（4）單擊Keil軟件上的“項目菜單/目標選項”選項或單擊工具欄上的“target選項”按鈕，彈出一個窗口，單擊“調(diào)試”按鈕，出現(xiàn)如圖27所示的頁面。圖28Debug界面在隨后出現(xiàn)的一個對話框中,在文件右列頂部的下拉開始菜單中選擇"ProteusVSM"。monitor-51driver"。并且還點擊前面的"也可使用"以指示所選的點。再點擊"setting"按鈕,設(shè)置通信接口,在"host"后面添上"",如果使用的不是同一臺電腦,則需要在這里添上另一臺電腦的IP地址(另一臺電腦也應(yīng)安裝Proteus)。在"port"后面添加"8000"。設(shè)置好的情形如圖所示,點擊"ok"中的按鈕點擊即可。最后將整個工程文件編譯,進入工程調(diào)試運行狀態(tài),并開始運行。（5）Proteus的設(shè)置進入一個proteus的世界isis,鼠標點擊左鍵之后點擊開始菜單"Debug",選中"useromotedebugermonitor",如下下圖28所示。之后你就可以直接實現(xiàn)一個keil和一個proteus的數(shù)據(jù)連接合并調(diào)試。圖29聯(lián)調(diào)界面（6）調(diào)試方法a)在Proteus中建立51單片機的電路圖B)編譯十六進制文件，準備下載到Keil中的51微控制器c)右鍵單擊Proteus中的微控制器并下載hex程序d)在Proteus里->Debug->Start/restartdebug或者下面的“|>”按鈕e)在其中Keil里->Debug->Start/StopDebugSecssion或者按快捷按鈕f)就在Keil里調(diào)試程序，在Proteus里面看仿真現(xiàn)象2.5硬件調(diào)試畫出一份說明焊接電路板的工作圖和原理的電路紙圖后,就要按照該電路圖紙要求來手工進行焊接電路板的硬件結(jié)構(gòu)圖和電路實物的手工切割焊接。焊接好的上網(wǎng)開關(guān)有源電路板在每次進行上網(wǎng)焊接通電之前后都必須一定得經(jīng)過多次通電調(diào)試,以免沒有可能直接發(fā)生某些上網(wǎng)通電電壓短路從而直接燒毀某些開關(guān)元器件或者因為焊接損壞開關(guān)斷路器而焊接導致的某些開關(guān)元器件發(fā)生上網(wǎng)通電短路無法正常運行工作。下面簡要的的介紹了在一些硬件操作系統(tǒng)中的調(diào)試以及運行系統(tǒng)過程中我們可能也會出現(xiàn)的一些常見問題。（1）系統(tǒng)電源供電路調(diào)試在電源供電電路接口電源vcc與電源gnd的兩端分別接上兩個電源后,閉合電源開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩個電源接口指示燈不亮,用萬用電電表進行檢測后看到電源usb與提供電源接口的1腳和4腳之間有一定電壓,猜想這是發(fā)光開關(guān)二極管的電源正負極可以接反。后來經(jīng)過調(diào)換電路正負極后,發(fā)光光電二極管正常運行工作。（2）液晶顯示模塊電路的調(diào)試通電后，液晶屏幕雖然發(fā)現(xiàn)亮度明了,但是仍然未被發(fā)現(xiàn)進行顯示和插入輸出任何一個字符，然后用螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)一下液晶電位器，發(fā)現(xiàn)此時液晶電位器上的自動旋鈕仍然一直位于最左端,說明此時液晶屏幕上的灰度低于系統(tǒng)的數(shù)值最低,將其向右向左反復旋轉(zhuǎn)后,屏幕仍然發(fā)現(xiàn)可以清晰地自動進行顯示和插入輸出任何字符并將信息輸出來。