原理方案设计论文（精选8篇）
【教学目的】
1.使学生理解和掌握加法原理和乘法原理并能准确、熟练地运用两个基本原理。
2.加强对学生思维条理性的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力。【教学重点和难点】重点是两个基本原理的应用，难点是对两个基本原理的准确理解。
【教学过程】
一、讲授新课
加法原理和乘法原理是有关排列、组合问题所遵循的两条基本原理，深入理解和准确运用这两个原理是学好排列、组合这一单元的重要一环。
请同学们考虑下面两个问题：
问题
1从甲地到乙地，旱路有3条，水路有2条，间从甲地到乙地共有多少种不同的走法？
从图中很容易找到答案：从甲地到乙地共有5种不同的走法。
问题
2由A村到B村的路有3条，由B村到C村的路有2条，问从A村经过B村到达C村共有多少种不同的走法？
从图中不难看出此题的答案是：共有6种不同的走法。
我们从上面两个问题中可以抽象出一般性的规律，得出以下的结论：
（一）完成一件工作的两种不同的方式。
问题1和问题2的共同之处在于：它们都是在研究做一件事（或工作）完成它共有多少种不同的方法？这两个问题的不同点是完成工作的方式不同。问题1中的每条旱路或水路都可以从甲地直接到达乙地，其中旱路和水路只不过是完成从甲地到乙地这件工作的两类不同的办法。
问题2中的从A村到B村的3条路和从B村到C村的2条路的任意一条路都不能把从A村经过B村到达C村这件工作做完，只能完成这件工作的一部分。问题2中的工作是分两个步骤完成的：第一步从A村到达B村，第二步从B村到达C村。
我们不难总结出：完成一件工作有以下两种不同的方式：
第一种方式：用不同类的办法去完成一件工作，每类办法中的任意一种方法都可以从头至尾把这件工作做完。
第二种方式：分成几个步骤去完成一件工作，每个步骤中的任意一种方法只能完成这件工作的一部分，这几个步骤都完成了，这件工作才能做完。
（二）加法原理和乘法原理。
下面我们来研究：完成一件工作的不同方法的总数怎样计算：
问题1的答案是共有5种不同的走法，已知旱路3条，水路2条，显然5=3+2。问题2的答案是共有6种不同的走法，已知从A村到B村3条路，从B村到C村2条路，显然6=3×2。
总结一般规律如下：
加法原理
做一件事，完成它有n类办法，其中第一类办法中有m种方法，第二类中有m2种方法„„，第n类办法中有mn种方法，那么完成这件事共有N=m1+m2+„+mn种不同的方法。
1如问题1从甲地到乙地的走法可以分为两类： 第一类办法是走旱路有3种不同的走法。第二类办法是走水路有2种不同的走法。由加法原理共有3+2=5种不同的走法。
乘法原理
做一件事，完成它需要分成n个步骤，第一个步骤有m种不同的方法，第二个步骤有m2种不同的方法„„，第n个步骤有mn种不同的方法，那么完成这件事共有N=m1·m2„„mn种不同的方法。
1如问题2从A村经过B村到达C村可分为两个步骤完成： 第一步A村→B村，有3种不同的走法。第二步B村→C村，有2种不同的走法。由乘法原理，共有3×2=6种不同的走法。例1 从甲地到乙地可以乘火车，也可以乘汽车或轮船。一天中火车有4班，汽车有2班，轮船有3班，那么一天中，乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法？
解：完成由甲地到乙地这件事有三类办法： 第一类办法坐火车，一天中有4种不同走法。第二类办法坐汽车，一天中有2种不同走法。第三类办法坐轮船，一天中有3种不同走法。由加法原理得：4+2+3=9 答：有9种不同的走法。
例2由数字1、2、3、4、5可以组成多少个允许有重复数字的三位数？无重复数字的三位数？
解：（1）组成允许有重复数字的三位数这件事可分三个步骤完成： 第一步确定百位上的数字：有5种不同方法。第二步确定十位上的数字：有5种不同方法。第三步确定个位数字：有5种不同方法。由乘法原理：5×5×5=125。
答：可组成允许有重复数字的三位数125个。
此题第（2）问由同学们自己完成，提醒大家注意：允许有重复数字和无重复数字这两个条件的区别。第（2）问答案是60个。
（三）运用两个基本原理时要注意以下几点：
1.抓住两个基本原理的区别不要用混，不同类的方法（其中每一个方法都能把事情从头至尾做完）数之间做加法，不同步的方法（其中每一个方法都只能完成这件事的一部分）数之间做乘法。
2.在研究完成一件工作的不同方法数时，要遵循“不重不漏”的原则。如：从若干件产品中抽出几件产品来检验，把抽出的产品中至多有2件次品的抽法分为两类：第一类抽出的产品中有2件次品，第二类抽出的产品中有一件次品，这样的分类显然漏掉了抽出的产品中无次品的情况。又如：把能被
2、被3或被6整除的数分为三类：第一类能被2整除的数，第二类能被3整除的数，第三类能被6整除的数，其中第一类、第二类都和第三类有重复，这样分类是不行的。
3.在运用乘法原理时，要注意每个步骤都做完这件事也必须完成，而且前面一个步骤中的每一种方法，在下个步骤中都得有m种不同的方法。
二、巩固练习
1.书架上层放有6本不同的数学书，下层放有5本不同的语文书：（1）从中任取一本书，有多少种不同的取法？
