噪声监测仪毕业设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：封面（按教务处制定的标准封面格式制作）原创性声明中文摘要（300字左右）、关键词外文摘要、关键词目次页（附件不统一编入）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论参考文献致谢附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印图表应绘制于无格子的页面上软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序设计（论文）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见摘要噪声对人体健康有着严重的危害，因此减少噪声危害已成为当前一项重要的任务。环境噪声检测，是人类提高生活质量，加强环境保护的一个重要环节本设计的任务是要完成基于单片机的无线环境噪声检测仪的设计系统，它的主要是设计以AT89C51单片机为核心、采用A/D转换技术、无线传输技术的环境噪声检测仪，实现环境噪声的实时测量和报警提示，给出噪声水平的大致指示。噪声通过声音传感器将声音信号转换成电信号经放大限幅后进入A/D进行转换成数字信号，之后送和单片机处理。处理后与PTR2000无线模块进行数据的发送。发送后的信号被无线接收器接收，然后把接收到的信号送到终端显示电路，从而实验噪声的远程检测和报警显示。这样可以知道这个地域的噪声已经超过了标准，应当采取一些措施适当的控制，以免危害人的健康。关键词：噪声检测；A/D；无线传输；单片机AbstractNoiseonhumanhealthareseriousharm,soreducingnoisehazardshascurrentlybecomeanimportanttask.Environmentalnoisedetection,isthehumanimprovelifequality,strengthenenvironmentalprotectionimportantsegmentThisdesignistocompletethetaskisbasedonsinglechipwirelessenvironmentalnoisedetectordesignsystem,itisthemaindesignwithAT89C51,adoptsA/Dconversiontechnology,wirelesstransmissiontechnologyofenvironmentalnoisedetector,realizeenvironmentalnoisereal-timemeasuringandalarmprompt,giventhegeneralinstructionsnoiselevel.NoisethroughsoundsensowillsoundsignalintoelectricalsignalamplitudebydyingafterputintoA/Dconversionintodigitalsignals,thensendandSCMprocessing.TreatmentwithPTR2000wirelessmoduleaftersendingdata.Sendthesignaliswirelessreceiveraftereceiving,thenputreceivedsignalstoterminaldisplaycircuit,thusexperimentofremotedetectionandalarmnoisedisplay.Socanknowthisregionnoisehasexceededstandards,shalltakesomemeasuresappropriatecontrol,lestareharmfultopeoplehealthKeywords:Noisedetection;A/D;Wirelesstransmission;microcontroller目录第1章绪论.....................................................................1.1噪声检测系统的发展状况及趋势·····························································61.1.1噪声检测系统的作用及应用领域······················································61.1.2噪声检测的现状及国内外的发展趋势···············································61.1.3城市区域噪声标准········································································71.1.4噪声的危害··················································································8第2章噪声污染检测系统的总体方案设计..................................................2.1噪声检测系统的设计思路·······································································92.2系统结构设计方案················································································92.3系统硬件总体结构图············································································10第3章噪声检测系统的硬件设计...........................................................113.1噪声信号采集系统设计·········································································113.1.1声音传感器················································································113.1.2放大电路···················································································123.2信号模数转换系统的设计·····································