基于AT89S52 的便携式智能室内环保监控仪设计

2. 7 　可编程看门狗电压监控电路
可编程看门狗电压监控电路选用X25045 ,该器件将四种功能合为一体,即上电复位控制、看门狗定时器、降压管理以及具有保护功能的串行EEPROM ,具有省电特性。在看门狗打开时,电流小于50μA ;在看门狗关闭时,电流小于1050μA。它有助于简化应用系统的设计,减少印制板的占用面积,提高可靠性。

3 　软件设计
监控仪的系统软件采用单片机C 语言编制。为了方便程序调试和提高可靠性,软件采用模块化结构程序设计方法,主要包括初始化程序、主程序、定时中断服务程序、串行口中断服务程序、各子程序模块等。主程序完成系统初始化,打开多路转换开关,查询各种状态并控制相应操作等功能,流程如图4 所示。
1) 软件功能。
单片机系统上电后,进入初始化程序,完成片内各模块的设置、清存储单元内容、端口设定等初始化工作,然后进入主程序,开中断,循环设置低功耗模式并执行延时操作。
2) 软件特点。
本软件设计的一大特点是采用中断方式进行A/ D 转化,其目的是提高CPU 的使用效率,降低功耗,使系统的实事性增强。在主程序设置完低功耗模式后,CPU 即被禁止,外围模块维持活动,并等待A/ D 转化结束后发出的中断请求。如有中断,CPU 被唤醒并执行中断服务子程序完成数据的处理。本设计的另一特点是利用单片机C 语言的强大功能编制气体浓度测量的非线性修正,极大地提高了程序运行速度和采集精度。由于汇编语言与C 语言可以在编程中混合使用,且汇编在查表方面具有非常明显的优势。用函数分段拟合和线性插值的综合算法实现非线性的软件补偿。具体过程如下:

对气体传感器分段选择多个试验点进行精确测试,并根据测试数据绘制出传感器的各段拟合曲线,然后利用拟
合函数产生校正值生成查找表。为了提高系统精度,采用线性插值法。线性插值法实现补偿的过程是:
(1) 确定测量值在哪一个区间;
(2) 调出区间端点对应值;
(3) 利用公式P = ( M - M1) 3 ( P2 - P1) / ( M2 -M1) + P1 实现校正,其中M 为测量输出值,且M1 ≤M ≤M2 , ( M1 , P1) 、( M2 , P2) 是区间端点值。

4 　结束语
本便携式室内环保监控仪硬件结构简单,软件设计灵活,充分发挥了单片机结构紧凑、功能强大的优点,并且具有自动报警、自动控制排气扇或光触媒灯管、便捷的人机接口的功能,是一种电路设计新颖、参数测量准确、操作方便的室内环保监控仪。