海南软件职业技术学院毕业设计（论文）
图2.5 ADC0809芯片引脚
①IN0—IN7——8路模拟信号输入端。
②ADDA、ADDB、ADDC——3位地址码输入端。8路模拟信号转换选择由A、B、C决定。A为低位，C为高位。与低8位地址中A0—A2连接。由A0—A2地址000－111选择INO－IN7八路A/D通道。其中模拟开关与输入通道的关系见表3.1。
表3.1路模拟开关与输入通道的关系表 通入IN0 通道 A B C 0 0 0 IN1 1 0 0 IN2 0 1 0 IN3 1 1 0 IN4 0 0 1 IN5 1 0 1 IN6 0 1 1 IN7 1 1 1 ③CLK——外部时钟输入端。时钟频率高，A/D转换速度快。通常由MCS－51型单片机ALE端直接或分频后与0809CLK端相连接。
④D0—D7——数字量输出端。
⑤ OE——A/D转换结果输出允许控制端。当OE端为高电平时，允许将A/D转换结果从Do—D7端输出。通常由MCS－ 51型单片机的RD端与单片机地址线如P2.0通过或非门与0809OE端相连接。当DPTR为FEFFH，且执行MOVX A，＠DPTR指令后，RD和P2.0均有效，或非后产生高电平，使0809OE端有效，0809将A/D转换结果送入数据总线P0口，CPU再读入A中。
⑥ALE——地址锁存允许信号。8路模拟通道地址由A、B、C输入，在0809的ALE信号有效时将该8路地址锁存。
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⑦START——启动A/D转换信号。当START端输入一个正脉冲时，立即启动0809进行A/D转换。START端与ALE端连在一起，由MCS－51型单片机WR与0809片选端(例如P2.0)通过或非门相连，当DPTR为EFF8H，执行“MOVX@DPTR，A”指令后，将启动0809模拟通道0的A/D转换。FEF8H—FEFFH分别为8路模拟输入通道的地址。执行MOVX写指令，井非真的将A中内容写进0809，而是产生WR和P2.0有效信号，从而使0809的START和ALE有效，且输出A/D通道0地址A0—A2。事实上也无法将A内容写进0809，0809中没有一个寄存器能容纳A中内容，0809的输入通道是IN0—IN7，输出通道是D0—D7，因此，执行“MOVX＠DPTR，A”指令与A中内容无关，但DPTR地址应指向当前A/D的通道地址。
⑧EOC——A/D转换结束信号。当启动0809A/D转换后，EOC输出低电平；转换结束后，EOC输出高电平，表示可以读取A/D转换结果。该信号取反后，若与MCS－51型单片机引脚INT0或连接，可引发CPU中断，在中断服务程序中读A/D转换的数字信号。若MC5—51型单片机两个中断源已用完，则EOC也可与P1口或四口的一条端线相连，不采用中断方式，采用查询方式，查得EOC为高电平后，再读A/D转换值。
⑨VREF+、VREF- ——正负基准电压输入端。基准电压的典型值为+5v，可与电源电压(+5v)相连，但电源电压往往有一定波动，将影响A/D精度。因此，精度要求较高时，可用高稳定度基准电源输入。当模拟信号电压较低时，基准电压也可取低于5v的数值。
⑩Vcc——正电源电压(+5v)。GND——接地端。
ADC0809的A/D转换过程是在时钟信号的协调下进行的。ADC0809的时钟信号由CLOCK端送入,其最高频率为640MHz,在这个最高频率下ADC0809的A/D转换时间为100uS左右。A/D转换结束后,A/D转换的结果(8位数字量)送到三态锁存输出缓冲器,此时A/D转换结果还没有现在DB0—DB7八条数字量输出线上,单片机不能获取之。单片机要想读到A/D转换结果,必须使ADC0809的允许输出控制端OE为高电平,打开三态输出锁存器,A/D转换结果出现在DB0—DB7上。
数据采集的电路如图2.6所示。烟雾、煤气、防盗传感器的输出分别接到ADC0809 IN5、IN6和IN7。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由AT89C51的P0．0～P0．2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.0=0时，与写信号RD共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。例如，输出地址7FF8H可选通通道IN4，实现对烟雾传感器输出的模拟量进行转换；输出地址7FF9H可选通通道IN5，实现对煤气传感器输出的模拟量进行转换。图中
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ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元[9]。
2.6 数据采集模块
2.7 键盘显示模块
单片机系统所用的键盘有编码键盘和非编码键盘两种。
编码键盘是只要按下它的某一个键，就能产生这个键的代码，与此同时还产生一个脉冲信号，以通知CPU接收键码。编码键盘使用方便，也不用编写太复杂的程序。但硬件电路复杂，比非编码简易键盘成本要高。
非编码键盘也称简易键盘，它的按键是排列成行、列矩阵形式的。按键的作用只是简单地实现接点的接通或断开，因此必须有一套相应的程序与之配合，才能产生相应的键码，它基本上不需要附加什么硬件电路。但需要通过软件来解决按的识别、防抖动以及如何产生键码的问题。
为了节约成本，本系统选用简易键盘作为拨号输入。