（2）从中任取数学、语文书各一本，有多少种不同的取法？（答案：（1）11种，（2）30种。）
2.有三个袋子，其中一个袋子装有红色小球20个，每个球上标有1至20中的一个号码，一个袋子装有白色小球15个，每个小球上标有1至15中的一个号码。第三个袋子装有8个黄色小球，每个球上标有1至8中的一个号码。（1）从袋子里任取一个小球，有多少种不同的取法？（2）从袋子里任取红、白、黄色小球各一个，有多少种不同的取法？（答案：（1）43种，（2）2400种）
三、布置作业
1.复习本节内容：读书和看笔记。
化工原理实验台是化工原理实验的重要的基础实物平台。现在化工原理实验室中使用的实验台很大一部分已经过于陈旧, 与现有实验设备不相配套;更有些实验台的设计只是考虑了工程功能的实现, 而忽略了人机界面等因素的设计, 在使用过程中带来了很多不便。本文结合某高校化工原理实验台改造任务, 从工业设计角度出发, 对化工原理实验台在人机工学、造型设计、色彩设计等方面进行重新设计, 使实验台结构更符合实验流程及现代仪器仪表的设计要求, 方便教学使用。
1某高校化工原理实验台现状分析
该设计任务主要是需要完成对“流体流动阻力的测定实验”、“流量计校核实验”、“离心泵性能参数的测定实验”所需实验台的改进。现有三个实验的实验台都是独立的。
1.1现有实验台结构
现有化工原理实验台结构见图1—图3所示[1]。
1.2 现有实验台存在的问题分析
这些实验台的使用年限都已经很长, 在最初设计时只考虑到了功能是否满足要求, 忽略了人机界面等因素的设计。例如, 管路系统复杂且有反复交叉的现象, 给观察实验过程带来不便;显示仪表的位置过高或过低, 尤其是玻璃管压差计需要蹲下身体或者抬高视线观察数据, 这样会带来较大的读数误差;大部分实验台没有一个统一面板, 各仪器、仪表随意散乱的布置, 没有条理, 容易引起误操作。
杂乱的外观及容易引起人的视觉疲劳, 使实验者心情不能愉悦, 容易产生疲劳的感觉。这样的设计是不符合现代仪器仪表的设计要求的[2]。
2 化工原理实验台设计方案
2.1 总体设计
分析发现, 流体流动阻力测定实验台、流量计校核实验台、离心泵性能参数测定实验台, 这三个实验台所需的实验设备和实验仪器有许多是相同的。由此, 本文认为可以将三个实验台整合设计成为一个流体力学综合实验台。新实验台分为不同模块, 应用不同模块可以完成不同的实验内容。
考虑到化工原理实验的教学功能, 本文设计中仍选用传统的机械式仪表, 管路系统采用开放式。为了方便实验操作, 加入了实验台操作面板。总体设计方案见图4。
2.2 人机工学设计
本文设计的流体力学综合实验台是坐立姿实验台, 可以改变操作者单调的操作姿势, 有助于延缓人体疲劳和提高工作效率。其操作台高908 mm, 是坐姿操作的合理高度, 当立姿时也能较为舒服的进行操作。人在进行低于胸部位置的操作时, 作用于水平向下的力较垂直向前的力更大, 且向下动作更为舒服, 更为符合人机工程学原理, 所以电机控制面板采用水平放置。
垂直面上的最高动作位置为高1 970 mm的阀门把手, 最低为900 mm左右的阀门把手, 这些都在立姿操作时人体的臂及范围内。而主要的显示仪表就是U型管压差计和两个操作面板上的压力表, 高度分别为1 370 mm、1 200 mm, 不论采用坐姿还是立姿都可以较为方便的观测。
2.3 结构及造型设计
按照实验原理的要求结合实验台设计的人机工程学分析进行化工原理实验台详细设计。结构设计方面应满足强度要求, 符合人机工学尺寸。造型方面应考虑美观、安全等因素, 避免尖角、干涉等不合理造型[3]。
(1) 底盘的设计:由于化工原理实验台的总体重量较小, 采用8号槽钢承重, 8号角钢为筋, 已完全满足要求且有较高的安全系数, 故无需进行受力分析。其外形及尺寸设计见图5。
(2) 电动机、离心泵的选择:电动机与离心泵是可以采购标准件, 无需设计。由实验原理为参考依据进行型号的选择。电动机可采用普通三相电动机, 型号定为YY—8022三相异步电动机, 离心泵实验原理规定用2B19A型离心泵。
(3) 水箱的设计:由于离心泵性能参数测定实验所需水量较大, 为保障水泵用水应选用较大的水箱。
(4) 面板设计:面板是一些仪器、仪表安装及显示的载体平台, 同时起着分隔实验台上下两部分的作用, 也是实验人员记录数据、放置物品等的工作面, 因此力求操作方便, 结构简单、明快, 没有间隔。
(5) 电动机控制盒:电动机控制盒是控制电动机运转的仪器, 同时也起着显示电动机功率的作用, 采用半沉式安装在控制面板上的左下方开口中。
(6) 支撑框架的设计:支撑框架是起着对上部零部件的支撑作用的金属框架, 由不锈钢方钢管构成。
(7) U形管压差计设计:U形管压差计是一种最基本的液柱式压强计, 用一根粗细均匀的玻璃管弯制而成, 内装工作指示液。由于指示液与玻璃管会发生毛细管现象, 所以所用玻璃管内径不小于5 mm, 本文选用内径10 mm的玻璃管。
2.4 界面设计
