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51单片机烟雾浓度报警系统课程编号：（注：后期统一编号）课程内容：□机械创新篇□智能电子篇□创艺设计篇√自动控制篇□信息技术篇□其他课程单元：□普及□提高√创新课程名称：（烟雾浓度报警器）关键词：（烟雾，浓度，报警器）创客达人：（钱祝鹏，潘艳霞，季雷雨）一、创意1.1明确问题（任务）通过单片机开发板控制蜂鸣器、烟雾报警器来完成烟雾浓度报警器的功能。1.2明确限制条件创客者准备的工具及材料要求：工具：电脑（装有KeiluVision），下载器。图1电脑图2下载器材料要求:图1单片机开发板图2烟雾感应器图3导线若干图4双面胶若干学生年龄要求：14周岁以上（低于14周岁请在成人陪同下完成后续操作）知识结构要求：①能看懂电路图。②有一定的编程能力能力要求：①动手能力强；②能善于发现生活中的问题，善于创新、实践与分享；③对程序编写特长；1.3导师范例1.3.1、89C51单片机的认识。单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故又称为微控制器(Micro-ControllerUnit，简称MCU)。1.3.2、KeilC51编译软件及下载的使用（1）KeilC51启动窗口（2）建立工程文件（3）选择目标CPU（4）文本编缉窗口（5）选择文件类型（6）增加文件到组中（7）目标属性（8）编译HEX文件（9）下载HEX文件1.3.3、电路原理图1.3.4、四位八段数码管共阳极的使用说明原理及管脚图1.3.5、ADC0832的说明A/D转换芯片ADC0832的应用作者：杜洋2005年10月11日ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。ADC0832具有以下特点：········8位分辨率；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在0~5V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；一般功耗仅为15mW；8P、14P—DIP（双列直插）、PICC多种封装；商用级芯片温宽为0°Cto+70°C，工业级芯片温宽为−40°Cto+85°C；芯片顶视图：（图1、图2）第1页芯片接口说明：········CS_CH0CH1GNDDIDOCLKVcc/REF片选使能，低电平芯片使能。模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。芯片参考0电位（地）。数据信号输入，选择通道控制。数据信号输出，转换数据输出。芯片时钟输入。电源输入及参考电压输入（复用）。ADC0832与单片机的接口电路：图3第2页ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。单片机对ADC0832的控制原理：正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。（见图3）当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能，其功能项见表1。表1第3页如表1所示，当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。更详细的时序说明请见表2。表2第4页：ADC0832芯片接口程序[汇编]：作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0~5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。ADC0832芯片接口程序的编写：ADC0832数据读取程序流程：为了高速有效的实现通信，我们采用汇编语言编写接口程序。由于ADC0832的数据转换时间仅为32μS，所以A/D转换的数据采样频率可以很快，从而也保证的某些场合对A/D转换数据实时性的要求。数据读取程序以子程序调用的形式出现，方便了程序的移植。程序占用资源有累加器A，工作寄存器R7,通用寄存器B和特殊寄存器CY。通道功能寄存器和转换值共用寄存器B。在使用转换子程序之前必须确定通道功能寄存器B的值，其赋值语句为“MOVB,#data”（00H~03H）。运行转换子程序后的转换数据值被放入B中。子程序退出后即可以对B中数据处理。第5页1.5线下团队分享学生组队，明确本队项目制作名称及各自分工等。（填表）烟雾报警器成员分工元器件连线，成品制作编写程序，草图PPT，外观设计二、草案2.1整理行动步骤团队整理本队行动步骤（填表）（注：导师给出参考步骤）序号步骤1提出创意2列出所需元器件清单，购买器件3连接元器件4编写程序5调试2.2项目设计草图（手绘）项目实践阶段1，由团队按照各自创意草绘原型图。（原型图照片）（注：导师给出示范项目的原型图）2.3物料清单（材料、设备、工具）团队根据项目制作内容列出完成本项目需要的物料清单及经费预算。（填表）（注：导师给出示范项目的物料清单）序号名称数量1单片机开发板1块2烟雾浓度报警器1块3下载线1根4四位八段数码管共阳极1块5无源蜂鸣器1个7电线若干根三、建造3.1动手实践，过程影像记录项目实践阶段2，团队完成实物制作，项目团队专人拍照（或视频）记录过程。（注：导师给出示范项目完成过程照片记录）1.程序的编写与下载2.作品制作3.实物模拟测试3.2与团队成员讨论项目进度导师与团队间互动交流，给予建议，指导团队完成项目。3.3反复修改直至满意团队进行测试、排错、修正项目。四、分享4.1线下分享活动项目团队制作汇报PPT，主要包括项目简介、团队团队、创意来源、材料清单、制作流程、心得体会及下一步完善方向。团队路演汇报，导师点评。4.2线上分享活动由项目团队将汇报PPT（文件名为项目名称+负责人）上传到蓝岛创客空间云平台项目分享模块。（注：导师也可设定线上分享活动方案，微信活动分享、网络投票等活动）4.3加入导师团队，进行商业化分享与产业资本对接，或申请项目基金。C51单片机烟雾浓度报警系统辅助表格（学生填写）项目制作名称烟雾浓度报警器制作时间2016.11.11团队成员姓名专业方向分工电气自动化连接，测试电气自动化编程，草图电气自动化外观、PPT物料清单单片机开发板1块烟雾感应器1块导线若干根四位八段数码管共阳极1块无源蜂鸣器1个下载线1根行动步骤程序的编写与下载实物模拟测试作品制作外观包装注：草图在本页背面绘制