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

2. 7 　可編程看門狗電壓監(jiān)控電路
可編程看門狗電壓監(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、看門狗定時器、降壓管理以及具有保護功能的串行EEPROM ,具有省電特性。在看門狗打開時,電流小于50μA ;在看門狗關(guān)閉時,電流小于1050μA。它有助于簡化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計,減少印制板的占用面積,提高可靠性。

3 　軟件設(shè)計
監(jiān)控儀的系統(tǒng)軟件采用單片機C 語言編制。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)計方法,主要包括初始化程序、主程序、定時中斷服務(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,打開多路轉(zhuǎn)換開關(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。
單片機系統(tǒng)上電后,進入初始化程序,完成片內(nèi)各模塊的設(shè)置、清存儲單元內(nèi)容、端口設(shè)定等初始化工作,然后進入主程序,開中斷,循環(huán)設(shè)置低功耗模式并執(zhí)行延時操作。
2) 軟件特點。
本軟件設(shè)計的一大特點是采用中斷方式進行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)的實事性增強。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,并等待A/ D 轉(zhuǎn)化結(jié)束后發(fā)出的中斷請求。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)計的另一特點是利用單片機C 語言的強大功能編制氣體濃度測量的非線性修正,極大地提高了程序運行速度和采集精度。由于匯編語言與C 語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(shù)分段擬合和線性插值的綜合算法實現(xiàn)非線性的軟件補償。具體過程如下:

對氣體傳感器分段選擇多個試驗點進行精確測試,并根據(jù)測試數(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。線性插值法實現(xiàn)補償?shù)倪^程是:
(1) 確定測量值在哪一個區(qū)間;
(2) 調(diào)出區(qū)間端點對應(yīng)值;
(3) 利用公式P = ( M - M1) 3 ( P2 - P1) / ( M2 -M1) + P1 實現(xiàn)校正,其中M 為測量輸出值,且M1 ≤M ≤M2 , ( M1 , P1) 、( M2 , P2) 是區(qū)間端點值。

4 　結(jié)束語
本便攜式室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀硬件結(jié)構(gòu)簡單,軟件設(shè)計靈活,充分發(fā)揮了單片機結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大的優(yōu)點,并且具有自動報警、自動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(shè)計新穎、參數(shù)測量準(zhǔn)確、操作方便的室內(nèi)環(huán)保監(jiān)控儀。