本实验台功能是由一套管路系统、一套电动机水泵系统外加测量数据的各种辅助仪器来实现的。在满足实验要求的前提下, 本文将这些功能整合到一个外形规则的平台上面。而平台的设计在满足实验要求的前提下, 通过人机工程设计进行优化, 从而使实验台既能满足实验功能要求又能满足人性化要求。
本方案还用压力传感器、温度传感器等电子器材取代老式的压力表、玻璃管温度计等器材。这些电子器材具有体积小、可以远距离传输测量数据等优点, 这样就可以将测量仪器放置到测量位置, 将显示数据的显示器规则的整合到显示面板上, 便于实现集中操作。
为了实验室记录数据的方便, 本实验台在外形框架上添加一个水平面板, 可以作为记录数据时写字面板。
2.5 色彩设计
根据色彩设计原理, 红色属暖色, 它使人联想起火焰、霞光等物象, 感觉活泼、热情、激动、愉快, 经常用于警示作用;蓝色作为一种收缩感最强的颜色, 本身是典型的冷色, 表示沉静、理智、高深、透明等含义, 常用于理性、思考等内涵设计。黄色明度高, 具有轻快、活泼、健康等印象, 常用于警告或暖色调设计[4]。
在本方案的设计中, 我们把主体框架选用蓝色防锈漆, 体现科学实验的理性、思考等内涵。流体管路采用不锈钢材质, 体现金属的质感, 同样会激发使用者理智、科学的思考等。压差计刻度、停止按钮等使用显示清晰、具有警示作用的红色。
3 结论
本文以工业设计原理为指导, 从人机工学、造型设计、界面设计、色彩设计等方面对某高校化工原理实验台进行了重新设计, 得到了用户的好评。用工业设计原理对实验台设计进行改造, 为实验台设计、仪器仪表等实验设备改造提供了一种新的思路。
参考文献
[1]孙亮.化工原理实验.东营:中国石油大学 (华东) 化学工程研究所, 2007
[2]丁玉兰.人机工程学 (第三版) .北京:北京理工大学出版社, 20
[3]杨裕富.产品设计方法论.长春:吉林科学出版社, 2004
关键词：室内装饰；设计原理；美感；意境；物质材料；技术；风格
装饰设计原理
装饰设计从狭义上可理解为人类对某种物品造型的结构、色彩和纹饰进行的工艺加工处理。所谓装饰设计，广义地解释为人类对自身周围环境所做的一切美化过程，也是人类在身体或者物体的表面加上附属品使其美观，是人类创造性的表达方式之一。
装饰从艺术设计角度而言，作为一种艺术方式以秩序化、规律化、理想化为要求，更加注重装饰的行为和结果，同时也追求材料结构与功能特征的美感。
1.室内装饰设计与美感
美感是人对美的主观感受、体验和评价，是一种赏心悦目和陶冶情操的心理状态，是构成审美意识的基础核心，也是创造美的心理基础。美感是以感性认识为基础的，要求人要认识对象的美感，必须以直观的方式去感受和了解对象。同时美又不同于一般的感性认识，它还需要理性认识的为内容，美的事物不仅具有感性形象和华丽的形式，还有丰富的内在本质和生活内涵。
室内装饰设计是否给人以美感，首先要看这个设计是否符合空间原理。美的空间必须具有合适的形态比例和材料，相宜的空间尺度和方便使用的设备及光源、色彩的和谐。其次，设计的空间环境要符合形式美的原则，一件好的室内装饰设计作品必须是内容与形式的有机结合，功能与形式美的统一。只有这样才能创造美的空间环境，富有冲击力的视觉效果以及人类生理或心理上的需求，从而引发美感。
2.室内装饰设计与意境
意境是主观与客观思想情感相结合的产物，意境是情与景、意与境的统一。意是主观范畴，境则是客观范畴。审美过程的高级阶段就是主观与客观情景交融，一个优秀的室内装饰设计只要具有个性化、艺术特色以及优美的环境就能唤起使用者的情感共鸣，达到意与境的统一。
意境之所以能引起人的共鸣，首先要有生动的艺术造型形象，室内环境集中了现实美的精华，抓住了生活中能唤起满足人类特殊情感的特征。室内装饰设计寄托了设计师的情感，而装饰作品就成了设计师的情感化身。这样的结合方式，使得所有设计空间具有强烈的艺术感染力。
3.室内装饰设计与物质材料和技术
室内装饰设计是艺术与实践的结合，设计师的创意需通过物质材料和技术来实现。室内装饰设计的发展受材料和技术状况的制约，而材料和技术也促进了装饰设计的进步。当今社会中的室内空间不断扩大，形式多样，使室内装饰设计真正进入空间设计和环境设计的阶段。
随着现代装饰材料的丰富从而促进了室内设计的发展，先进的技术、功能的完善以及研究室内装饰材料和技术是当前装饰设计的重要课题。在装饰设计草料与技术的关系上，一直存在着不同的认识。一种是无视材料和技术的制约作用，刻意追求新材料和新工艺。另一种是强调工业美，把材料和结构形式展示于人前，否定艺术加工的必要性。第三种是坚持技术与艺术的统一，使艺术形式和新材料、新技术相结合，让艺术与技术统一起来。
室內装饰设计风格
1.中国传统室内装饰设计风格特点
中国的传统室内装饰设计风格体现着庄重、雅致的特点，就以明清时期为代表，有着大型的建筑，室内有木柱支撑，空间分隔用雕花格扇、漆画屏风和落地罩、门窗等来装饰。
中国的室内装饰设计风格在明代时期就以简洁素雅著称，雕刻的处理都集中在辅助材料上，雕刻图案题材很广泛，有的借鉴于青铜器、浮雕等，有的取材于民间民俗喜好等。装饰设计风格不仅继承了祖辈的传统，有吸收了工艺美术的成果，雕饰材料上更利用玉石、贝壳等进行镶嵌。在色彩运用上，南北方地区色调差异较大，北方由于天气寒冷，偏暖色调，而南方风景秀丽，则色调偏素雅清新。