································143.2.1ADC0804简介及各引脚功能···························································143.2.2ADC0804的工作原理····································································153.2.3ADC0804的实现过程····································································163.3AT89C52主控芯片···············································································183.3.1AT89C52的功能··········································································183.1复位电路····················································································213.3.2晶振电路···················································································223.4无线收发模块设计···············································································233.4.1无线模块器件的比较与选择···························································233.4.2PTR2000引脚简介及设计······························································234.3单片机与PTR2000接口电路设计·····················································253.5终端控制模块设计···············································································283.5.1单片机与蜂鸣器接口电路······························································285.2显示电路设计·············································································293.6系统电源···························································································31第4章噪声检测系统的软件设计.........................................................4.1软件开发语言及开发平台·····································································324.1.1软件开发语言·············································································321.2软件开发平台uVision2·································································334.2系统的软件设计··················································································35主程序设计·················································································35数据处理程序设计·······································································364.2.3串行通信程序设计·······································································374.2.4报警检测程序设计·······································································38第5章系统性能测试.........................................................5.1硬件调试···························································································405.2软件调试···························································································41结论...................................................................................参考文献...............................................................................第1章绪论1.1噪声检测系统的发展状况及趋势1.1.1噪声检测系统的作用及应用领域目前为提高人类生活质量，加强环境保护，在各大城市的繁华街区和居民区，已有大型环境噪声显示器竖立街头。目前，我国大多数城市的噪声监测都沿用一年监测若干频次和时段的手工监测方法。伴随着科学技术的进步，开展远程噪声自动监测已成为我国噪声监测的发展必然趋势。噪声远程监控系统有着无须人员值守，24h连续运行的特点、极大地解决了当前噪声监测耗时、费力、代表性差等问题，为环境噪声执法、评价和治理提供及时、可靠、有效的依据，对推动环保领域的技术进步和科技发展具有十分重要的现实意义。噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话，所以噪声检测系统的应用领域也比较广泛。