（3）24C02存儲器電路的調(diào)試系統(tǒng)在被通電后，顯示屏會出現(xiàn)一個固定值，固定的報警值，但是用按鍵變換報警濃度范圍值后，又會顯示相同的報警值，這就說明改后系統(tǒng)并沒有自己保存。經(jīng)過仔細的檢查，導致該問題的是24 C02的WP端接到了VCC上，重新連接到GND，方可正常運行。（4）單片機電路調(diào)試整個系統(tǒng)最核心的部件就是單片機了。在一開始的調(diào)試時，可能會出現(xiàn)調(diào)節(jié)按鍵失靈一些問題，要不就是液晶顯示屏幕不出現(xiàn)字符或者顯示不完整。導致這個情況的原因就是，單片機上的14引腳和15引腳以及36引腳和37引腳和單片機的按鍵電路和顯示電路接口脫焊導致的。這時再次焊接，問題就解決了。安裝時盡量靠近微控制器芯片這樣可以減少寄生電容，這一定要注意。PCB電路板調(diào)試察看每個連接端子電路板上的邊緣焊接是否正確存在出現(xiàn)有明顯的各種焊接材料裂痕、短路、開路或者邊緣有明顯裸露的焊接鍍鋅或銅線等各種焊接技術(shù)現(xiàn)象；察看每個電子電路元器件邊緣焊接技術(shù)是否正確存在或者有可能出現(xiàn)焊接錯裝、漏裝、錯聯(lián)和其他焊接部位歪斜或者焊接松動等各種焊接技術(shù)現(xiàn)象察看焊點是否有漏焊、虛焊、毛刺、掛錫等缺陷（6）電路板電源模塊的調(diào)試1、先用萬用電電表直接測量一下電路板上的電源和電接地之間電路是否存在短路2、通電的時候要預(yù)設(shè)好電流的保護，再把電壓值一點一點往上調(diào)整，使用帶限流功能的可調(diào)穩(wěn)壓電源可以實現(xiàn)，還可以監(jiān)測除了輸出的電流和電壓。3、如果往電壓上調(diào)的這個過程中,沒有說明出現(xiàn)過壓直流電阻保護等電壓問題,且同時輸出資源電壓也已經(jīng)達到了正常,則只能說明輸出電源部分正常。4、如果往電壓上調(diào)的這個過程中,出現(xiàn)過壓直流電壓保護,則一定要及時斷開輸出電源,尋找一個故障來源點,并不斷重復上述幾個步驟,直到保證電源正常工作為止。（7）電路板功能模塊的調(diào)試1、在調(diào)試功能模塊上電是，一定要每一個模塊都要測試一下，并且按照規(guī)范的步驟進行調(diào)試，這樣不會出現(xiàn)設(shè)計的錯誤和安裝的失誤，而導致元器件燒壞。2、檢驗功能模塊故障的方法:(1)要先確定通過每個芯片電源引腳的電壓是否正常，隨后確認參考的每個電壓是否正常，主要功能點的電壓是否正常也要檢驗。(2)把信號源加到輸入端，按照順序測量每個點的電壓或波形，去看是否正常，來發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的地方。(3)通過眼睛看去確認元件是否有明顯的表面錯誤或機械損壞，用耳朵聽元件工作時的聲音是否有異常，用鼻子去聞器件有沒有異味，用手去感覺器件的溫度是否正常電路調(diào)試的步驟:一般按下面步驟調(diào)試:1、上電觀察上完電后不要太著急于開始測量各路電氣溫度指標，要仔細觀察集成電路內(nèi)部有無出現(xiàn)冒煙、打火等異常現(xiàn)象要先聽一耳聽電路有無異常電氣雜音，聞聞有無異常液體氣味，用一只手輕輕觸摸一下集成電路看看有無出現(xiàn)溫度過高過熱現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)有任何電源異?，F(xiàn)象，請在系統(tǒng)排除故障后立即自動關(guān)閉電源并重新打開備用電源。2、靜態(tài)調(diào)試:靜態(tài)直流調(diào)試一般定義是在泛指在完成上述放電后進行不加固定輸入輸出信號，或只在外加固定的電平輸出信號的一種情況下直接進行的直流測試，用萬用表直接測量整個電路中各點的固定電位，通過