2.现代主义的室内装饰设计风格特点
现代主义室内装饰设计风格主张设计为大众服务，这一立场改变了数千年来设计只为给少数人服务的观点，它的核心内容不再是简单的几何图形，而是用简洁明了的方式达到低造价低成本的目的，从而使设计服务广大人民群众。
欧美国家在二十世纪初相继出现了艺术领域的变革影响颇为甚远，它完全改变了视觉艺术的内容和形式，一些反传统且富有个性的艺术风格诸如立体主义、未来主义等层出不穷。一些艺术先驱更是系统地剖析了装饰的起源和它在现代社会中的位置，他们以简单的内容形式来重视审美的设计作品，让其符合现代文明的风格，大胆地抛弃了繁琐的装饰手法。
3.传统现代主义的室内装饰设计风格特点
狭义后现代主义风格的一种类型包括传统现代主义，它没有明显的嘲讽，而是在采取古典的比例、尺度与符号特征为发展构思上适当的运用在设计中。传统现代主义的室内装饰设计更注重的是细节装饰，在设计语言上夸张又大胆，因而设计内容更加丰富和奢华。
传统现代主义和国际主义风格中衍生出来的后现代主义进行了反思、批判、修正和超越。而后现代主义因没有在发展过程中展现明显的风格界限也没有形成坚实的核心，落得只有繁多的立足点和各种流派不尽相同的风格特征。
4.新现代主义的室内装饰设计风格特点
新现代主义的室内装饰设计风格对其单调冷漠的形象进行不断地修正和改良，继续发扬现代主义理性功能本质的精神，突破了早期现代主义排斥装饰的极端做法，走向了一个肯定装饰、多种风格、更多元化的新阶段，它随着时代科技的不断进步在装饰语言上运用了新材料的特质表现和技术构成的细节，在设计上强调装饰设计作品与人文环境和生态环境的关系。
新现代主义的室内装饰在设计中形成一种很规矩的虚实关系，给视觉空间元素注入了很强的现代感和力量感，产生了一种强烈的视觉效应，给参观者提供一个酝酿情绪的作用，而且没有任何装饰构件干扰参观者的视线。
时
间 学 院 专业班级 姓 名 学 号 合 作 者
指导教师
成 绩
2013 年 11 月
摘要
本文针对可燃气体检测模块MQ—K1，综合运用《微机原理》所学知识，选择合适的芯片，如微处理器8086、存储器、可编程并行接口芯片8255、A/D转换芯片ADC0809，LED显示芯片8279以及其它辅助芯片等，设计合理的硬件系统，实现可燃气体浓度的测量与检测结果的显示，设定阈值，超过阈值后报警，并对设计出的硬件系统运用汇编语言完成全部软件系统设计及调试。
关键词：可燃气体传感器、LED数码管显示、LCD液晶模块、语音报警
Abstract In this paper, combustible gas detection module MQ-K1, integrated use of “Computer Architecture” the knowledge, choosing the right chip, such as the 8086 microprocessor, memory, programmable parallel interface chip 8255, A / D conversion chip ADC0809, LED display chip 8279 as well as other auxiliary chips, designed hardware system, combustible gas concentration measurement and test results show that the set threshold, exceeds the threshold alarms, and design the hardware system using assembly language software system design and complete all debugging.Keywords: combustible gas sensor, LED digital display, LCD liquid crystal module, voice alarm
目录
摘要.........................................................................................................................................................1 Abstract............................................................................................................................................................1 1实验目的......................................................................................................................................................3 