机场、铁路、城市居民区，建筑施工等场所都能用到噪声检测装置[1]。1.1.2噪声检测的现状及国内外的发展趋势噪声污染已成为世界性的问题，它与大气污染、水污染和固体废物污染并称为当代环境的四大污染源。因此，解决噪声污染问题是环境保护的重要任务之一。而解决好噪声污染问题，首要问题是对噪声信号进行采集、测量和分析。为此，国内外声学仪器公司纷纷推出各种系列的噪声测量分析仪。由于国外噪声测量方面起步较早，在噪声测量分析设备的加工工艺、优化设计、系列化以及新技术的应用等方面已经比较成熟。近些年，中国噪声测量分析设备也有了较大的发展，从20世纪70年代前的几种简易声级计发展到现在系列化和标准化的产品，符合国际或国内的有关仪器标准要求，基本能满足国内工作的需要，在价格上却比国外同类产品便宜得多。随着电子技术、计算机、数字处理和新材料等技术的发展，测量仪器已由一般的声级计发展到无线远程控制的噪声检测装置[2]。国外环境噪声监测工作是伴随着环境质量恶化的过程而开展的，由于国外工业化和城市化程度早于我国，环境问题的产生也早于我国，开展环境噪声检测自然早于我国。一些发达国家，如美国、日本、丹麦等过。无论从环境噪声监测仪器还是监测布点技术方面而言都比较成熟的。GotfriedKonecny介绍了远程监测工具的发展历史及目前数据处理方面的成就。R.Sanjose等介绍了欧洲城市和地区空气质量预测的模型。由于计算机的应用，噪声监测信息的处理、加工和评价，均已达到较高的水平。丹麦的B&K公司，挪威的No-sonic公司等国际上著名的声学仪器公司所开发的噪声监测仪器已经能够做到自动测量、自动数据处理、信息自动传输、信息网路互联、监测信息共享，且很好的解决了监测仪器的全天侯的问题。随着环境噪声监测仪器的自动化和小型化水平的不断提高，实现自动监测将不再是技术上的问题，而是为经济上能否承受的问题[5]。随着我国环境噪声监测工作的逐步开展，1982年我国制定了《城市区域环境噪声标准》和《城市环境噪声测量方法》，从而使我过环境噪声监测和评价方法趋于统一。1986年，由国家环境局发起，中国环境监测总站组织有关部门制定了我国第一部《环境监测技术规范（噪声部分）》，规定了噪声监测项目、时段、频率、数据处理方法、数据报告程序等，从此我国环境噪声监测工作正式纳入例行监测的范畴，我国的环境噪声监测技术走上了规范化得道路。我国绝大多数城市每年平均进行了道路交通噪声、功能区噪声和区域环境噪声监测，上海、天津等少数城市还开展了高空噪声监测[6]。1.1.3城市区域噪声标准噪声是声波的一种具有声音的所有特征。从物理学的观点来看，噪声是指声波的频率和强弱变化毫无规律，杂乱无章的声音。从心理学的观点来看，凡是人们不需要的使人烦燥的声音叫做噪声。它在周围环境造成的不良影响叫噪声污染。本标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》及《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》，保障城市居民的生活声环境质量而制订标准值。分为0、1、2、3、4类。各类标准的适用区域[3]：0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。2类标准适用于居住、商业、工业混杂区。3类标准适用于工业区。4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。城市5类噪声的标准值如图1-1所示表1-1城市5类环境噪声标准值类别01234昼间5055606570夜间40455055551.4噪声的危害一般认为凡是干扰人们休息、学习和工作的声音即不需要的声音统称为噪声。噪声的危害是多反面的，而且具有普遍行，达到无孔不入的地步，严重的甚至人与死地[4]。噪声对人的危害有妨碍人们交谈、睡眠、休息、工作，致使人们烦躁、精神分散，引发事故使人的听力受到损害，甚至造成永久性听力衰退，形成噪声性耳聋；噪声可以导致心跳加速、心率不齐、血管痉挛、血压升高等心血管系统疾病导致病理性变化，产生头痛、昏晕、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退神经衰弱症；形成心理影响，主要表现为使人烦恼、易激动、易怒、甚至失去理智等1.2本课题主要研究内容1对系统的整体规划和结构设计2系统的硬件电路、检测电路、模数转换电路、数据处理电路、无线通信电路。3以AT89C52单片机为主控芯片的无线通信部分硬件电路设计，主要包括无线发射模块，无线接收模块。4详细介绍单片机及单片机得外围电路，放大电路的设计，A/D转换电路，无线模块与单片机的连接。5接收器的显示电路设计6噪声检测测部分，数据处理部分，通过Proteus进行软件仿真7软件设计，系统软件的编制，按照硬件的实现功能，主要包括噪声检测，单片机的信号处理，无线通信信息的传输，及显示器。所有的程序使用单片机C51语言来完成，软件用keiluVision2来编写8硬件电路和软件程序的综合调试。第2章噪声污染检测系统的总体方案设计2.1噪声检测系统的设计思路本设计的任务是要完成基于单片机的无线环境噪声检测仪的设计系统，它的主要是设计以AT89C52单片机为核心、采用A/D转换技术、无线传输技术的环境噪声检测仪，实现环境噪声的实时测量和报警提示，给出噪声水平的大致指示。噪声通过声音传感器将声音信号转换成电信号经放大限幅后进入A/D进行转换成数字信号，之后送入单片机处理。处理后与PTR2000无线模块进行数据的发送。发送后的信号被无线接收器接收，然后把接收到的信号送到终端显示电路，从而实验噪声的远程检测和报警显示。这样可以知道这个地域的噪声已经超过了标准，应当采取一些措施适当的控制，以免危害人的健康。该设计方案由硬件和软件两部分组成。噪声测量仪的硬件电路系统，包括噪声信号的转换、放大、数模转换、单片机系统的硬件电路、无线模块发送电路、无线接收电路以及声报警显示电路等。软件部分主要是用单片机语言编程，实现对信号的采集、转换及显示。在遵循软硬件相结合的原则下，先进行硬件电路的计，再进行软件编程，进行模块化设计，并对各模块进行调试，最后进行软硬件联合调试和故障的排除。2.2系统结构设计方案根据目前各种环境报警装置的研究发展现状，考虑到既要降低成本，又要保证系统的实用性，本系统运用模块化设计思想，采用无线传输与单片机技术相结合，实现环境噪声报警控制。通过单片机与无线收发模块相结合进行信号的传输。无线收发模块是目前无线传输技术中应用较为广泛的模块之一，它有收发一体的无线模块，也有单片的发射接收模块。根据本系统的应用环境及设计需要，选择单片发射接收模块。收发模块利用目前国家允许的常用频率315Hz为无线遥控使用的频率，所以不用建立专用通信网络，即可实现数据的实时传输。该系统由噪音传感器检测到的声音信号、无线收发模块、无线网络、单片机微控制器、报警显示系统组成，系统方案框图如图2-1所示。