狂妄少女邵阳学院毕业设计（论文）
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第4章 系统仿真及调试
调试分析包括硬件调试分析和软件调试分析及软、硬件联调。由于硬件调试分析和软件调试分析是独立进行的，所以可以先调硬件再调软件。再调试中找出错误、缺陷，判断各种故障，并作出软硬件的修改，直至没有错误[9]。
4.1硬件调试
硬件调试包括传感器电路、显示电路、键盘电路、单片机外围电路、声光报警电路等。下面主要介绍传感器电路、报警电路的调试。
首先把MQ3型气敏传感器按照说明书介绍，接上+6伏工作电源，进行预热5-10分钟。由于气敏传器里已经集成了放大电路，而用万用表测量可证实其输出是一稳定的0-5U的电压信号，符合ADC0809及单片机的输入条件，因此此信号可以直接接入进行A/D转换而不需要放大、滤波等。其次对于声光报警电路的调试分为蜂鸣器和LED的调试。经试验可知LJD-2008型实验箱的蜂鸣器和LED只有在低电平工作，了解这一点，对程序的设计很重要。
4.2软件调试
软件调试为利用伟福软件进行模块化调试。调过程中观察存储单元数据的变化，查找所写程序的错误，并改正。软件仿真调试：在protues中做出仿真电路图并进行仿真调试，其中的MQ3气敏传感器用5V电源和可调电阻来代替，然后把用伟福进行编译好的程序导入AT89C51后观看其仿真结果。其电路仿真图如下：
C1D0LCD1R2R3R4D1D2D3D4R5R6R7R8R9D5D6D7AMPIRE128X6410k10k10k10k10k10k10k10k
P1.233pU1X1C2R120.000.1k33p9RST19XTAL1CRYSTAL18XTAL2P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39D038D137D236D335D434D533D632D721222324252627281011121314151617
RV1R110.1kPNPEAR100.01kEA293031C310uFECS1P1.2RSP1.4RSTRW12345678PSENALEEAD1P1.4LED-REDR14.7kP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51NET=P1.4WRRDSN1817D716D615D514D413D312D211D110D09E8RW7RS65EA4G13CS22CS11RST-VoutRSTDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0ER/WRSV0VCCGNDCS2CS1Q1U3:BCS1374LS044CS2U5DCLKQDTFFQU6DCLKQDTFFQCKU226272812345D025D124D223SA221216IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADD BADD CALEVREF(+)VREF(-)ADC0808CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT81067212019188151417D0D1D2D3D4D5D6D7NOTCKSAG1U4:AU7INT1WR21374LS28P2.754RD674LS28OESAU4:B10KOE9OE图4.1 检测仿真图
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4.3软、硬件联调
利用伟福仿真器及其自带实现一个模拟仿真系统。把伟福软件模拟器伟福6000的仿真器设置中语言选为“伟福汇编器”。选择仿真器用“H51/L”选择仿真头为“POD一H8X5X，，选择CPU用“AT89C51”。调人程序编译运行，并把传感器接入电路，看LCD显示器是否显示提示界面。显示提示界面后根据LCD显示器上的提示按键进行下一步操作。看键盘是否能够设定阈值，并显示。设定阈值后，用浸有酒精的棉签靠近气敏传感器，并对着棉签缓缓吹气观察LCD显示的数值。按“F”键重新设定小于测量值的阈值，观察蜂鸣器是否发声及LED是否被点亮。当过了一两分钟后，LCD显示器上数值下降，当小于阈值时蜂鸣器停止发声，LED也熄灭。上述这些功能能够实现则表明达到了课题要求。
4.4调试故障及原因分析
报警电路出错，体现在软硬件联调时，程序刚一运行，声音报警电路就发出报警声音而LED正常。经程序检查及对LJD-2008型实验箱蜂鸣器及LED灯的实验，发现该实验箱的蜂蜂鸣器及都是在低电平时工作。而主程序开始就把P1.0口清零了，
P1.0口接的是蜂鸣器，这就使程序刚运行蜂鸣器就发出报警声音了。发现这个错误，
把程序中不报警时的P1.0口都置高电平，报警时置低电平。
传感器输出电压不稳定。把传感器工作电路接好后急于接到ADC0809上，运行程序发现还未吹酒精气体进传感器而LCD显示的测量数值明显偏大。经看MQ3型气敏传感器的原理和使用说明得知该传感器工作时需加热到300℃左右，因此需预热5分钟，使传感器内部敏感元件恢复到初始状态，便于测量结果准确[10]。找到错误原因，在测量前传感器先预热5分钟，接入后续电路，测量结果正常。
4.5总结及进一步设想
本课题主要任务是设计一个便携式酒精浓度监测仪。通过软、硬件联调，实验结果满足设计的基本要求，达到设计的指标。实现可用键盘输入阈值，并用LCD显示，而对超过阈值的浓度值进行声光报警。本设计过程包括了硬件电路设计和软件程序的编写两部分。硬件电路部分结构简单，使用方便，适合大众化使用。软件部分采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。应用单片机编写不同的程序嵌入各种仪器中便形成不同功能的智能仪器。作为广泛应用于工程中的智能仪
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器将有更大的运用空间。以后各种监测仪将越来越深入的运用到普通人民的生活中，故具有非常高的应用价值。在完成本设计的过程中，我把注意力主要集中在编程、电路调试上。合理地运用软件设计模块电路可以节省很多功夫，但完全照搬也不能达到预想的效果，因为实际参数无法与设计精确匹配，因此做到精益求精，尽量达到指标要求。同时查阅了大量相关资料，包括查阅相关书籍和网上的资料，获得了一些相关信息。
通过本次设计，感到自己十分的不堪，一个小小的程序人家才用一点点时间就已经调试好了，而我则还在反复的思考，在时间和精力上输人一大截给自己的设计带来了非常多的困难。同时我也觉得自己的努力没有白费，毕竟程序已经可调试运行了。学习到做事情要持之以恒，不怕困难，到最后会有回报的。还有就是本设计还有之得改进的地方，可以采用集成度更高的芯片来实现设计的要求，从而降低生产成本而进行批量生产。不过这个设计思路是值得借鉴的，我没可以设计并制作各做气体监测仪（比如：煤气、甲烷等有毒或易燃易爆气体）乃至其他方面的监测仪（瓦斯的危险物品），从而使人类的人活更安全舒适。
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第5章 PCB设计
5.1 PCB板面规划
在绘制电路板之前，首先要规划好PCB板板面，定义板框，定义板框主要包括：定义电路板的层数、电路板的外形尺寸和形状等。本系统PCB分两大部分：主发射机（主发射机分开设计的：无线收发模块、微控器模块）、从发射机，它们都采用单面板底层布线。（说明：本系统PCB设计软件为Protel 99 se）
5.2 PCB网络表导入
载入网络表和元件封装：执行[Design][Load Nets]命令打开载入网络表对话框，在Netlist File选项中，输入所要载入的网络表文件名及路径，网络表没有错误后，按[Execute]载入网络表如图所示。载入网络表后，电路板中会出现由元件封装和连接关系组成的一些凌乱的图形散布在四周[11]。
图5.1 网络表的导入
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