2实验内容......................................................................................................................................................3 3实验设备......................................................................................................................................................3 4实验原理......................................................................................................................................................3
4.1系统概述...........................................................................................................................................3 4.2硬件介绍...........................................................................................................................................4 4.3可燃气体传感器.............................................................................................................................6 4.4 LCD显示....................................................................................................错误！未定义书签。4.5语音录放模块.................................................................................................................................9 5设计思路....................................................................................................................................................10 5.1数码管显示....................................................................................................................................10 5.2 LCD显示.......................................................................................................................................10 5.3语音报警.........................................................................................................................................10 6实验测试步骤............................................................................................................................................11 7程序流程....................................................................................................................................................12 8实验程序....................................................................................................................................................15 8.1数码管显示....................................................................................................................................15 8.2 LCD显示..................................................................................................1错误！未定义书签。8.3数码管，LCD显示，语音报警最终程序.................................................................................19 9实验现象及说明........................................................................................................................................26 10实验结论..................................................................................................................................................28 11承担的主要任务......................................................................................................................................28 12结论及设计心得与体会.........................................................................................................................28
1、实验目的
掌握可燃气体传感器的工作原理和测量电路。通过采集气体的浓度，经过模拟量转换为数字量，即A/D转换，AD0809采样输出电压值并在数码管上显示，并改进程序，使在液晶屏上显示可燃气体传感器检测结果转换的电压值，并设定阈值，超过阈值后报警。对所设计的硬件系统运用汇编语言完成全部软件系统设计及调试。
2、实验内容
用打火机靠近可燃气体传感器并喷射少量气体，AD0809采样输出电压值并显示。并改进程序，使在液晶屏上显示可燃气体传感器检测结果转换的电压值。设定阈值，超过阈值后报警。对所设计的硬件系统运用汇编语言完成全部软件系统设计及调试。
3、实验设备
3.1 EL-MUT-III实验箱 3.2 8086CPU板
3.3 霍尔、气体传感器模块 3.4 交叉串口线 3.5 E-LAB-AUDIO-ISD1700
4、实验原理
4.1系统概述
1、微处理器：8086
2、时钟频率：6MHz
3、存储器
6264 系统RAM，地址范围 0～3FFFH，奇地址有效 6264 系统RAM，地址范围0～3FFFH，偶地址有效 27C64 系统ROM，地址范围 FFFFF～FC000H，奇地址有效 27C256 系统ROM，地址范围 FFFFF～FC000H，偶地址有效
4、系统资源分配
本系统采用可编程逻辑器件（CPLD）EPM7128 做地址的编译码工作，可通过芯片的JTAG 接口与PC机相连，对芯片进行编程。此单元也分两部分：一部分为系统CPLD，完成系统器件，如监控程序存储器、用户程序存储器、数据存储 器、系统显示控制器、系统串行通讯控制器等的地址译码功能，同时也由部分地址单元经译码后输出（插孔CS0—CS5）给用户使用，其地址固定，用户不可改变。另一部分为用户CPLD，它完全对用户开放，用户可在一定的地址范围内，进行编译码，输出为插孔LCS0—LCS7，注意，用户的地址不能与系统相冲突，否则将导致错误。1）地址分配
CS0 片选信号，地址04A0～04AF 偶地址有效 CS1 片选信号，地址04B0～04BF 偶地址有效 CS2 片选信号，地址04C0～04CF 偶地址有效 CS3 片选信号，地址04D0～04DF 偶地址有效 CS4 片选信号，地址04E0～04EF 偶地址有效 CS5 片选信号，地址04F0～04FF 偶地址有效 CS6 片选信号，地址0000～01FF 偶地址有效 CS7 片选信号，地址0200～03FF 偶地址有效 8250 片选地址：0480~048F，偶地址有效 8279 片选地址：0490～049F，偶地址有效 2）硬件实验说明