噪音信号噪音信号单片机处理无线接收无线网络无线发射报警、显示装置图2-1系统方案图2.3系统硬件总体结构图远程噪声污染检测报警系统集信息采集、无线通信与单片机控制技术与一体。系统上电后，首先初始化系统，然后进入噪声信号检测，一旦检测到有效信号，信号通过信号放大器将信号放大后，然后通过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，然后通过无线发射模块发射出去；接收端收到信号后送接收器处理，由接收器控制液晶显示器和蜂鸣器进行噪声显示和声音报警。整个统的结构如图2-2所示AT89C52单片AT89C52单片机PTR2000信号放大器A/D转换器PTR2000LED显示电路、报警电路声音传感器第3章噪声检测系统的硬件设计3.1噪声信号采集系统设计数据采集是指从传感器或者其他待测的设备等模拟被测单元或数字被测单元中自动采集信息的一个过程。数据采集是结合计算机的测量硬件相关产品来实现灵活、用户自定义的测量系统。一个完备的数据采集系统应包括传感器或变换器、放大器等。本系统中被检测的信号为模拟量，要经过A/D转换器转换成数字量，才能实现单片机得控制。数据采集模块将传感信号经过A/D转换送给单片机进行处理，然后由无线收发模块完成数据无线传输工作。3.1.1声音传感器声音传感器属于电阻应变片式传电阻应变片式传感器感器主要作用是将声音信号转换为电信号进行传输和检测，原理图如图3-1所示。其工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。图3-1声音传感器内部原理图声音传感器是依靠敏感的电阻应变片对声波所引起的弹性形变来实现信号变换，声波通过震动促使应变片与极板进行接触从而使电路导通，这样就能将声音的变化转换为电压的便化从而实现了声音信号到电信号的转变。音的变化转换为电压的便化从而实现了声音信号到电信号的转变。根据上述的工作原理设计一个声音转换装置如图3-2工作原理：驻极体内部的高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷Q()，由于没有放电回路，这个电荷量是不变的。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，因此和背极的距离也跟着变化，也就是极化膜和背极间的电容是随声波变化。当极板在声波压力下后退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。由于实际驻极体内部电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。所以，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。因此，驻极体内部使用了阻抗非常高的场效应管进行阻抗匹配。最后通过场效应管将电容两端的电压取出来，同时进行放大，我们就可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管是有源器件，需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态，因此，用R1为驻极体加一个直流偏置以使其正常工作。由于声音通过驻极体转换成的是一个交流电压信号，为了使其减小直流干扰，所以用C1将信号耦合到后级电路。图3-2声音转换器装置图3.1.2放大电路由于声音传感器属于电阻应变片式传感器产生的电压（流）等电学物理量的信号值都相当微弱的，难以带动执行机构去实现控制动作，所以要结合放大电路一起使用。放大电路的原理图如图3-2所示。声音传感器输出的电压信号经过此放大电路得到放大，并且被放大电路得到放大，并且被A/D转换芯片读取进行转换。本实验的放大器选择NE5532。NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。相比较大多数标准运算放大器，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。特点介绍：•小信号带宽：10MHZ•输出驱动能力：600Ω，V10有效值•输入噪声电压：5nV/√Hz(典型值)•直流电压增益：50000•交流电压增益：2200-10KHZ•功率带宽：140KHZ•转换速率：9V/μs•大的电源电压范围：±3V-±20V图3-3放大电路分析3-3图是一个双运放NE5532放大器。前级是射随放大器，后级是电压放大器。电信号原则电放大器输入内阻越高越好，输出越低越好，射随器就解决这问题。电源电压设为5V，由于输出端要与ADC0804连接，单片机的电压不能超过5V。放大的倍数可以调节电阻的值。设定R1=50K、R2=5K。这两个电阻可构成电压负反馈。3.23.2信号模数转换系统的设计ADC3.2.10804简介及各引脚功能集成A/D转换器品种繁多，选用时应综合考虑各种因素选取集成芯片。一般逐次比较型A/D转换器用得较多，ADC0804就是这类单片集成A/D转换器。ADC0804是一个8位、单通道、低价格A/D转换器，主要特点是：模数转换时间大约100us；方便的TTL或CMOS标准接口；可以满足差分电压输入；具有参考电压输入端；内含时钟发生器；单电源工作时（0V～5V）输入信号电压范围是0V～5V；不需要调零，等等；芯片内具有三态输出数据锁存器，可以直接连接在数据总线上。实物图和引脚分布图如图3-4和图3-5所示。图08043-4ADC实物图图3-5ADC0804引脚分布图各引脚名称及作用如下：（引脚1）：片选信号。低电平有效，高电平时芯片不工作，（引脚2）：外部读数据控制信号。此信号低电平时ADC0804把转换完成的数据加载到DB口。（引脚3）：外部写数据控制信号。此信号的上升沿可以启动ADC0804的A/D转换过程。转换过程。CLKIN（引脚4）：时钟输入引脚。ADC0804使用RC振荡器作为A/D时钟，CLKIN是振荡器的输入端。（引脚5）：转换结束输出信号。ADC0804完成一次A/D转换后，此引脚输出一个低脉冲。对单片机可以称为中断触发信号。Vin（+）（引脚6）：输入信号电压的正极。Vin（－）（引脚7）：输入信号电压的负极。可以连接到电源地。AGND（引脚8）：模拟电源的地线。Vref/2（引脚9）：参考电源输入端。参考电源取输入信号电压（最大值）的二分之一。例如输入信号电压是0V～V5时，参考电源取2.5V；输入信号电压是0V～4V时，参考电源取2V。3.2.2ADC0804的工作原理数字芯片在操作时首先要分析它的操作时序图，ADC0804的启动转换时序图如图3-6所示。图3-6启动转换时序图分析图3-5可知，CS先为低电平，WR随后置低，经过至少wtWRL时间后，WR拉高，随后A/D转换器被启动，并且经过（1～8个A/D时钟周期+内部cT）时间后，模/数转换完成，转换结果存入数据锁存器中，同时INTR自动变为低电平，通知单片机本次转换已结束。