单片机所用的显示有LED和LCD两种，从设计的难度和成本造价来说LCD都要高于LED。因此，本作品选用了由LED组成的7段发光显示器，它有简单、经济、易于与单片机接口等优点。7段LED选用的是共阳极的。
在本系统设计中，键盘用来按下出现异常情况的房间号，用LED组成的7段发光显示器来显示[10]。
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2.8 CAN总线协议
CAN（Controller Area Network）总线，又称控制器局域网，是Bosch公司在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局域网。由于其卓越的性能，极高的可靠性，独特灵活的设计和低廉的价格，现已广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域。
CAN的通信协议主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由实现CAN总线协议的部分和实现与微处理器接口部分的电路组成。对于不同型号的CAN总线通信控制器，实现CAN协议部分电路的结构和功能大多相同，而与微处理器接口部分的结构和方式存在一些差异[11]。
CAN控制器选用SJA1000作为控制器。SJA1000是高集成度CAN控制器。具有多主结构、总线访问优先权、成组与广播报文功能及硬件滤波功能。输入时钟频率为16MHZ时钟,输出可编程控制。由以下几部分构成：接口管理逻辑、发送缓存器、接收缓存器、位流处理器、位定时逻辑、收发逻辑、错误管理逻辑、控制器接口逻辑等。
SJA1000在电路中是一个总线接口芯片，通过它实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。该电路的主要功能是通过CAN总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现控制功能，当CAN总线接口接收到下位机的上传数据，SJA1000就产生一个中断，引发微处理器产生中断，通过中断处理程序接收每一帧信息并通过CAN总线上传给上位机进行分析。AT89C51是CAN总线接口电路的核心，其承担CAN控制器的初始化、CAN的收发控制等任务。
CAN总线收发器选用PCA82C250作为总线收发器。 PCA82C250是CAN 协议控制器和物理总线之间的接口。82C250 可以为总线提供不同的发送性能，为CAN 控制器提供不同的接收性能。而且它与“ISO 11898”标准完全兼容。PCA82C250的目的是为了增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰（RFI）实现热防护等。
接口主要元件电路原理图见图2.7，在进行电路设计时应注意以下几点，否则达不到预期的效果。
（1）总线两端必须接两个终端匹配电阻RT，忽略掉它们，会使数据通信的抗干扰性及可靠性大大降低。
（2）PCA82C250为CAN控制器和物理总线之间的接口，它可以提供向总线的差动发送能力和CAN控制器的差动接收能力，TXD和RXD引脚分别发送经过驱动后的发送和接
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收信号。其引脚8（RS）可以选择2种不同的工作方式：把该引脚直接与地相连，系统将处于高速工作方式，在这种方式下，为避免射频干扰，建议使用屏蔽电缆作总线；而在波特率较低，总线较短时，一般采用斜率控制方式，上升及下降的斜率取决于RS的阻值，实践表明15-200k为RS较理想的取值范围，在这种方式下，可以使用双绞线作总线（本系统采用该工作方式）。
（3）SJA1000的TX1脚悬空，RX1引脚的电位必须维持在约0.5VCC上，否则，将不能形成CAN协议要求的电平逻辑。因本系统传输距离近，环境干扰小，可以不用电流隔离，这样可以直接把82C250的VREF端（约为0.5VCC）与SJA1000的RX1相连，从而简化了电路。
（4）设计时将SJA1000的CLOCKOUT的时钟信号接至AT89C51的时钟电路输入端，作为AT89C51的外部时钟输入，解决了时钟同步问题；SJA1000中断输出信号/INT接至AT89C51的/INT0端，通过中断方式与AT89C51通信。
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.7/A15 ALE/PROG /RD/P3.7 /WR/P3.6 /INT0/P3.2 XTAL1 RST AD0 TX0 AD1 TX1 AD2 RX0 AD3 RX1 AD4 VDD1 AD5 VDD2 AD6 VDD3 AD7 VSS1 /CS VSS2 ALE VSS3 /RD XTAL1 /WR /INT XTAL2 CLK /RST TXD CANH RXD CANL VREF RS
图2.7 接口主要元器件电路图
2.9 传感器模块
上述所说的各种信号采集模块都是经过传感器来进行信号采集，再送到ADC0809，除了温度传感器DS18B20以外。因为DS18B20是数字温度传感器，输出的直接是数字信号，不用经过ADC0809的转换。
传感器是一个从系统接收功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件。按照这一定义，可以说传感器是一种吸收(提取)、转换和传送能量的器件。严格地说，应该区别检测和变换这两个概念。前者只是将被测量转移到系统中去，而后者
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