所有实验程序的起始地址为01100H，CS=0100H，IP=0100H，代码段、数据段、堆栈段在同一个64K的地址空间中。4.2硬件介绍
4.2.1整机介绍
EL-MUT-III 型微机教学实验系统由电源、系统板、CPU 板、可扩展的实验模板、微机串口通讯线、JTAG通讯线及通用连接线组成。
图1 系统板结构 4.2.3硬件资源
1.可编程并口接口芯片8255 一片。
2.串行接口两个：8250 芯片一个，系统与主机通讯用，用户不可用。单片机的串行口，可供用户使用。
3.键盘、LED 显示芯片8279 一片，其地址已被系统固定为CFE8H、CFE9H。硬件系统要求编码扫描显示。
4.六位LED 数码管显示。
5.ADC0809 A/D 转换芯片一片，其地址、通道1—8 输入对用户开放。6.DAC0832 D/A 转换芯片一片，其地址对用户开放，模拟输出可调 7.8 位简单输入接口74LS244 一个，8 位简单输出接口74LS273 一个，其地址对用户开放。
8.配有8 个逻辑电平开关，8 个发光二极管显示电路。9.配有一个可手动产生正、负脉冲的单脉冲发生器
10.配有一个可自动产生正、负脉冲的脉冲发生器，按基频6.0MHz 进行1 分频（CLK0）、二分频（CLK1）、四分频(CLK2)、八分频(CLK3)、十六分频（CLK4）输出方波。
11.配有一路0—5V 连续可调模拟量输出（AN0）。
12.配有可编程定时器8253 一个，其地址、三个定时器的门控输入、控制输出均对用户开放。
13.配有可编程中断控制器8259 一个，其中断IRQ 输入、控制输出均对用户开放。
14.2组总线扩展接口，最多可扩展2 块应用实验板。
15.配有两块可编程器件EPM7064，一块被系统占用。另一块供用户实验用。两块器件皆可通过JTAG接口在线编程。使用十分方便。
16.灵活的电源接口：配有PC 机电源插座，可与PC 电源直接接驳。另还配有外接开关电源，提供所需的+5V，±12V，其输入为220V 的交流电。4.3可燃气体传感器
MQ—K1可燃气体传感器主要用于检测空气中CO、CH4、H2等可燃气体的浓度，其原理为传感器的内部阻抗随可燃气体的浓度而变化。MQ—K1的测量范围为100—10000PPM（PPM为体积比例，表示百万分之一），工作环境的温度：-10℃~45℃，湿度≤95％。其引脚及电学参数如下： 可燃气体传感器的工作原理见模块说明，其测量电路如下图所示：
图2 可燃气体传感器测量电路 脚、5脚用于加热，1、3脚和4、6脚接测量电路，RL为负载电阻。
表1-可燃气体传感器标准工作条件
传感器在1000ppm的CH4中的阻抗用R0表示，在各种环境中的动态阻抗用Rs表示。在洁净的空气中Rs/ R0=5，在其它环境中如下表所示：
表2-在各种环境中的阻抗用R0与动态阻抗Rs 的关系
可燃气体传感器电路如下所示：
图3 可燃气体传感器电路
R2（SEN.）用于改变负载电阻的大小，R6（ZERO）用于零位调节，R12（ALARM）用于设置报警电压，VOUT为模拟输出，DOUT为数字输出。
使用前，应先对MQ—K1通电预热3—5分钟，以使输出稳定。在洁净的空气中，通过采样VOUT电压，求出R0；在有可燃气体的环境中，通过采样VOUT电压，求出Rs；用Rs/R0的比值确定空气中可燃气体的浓度。4.4 LCD显示
点阵式LCD显示电路是在系统板上外挂电正式液晶显示模块，模块的数据线、状态、控制线都通过插孔引出。可直接与系统相连。4.4.1 OCMJ2×8液晶模块介绍及使用说明
OCMJ中文模块系列液晶显示器内含 GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字和 ASCII8*8（半高）及8*16（全高）点阵英文字库，用户输入区位码或 ASCII 码即可实现文本显示。也可用作一般的点阵图形显示器之用。提供位点阵和字节点阵两种图形显示功能，用户可在指定的屏幕位置上以点为单位或以字节为单位
进行图形显示。完全兼容一般的点阵模块。OCMJ中文模块系列液晶显示器可以实现汉字、ASCII 码、点阵图形和变化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字。本系列模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。OCMJ 中文模块所有的设置初始化工作都是在上电时自动完成的，实现了“即插即用”。同时保留了一条专用的复位线供用户选择使用，可对工作中的模块进行软件或硬件强制复位。规划整齐的10个用户接口命令代码，非常容易记忆。标准用户硬件接口采用REQ/BUSY 握手协议，简单可靠。4.4.2硬件接口 接口协议为请求/应答（REQ/BUSY）握手方式。应答BUSY 高电平（BUSY =1）表示 OCMJ 忙于内部处理，不能接收用户命令；BUSY 低电平（BUSY =0）表示 OCMJ 空闲，等待接收用户命令。发送命令到 OCMJ 可在BUSY =0 后的任意时刻开始，先把用户命令的当前字节放到数据线上，接着发高电平REQ 信号（REQ =1）通知OCMJ请求处理当前数据线上的命令或数据。