由于本系统使用的ADC0804未用终端读取A/D数据，因此在启动A/D转换后，稍等一会时间，然后再直接读取A/D的数字是出口即可。读取结束后再启动一次A/D转换，如此循环下去。图3-6是A/D0804读取数据的时序图图3-7ADC0804读取数据时序图分析图3-7可知，当INTR变为低电平后，将CS先置低，接着再将RD置低，在RD置低至少经过ACCt时间后，数字输出口上的数据达到稳定状态，此时直接读取数字输出端口数据便可得到转换后的数字信号，独奏数据后，马上将RD拉高，然后再将CS拉高，INTR是自动拉高，不必人为干涉。图3-6和图3-7是ADC0804启动转换和读取数据的时序图，这是启动一次和读取一次数据的时序图，当需要连续装转换并且连续读取数据时，就没有必要每次都把CS置低再拉高，因为CS是片选信号，置低表示该芯片可悲操作或处于能够正常工作状态，所以在本系统中一开始就将CS置低，以后只需要操作WR、RD即可。3.2.3ADC0804的实现过程本系统的ADC0804外围电路以及和单片机的连接如图3-8所示。图3-8ADC0804的接法分析图3-8如下：ADC0804的片选段CS连接在U3锁存器的Q7输出端，可以通过控制锁存器来控制CS，这样的原因是可以为单片机的主控芯片节省I/O口；CLKR、CLR、GND之间用电阻和电容组成RC振荡电路，用来给ADC0804提供工作所需的脉冲，其脉冲的频率为11.1RC，其中10Rk，150CpF；/2REFV端用两个1k的电阻分压得到/2CCV电压即2.5V，将该电压作为A/D芯片工作时内部参考电压；WR、RD分别接单片机的P3.6和P3.7引脚，数字输出端接单片机的P1口；AGND、DGND同时接地，这样是为了达到精度高和稳定性好的目的。3.33.3AT89C52主控芯片523.3.1AT89C的功能本系统采用CPU为89C52的单片机，89C52本身带有8K的内存储器，可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上，比以往惯用的8031CPU外加EPROM为核心的单片机系统在硬件上具有更加简单、方便等优点，而且完全兼容MCS-51系列单片机的所有功能。89C52管脚图如图3-9所示。图3-989C52管脚图AT89C52的主要功能包括：（1）兼容MCS-51指令系统（2）8k可反复擦写(>1000次)ISPFlashROM（3）32个双向I/O口（4）4.5-5.5V工作电压（5）3个16位可编程定时/计数器（6）时钟频率0-33MHz（7）全双工UART串行中断口线（8）256x8bit内部RAM（9）2个外部中断源（10）低功耗空闲和省电模式（11）中断唤醒省电模式（12）3级加密位（13）看门狗（WDT）电路（14）软件设置空闲和省电功能可以看出AT89C52提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256K字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，3个16位定时器/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式何在RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直接到一个硬件复位。AT89C52引角功能说明如下：Vcc：电源电压GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口，作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端口。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号校验期间，P1接收低8位地址。表3-1为P1口第二功能。表3-1P1口第二功能端口引脚第二功能P1.5MOSI（用于ISP编程）P1.6MISO（用于ISP编程）P1.7SCK（用于ISP编程）P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。在访问８位地址的外部数据存储器（如执行：MOVX@Ri指令）时，P2口线上的内（也即特殊功能寄存器，在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2也接收高位地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端口时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流I。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3口的第二功能如下表3-2所示。表3-2P3口的第二功能端口功能第二功能端口引脚第二功能RXD（P3.0）串行输入口T0（P3.4）定时/计数器0外部输入TXD（P3.1）串行输出口T1（P3.5）定时/计数器1外部输入INT0（P3.2）外中断0WR（P3.6）外部数据存储器写选通INT1（P3.3）外中断1RD（P3.7）外部数据存储器读选通RST（9脚）：复位输入。当振荡工作时，RST引脚出现两个机器周期上高电平将使单片机复位。ALE/PROG（30脚）：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目地，要注意的是：当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位禁位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。PSEN（29脚）：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，高有两次有效的PSEN信号。EA/VPP（31脚）：外部访问允许。欲使CPU公访问外部程序存储器（地址0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是，如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上＋12V的编程电压Vpp。XTAL1（19脚）：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2（18脚）：振荡器反相放大器的输出端。AT89C52芯片内部80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器，这些地址只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。中断寄存器：各中断允许控制位于IE寄存器，5个中断源的中断优先级控制位于IP寄存器。双时钟指针寄存器：为方便地访问内部和外部数据存储器，提供了3个16位数据指针寄存储器：DP0位于SFR区块中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，当SFR中的位DPS=0时选择DP0，而DPS=1时选择DP1。在使用前初始化DPS。图3-10单片机最小系统3.3.1复位电路单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高组态，P1－P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。地址锁存信号ALE也为高电平。根据实际情况选择如图3-11所示的复位电路。该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容C5上的电压很小，复位下拉电阻restR上的电压接近电源电压，即RST为高电平，在电容充电的过程中RST端电压逐渐下降，当RST端的电压小于某一数值后，CPU脱离复位状态，由于电容C5足够大，可以保证RST高电平有效时间大于24个振荡周期，CPU能够可靠复位。增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容C5放电。当电容放电结束后，RST为高电平，CPU处于复位状态，松手后，电容C5充电，RST端电位下降，CPU脱离复位状态。R的作用在于限制按键按下瞬间电容C5的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。图3-11复位电路原理图3.3.2晶振电路晶振的作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。AT89C52引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C6、C5按图3-12所示方式连接。晶振、电容C5／C6及片内与非门（作为反馈、放大元件）构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容C5、C6的容量有关，但主要由晶振频率决定，范围在0~33MHz之间，电容C5、C6取值范围在~30pF5之间。根据实际情况，本设计中采用12MHZ作为系统的外部晶振。电容取值为20pF。图3-12晶振电路原理图3.4无线收发模块设计3.4.1无线模块器件的比较与选择以往的设计无线数据传输产品常常需要相应的无线电专业知识和昂贵的专业设备，而且传统的电路方案不是电路太复杂就是调试困难而令人望尔却步，以致影响了用户的使用和心产品的开发研制工作。PTR2000的出现，使人们摆脱了传统无线产品设计的困扰。无线数据收发模块PTR2000性能优异，其显著特点是所需外围元件少，因而设计方便。该模块在内部集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、参量放大、功率放大、等功能，因而是目前集成较高的无线数传产品。无线数据收发模块PTR2000采用抗干扰能力较强的FSK调制方式，其工作射频稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，这些优异特性使得PTR2000非常使用于便携及手持产品。另外，由于采用了低发射功率、高灵敏度设计，因而可满足无线管制的要求且无需使用许可证是目前低功率无线数传的理想选择。在本文中，无线收发模块主要担当测控系统中单片机和单片机之间的数据传输。可以说，无线数据收发模块相当于是单片机测控系统的一个特殊的执行模块。无线传输模块在测控系统中的主要功能表现于，在无法使用有线数据传输的场合或是为了保证安全，采用无线数据传输模块和单片机配合进行数据传输的方案较为合理。使用PTR2000无线数据收发模块的数据传输具有以下特点接收发射合一，串口的发送速率最高可到19200bit/s的传输率。传输频段为433MHZ体积小40mm*27mm*5mm具有多个频道，满足需要多通道工作的特殊场合工作电压2.7~5.25V工作电流10~30mA3.4.2PTR2000引脚简介及设计PTR2000无线传输模块是一种超小型、功耗、高速率的无线收发传输模块。PTR2000的通信速率是最高为20kbit/s，也可工作在其他速率如4800bit/s、9600bit/s，无需设置PTR2000的工作速率。为了更加方便说明和单片机的连接，首先介绍PTR2000无线传输模块的特性，其引脚说明如图3-11图3-11PTR2000器件引脚功能pin1：VCC，正电源，2.7~5.25Vpin2：CS，频道选择，CS=0选择工作频道1，即433.92MHz；CS=1选择工作频道2，即434.33MHz。pin3：DO，数据输出。pin4：DI，数据输入。pin5：GND，电源地。pin6：PWR，节能控制。PWR=1，正常工作状态，PWR=0，待机微功耗状态。pin7：TXEN,发射接收控制。TXEN=1模块为发射状态，TXEN=0模块为接收状态。PTR2000是基于nRF401器件的无线数据传输模块，采用低发射频率、高灵敏度设计。该器件使用433MHz频段，是真正的单片UHF无线收发一体器件，其工作模式包括工作频道的设置和发送、接收、待机状态，由TXEN、CS、PWM3个引脚共同决定，其工作模式设置如表3-2所示。表3-2PTR2000工作模式设置TXENCSPWR工作频道信号芯片状态0011接收0112接收1011发送1112发送xx0待机基于PTR2000模块的单片机无线收发系统应当具备以下的3种工作模式。（1）发送在发送数据之前，应将模块先置于发射模式，即在发送数据之前，应将模块先置于发射模式，即TXEN=1。然后在等待至少5ms后（接收到发射的转换时间）才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0（2）接收接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。（3）待机当PWR=0时，PTR2000进入节电待机模式，此时的功耗大约为8uA，但在待机模式下不能接收和发射数据。3.4.3单片机与PTR2000接口电路设计PTR2000无线收发模块与单片机的连接中，PTR2000模块的DO和DI分别于单片机的RXD和TXD连接。利用单片机的I/O可以控制模块的发射控制、频道转换和低功耗模式。单片机可直接通过将P2.0位置高电平或置低电平而将无线收发模块置于发射或接收模块。接口电路图如图3-12图3-11单片机PTR2000接口原理图和的电路原理和器件的主要功能89C52单片机：主要完成待发数据的组织和处理，向PTR2000模块发送数据和接收计算机发送的数据。PTR2000无线数据模块：和单片机相连的PTR2000模块主要是将单片机得待传数据信号调制成射频信号，发送到计算机端得PTR2000模块；接收计算机端PTR2000模块发送的数据信号，并解调成单片机能够识别TTL信号。晶振：计算机与单片机得通信速率约定为9600bit/s，为了获得精确的传输率，单片机选用11.0592M的晶振。复位电路：采用复位引脚和相应的电容、电阻构成复位电路地址分配和连接DO：连接单片机得RXD脚和PTR2000的DO脚。PTR2000将接收到的数据信号解调后，输出单片机中。DI：连接单片机的TXD脚和PTR2000模块的DI脚。单片机将待发数据传输到PTR2000模块，经过调制后，发送到计算机端。TXEN：连接单片机的P2.0脚和PTR2000模块的TXEN脚,通过单片机P2.0脚的电平控制PTR2000模块的发射接收控制，TXEN=1时，模块为发射状态,TXEN=0模块为接收状态。CS：PTR2000模块的频道选择，CS=0选择工作频道1，即433.92MHz;CS=1选择工作频道2，即434.33MHx。PWR：PTR2000模块节能控制。PWR=1正常工作状态，PWR=0，待机微功耗状态，在本文中，将PTR2000模块的PWR脚连接到VCC上，使PTR2000模块固定工作在正常工作状态。系统发送装置系统接收装置3.5终端控制模块设计3.5.1单片机与蜂鸣器接口电路图3-24为蜂鸣器与单片机的接口电路图。蜂鸣器电路构成比较简单，它由三极管、电阻和蜂鸣器三者组成。单片机AT89C53通过它的P2.2脚为蜂鸣器提供控制输入信号，此电路为系统提供声音报警。3.5.2显示电路设计LED数码管（LEDSegmentDisplays）是由多个发光二极管封在在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。共阴极和共阳极它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。LED数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O埠进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位解码器解码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O埠多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O埠来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O埠才32个呢。故实际应用时必须增加解码驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。B、动态显示驱动：数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O埠，而且功耗更低。本文采用的是动态显示。显示电路采用3位共阴极LED数码管，其电路图如图3-15所示图3-15显示电路分析图3-15可知，数码管的阳极，即标有a,b,c,d,e,f,g,h的引脚全部连接在一起与器件锁存器74HC573的数据输出端相连接，锁存器的数据输入端与单片机的P0口相连接，由于P0口的输出电流较小无法达到工作的要求所以连接一个10k的上拉电阻。数码管中WE1，WE2，WE3是他们的位选段，与器件U3锁存器74HC573相连，其数据输入口也与单片机的P0口相连控制哪一个数码管发光。两个锁存器的锁存端分别与单片机的P2.6和P2.7相连。单片机可以控制锁存器的锁存端进而控制锁存器的数据输出，这种分时控制的方法可方便的控制人意的数码管显示任意的数字3.6系统电源任何设备的正常工作都离不开供电单元，电源的选用是必须考虑的。电源的供电方式种类繁多，采用单电源方案还是多电源方案，采用开关电源供电还是电池(或充电电池)供电等。系统设计中选用的单片机标准工作电压是5V，无线收发模块的工作电压也都是5V。因此选择单电源供电方式。另外，开关电源通过市电给系统供电，但纹波效应比较严重，无法提供精度较高的直流电压；电池供电，特别是充电电池的使用，能够克服开关电源纹波效应同时在断电情况下依然可以为系统持续供电。因此选择电池作为系统电源。第4章噪声检测系统的软件设计4.1软件开发语言及开发平台4.1.1软件开发语言C语言是一种通用的计算机程序设计语言，既可以编写计算机的系统程序，也可以编写一般的应用程序。由与汇编语言程序在可读性和可移植性方面有很多缺陷，而且调试和查错也很困难，因此为提高单片机应用程序的编写效率，采用高级语言是一种很好的选择。C语言具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机硬件进行操作，表达和运算能力也比较强，可方便地移植到各种型号计算机上[22]。本课题是用单片机得C51语言进行软件编程KeilC51语言是ANSIC的基础上针对51单片机的硬件特点进行的扩展，并向51单片机上移植，经过多年的努力，C51语言已经成为公认的高效、简洁而又接近51单片机的实用高级编程语言。用C51语言进行单片机得软件开发具有如下优点：可读性好。C51语言程序比汇编程序的可读性好，因而编程效率高、程序便于修改。模块化开发与资源共享。用C51开发出来的程序模块化可以不经修改，直接被其他项目所用，这使得开发者能够很好的利用已有的大量标准C程序资源与丰富的库函数，减少重复劳动。可移植性好。为某种型号单片机开发的C语言程序，只需与硬件相关处和编译连接的参数进行适当修改，就可以方便地移植到其他型号的单片机上。.生成的代码效率高。当前较好的C51单片机编译系统编译出来的代码效率只比直接使用汇编语言低20%左右，如果使用优化编译选项，效果会更好。4.1.2软件开发平台uVision2Keil公司目前已经推出了V7.0以上版本的C51编译器，为51单片机软件开发提供了全新的C语言环境，同时保留了汇编代码高效、快速的特点。现在KeilC51已经完全集成到一个功能强大的全新集成开发环境（IDE）uVision2中，该开发环境下集成了文件编译处理、编译链接、项目管理、窗口、工具引用和仿真软件模拟器，所有这些功能均可在KeiluVision2提供的开发环境中极为简便进行操作。KeilC51一般简写为C51，指的是51单片机编程所有的C语言；而KeiluVision2指的是用于51单片机得C51程序编写、调试的集成开发环境。图4-1uVision2开发环境界面使用KEIL软件做项目时的开发步骤和其他软件开发步骤相差不多，其C语言程序的开发步骤如下：(1)创建一个项目，在器件数据库中选择目标芯片，配置相关工具软件设置，添加一个File到项目工程中，保存项目；(2)使用C语言编写源程序；(3)用项目管理器构造应用，编译程序；(4)纠正源文件中的错误，重新编译，直至没有错误为止；(5)调试链接后的应用，生成HEX文件(HEX文件是可直接下载到单片机中的文件类型)。uVision2软件提供了强大的项目管理功能，可以非常方便地进行结构化多模块程序设计。uVision2软件内部集成源程序编辑器，它允许用户在编辑源程序文件时设置调试断点，方便程序调试过程中的快速检查和修改程序;其内部集成器件数据库存储了多种不同型号单片机的片上资源信息，通过它可以自动设置CX51编译器、AXS1宏汇编器、BL51/LX51连接定位器以及调试器的默认选项，充分满足用户利用特定单片机上集成外围功能的要求内部集成源级浏览器，利用符号数据库中详细的符号信息，使用户可以快速浏览源文件，并优化用户的变量数据存储器。此外还提供了文件查找功能、用户菜单接口，而且还支持软件模拟仿真和用户目标板调试两种工作方式。4.2系统的软件设计分析单片机的系统功能可知，它是数据采集模块的主控制器，主要完成对环境噪声信号的采集，通过信号放大，然后通过无线收发模块传送给终端单片机处理。根据系统功能要求，单片机的软件设计部分主要包括主程序设计、信号模数转化程序设计和串行通信程序设计以及报警检测程序设计。4.2.1主程序设计主程序设计部分主要完成系统的初始化和数据的采集以及按需要调用各个子程序模块的任务，将其组成一个有机统一的整体。主程序流程框图4-2，系统上电复位后，单片机首先初始化系统，然后软件查询接收器是否发送命令信号。若接收器未发送开始命令信号，系统返回初始化程序继续重新执行；若接收器发送开始命令信号，则发送器将收到采集信号的命令，首先读取程序设定的采样周期，然后调用串行通信子程序，将采集的数据传送给接收器，接收器与发送器之间的数据传输通过延时顺利完成。接收机发送结束命令信号则发送器停止噪声信号的采集；若接收器未发送结束命令信号，则发送机将继续循环采集[18]。开始系统初始化接收器发开始开始系统初始化接收器发开始命令发送器读取采样周期读数据采集子程序延时接收器发结束命令结束NYNY4.2.2数据处理程序设计在数据处理模块中，主要是对噪声信号的采集，采集后进行信号的放大，由ADC0804进行模数转换，采用软件延时方法读取转换结果并按顺序存入下位机中。具体转换过程如图4-3所示。该模块主要部分为A/D转换子程序。开始CS开始CS片选发送时钟信号选择输入形式读出字节字节数据校验将值送入指定寄存器返回数据图4-3A/D转换流程图4.2.3串行通信程序设计串行通信模块的程序设计主要是上下位机之间的通信，即两个单片机间的通信。程序在uVision3中编写编译，调试成功后使用下载软件STC-ISP.exe通过串口将程序写入到单片机中，给单片机上电即可运行程序。串行通信一般有异步通信和同步通信两种基本通信方式。同步方式用十传输速度高且硬件复杂的情况。在异步通信时，数据时按一帧的格式传送的，每一串行帧的数据格式由1个起始位，5-8位数据位，1个奇偶校验位(可省)和1个停止位四部分组成(刘艳玲2000)系统采用双机通信方式，单片机时钟振荡频率为11.0592MHz，采用SMOD=0单倍方式，串行口以方式1工作，定时器T1以方式2工作。发送与接收端单片机分别通过无线收发模块连接起来，假设发送端单片机AT89C52（1）为A机，接收端单片机AT89C52（2）为B机，两机之间数据传输采用串行通信方式。通信协议约定如下：设置a机与B机间的通信波特率为9600bit/s：A机发送数据，B机接收数据，双方在收发数据时使用查询方式：数据帧格式8个数据位，1个停止位，无奇偶校验位，起始位一直存在。串行通信程序主要由串行口初始化程序、发送程序和接收程序组成。串口初始化主要实现串口的打开以及规定上下位机的通信协议;发送和接收程序则实现上位机发送开始命令后，下位机发送数据和上位机接收数据的功能。串行通信程序流程图如图4-4所示。首先下位机发握手信号，请求上位机应答，上位机收到握手信号后发送应答信号，下位机收到上位机的命令后开始传送数据，当上位机收到最后一个数据应答后，上下位机之间的通信到此结束。开始定时器初始化串口初始化开始定时器初始化串口初始化发握手信号等待接收命令命令收到发送数据发送完成结束YYNN4.2.4报警检测程序设计报警单元部分实现声音报警和地点显示报警。参考第二章系统硬件设计部分图3-21单片机AT89C53通过它的P2.2脚为蜂鸣器提供控制输入信号，此电路为系统提供声音报警。报警检测程序流程图如图4-5所示，系统上电后，先进行初始化操作，接着循环检测口P2.1与P2.6、P2.7口是否为低电平，不为低，则继续检测;为低电平则延时3秒再次对P2.1脚检测，检测结果与上次检测相同，则启动蜂鸣器进行声音报警，同时调用液晶显示程序显示噪声分贝。采集来的数据数据较正超限？显示采集来的数据数据较正超限？显示报警报警处理返回NY第5章系统性能测试在完成了无线环境噪声报警系统的硬件设计和软件设计之后，就是对已经设计的软硬件系统进行模拟调试，对本论文而言，主要有硬件调试和软件调试，硬件软件结合调试，组成系统进行联合调试，检验其系统的各个模块是否能正常工作。在完成无线环境噪声报警控制器的总体设计、各功能模块设计之后，另一个重要的工作就是加工设计与产品调试。产品调试包括硬件调试、软件调试和模拟运行。模拟运行是将硬件和软件结合，组成系统进行联合调试，检验其整体性能，为产品投放市场做准备。（准备删掉）5.1硬件调试按照产品的要求画出系统的完整电路图，并制成PCB电路板。确认印制电路板与元件选择准确无误后，就可以对无线噪声报警控制器硬件部分的各个模块进行调试。调试内容包括电源调试和功能调试。电源调试在系统上电之前先检查各个芯片的电源线是否与指定的电压输入口相连，地线是否与总的数字地或模拟地相连，并确认没有出现电源线与地线短接的情况。然后给整个系统上电，检查各个芯片上的电源电压是否符合要求，如果出现芯片异常发热的情况，就必须立刻切断电源，重新检查电路，直至完全达到要求为止。其他各个功能部分的检查，通过一些小的调试程序来进行。对显示部分，主要是向显示寄存区写入一串字符，看其是否可以正常的显示出来；对存储器，主要实现信息的存储与调用；对时钟基准，主要看时间设置与运行是否准确。（未改动）（2）无线通信部分调试对于单片机和PTR2000无线收发模块的调试，主要集中在PTR2000模块和单片机与其接口电路的调试上。以下是在调试中遇到的问题及解决方法。PTR2000模块的简单测试过程发射一方：固定为发射方式，TXEN为高，PWR为高，通过单片机串口向PTR2000一直发送数据。建议发ASCII，如字符“A”。接收一方：固定为接收方式，TXEN为低，PTR为高，接收到的数据通过终端装置可以显示数据。（2）PTR2000对电源的要求采用开关电源会增加误码率。即使用线性电源或电池供电，也应考虑电路其他部分产生的噪声影响。乱码问题的解决方法检查试验方法是否合理，包括传输速度