OCMJ模块在收到外部的REQ高电平信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线BUSY变为高电平，表明模块已收到数据并正在忙于对此数据的内部处理，此时，用户对模块的写操作已经完成，用户可以撤消数据线上的信号并可作模块显示以外的其它工作，也可不断地查询应答线BUSY是否为低（BUSY =0？），如果BUSY =0，表明模块对用户的写操作已经执行完毕。可以再送下一个数据。如向模块发出一个完整的显示汉字的命令，包括坐标及汉字代码在内共需5个字节，模块在接收到最后一个字节后才开始执行整个命令的内部操作，因此，最后一个字节的应答BUSY 高电平（BUSY =1）持续时间较长，具体的时序图和时间参数说明查阅相关手册。
4.2.3用户命令
用户通过用户命令调用OCMJ系列液晶显示器的各种功能。命令分为操作码及操作数两部分，操作数为十六进制。共分为3类10条，分别是：
一）、字符显示命令：
1、显示国标汉字；
2、显示8X8 ASCII字符；
3、显示8X16ASCII字符；
二）、图形显示命令：
4、显示位点阵；
5、显示字节点阵；
三）、屏幕控制命令：
6、清屏；
7、上移；
8、下移；
9、左移；
10、右移；（1）显示国标汉字
命令格式： F0 XX YY QQ WW。该命令为5字节命令（最大执行时间为1.2毫秒，Ts2=1.2mS），其中 XX为以汉字为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到07、02到09、00到09。YY为以汉字为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到01、00到03、00到04。QQ WW为坐标位置上要显示的GB 2312 汉字区位码。
(2)显示8X8 ASCII字符
命令格式：F1 XX YY AS。该命令为4字节命令（最大执行时间为0.8毫秒，Ts2=0.8mS），其中 XX为以ASCII码为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到0F、04到13、00到13。YY为以ASCII码为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到1F、00到3F、00到4F。AS坐标位置上要显示的ASCII 字符码。(3)显示8X16 ASCII字符
命令格式：F9 XX YY AS。该命令为4字节命令（最大执行时间为1.0毫秒，Ts2=1.0mS），其中 XX为以ASCII码为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到0F、04到13、00到13。YY为以ASCII码为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到1F、00到3F、00到4F。AS坐标位置上要显示的ASCII 字符码。
(4)清屏
命令格式：F4。该命令为单字节命令（最大执行时间为11毫秒，Ts2=11mS），其功能为将屏幕清空。4.5语音录放模块
语音录放模块由单片语音录放芯片ISD2560 及其外围电路组成。4.5.1 SD2560 芯片介绍
ISD2560 是美国ISD 公司推出的ISD2500 系列语音芯片的一种。ISD2500 系列芯片按录放时间60 秒、75 秒、90 秒和120 秒分成ISD2560、2575、2590 和25120 四个品种。ISD2560 芯片具有抗断电、音质好，使用方便等优点，它使用单一的+5V 供电，录音部分有自动增益控制电路，录音的采样频率可达8KHz。ISD2560 片内有容量为480K 字节的E2PROM，所以录放时间长，可重复录制100000 次且可保持100 年不变。此外ISD2560 芯片支持分段录音和分段播放，有10 个地址输入端，寻址能力可达1024 位，最多能分600 段。芯片设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。4.5.2 模块电路原理图
本电路中ISD2560采用按钮控制操作方式，A9、A8、A6接VCC，A1—A5、A7均接GND，A0由CA0插孔引出，用于控制是否进入检索模式。ISD2560的音频输出端SP+、SP-经过音频功放LM386驱动喇叭。电位器R8（对应于模块上VOLUME电位器）用于调节喇叭的增益。4.5.3 模块的基本测试方法
1、模块上P/-R、PD、CA0插孔分别接至实验箱的K1、K2、K3，EOM接实验箱指示灯L1，CE接单脉冲P-。
2、将K1、K3拨至低电平，K2先高后低。按一下单脉冲P-，L1应熄灭。此时对这麦克风说一段话，然后再按P-，此时L1应被点亮，录音完成。
3、将K1 拨至高电平，K3 拨至低电平，K2 先高后低。按一下单脉冲P-，L1 应熄灭，此时可以听到刚才录的语音片断。播放完成后，L1 应被点亮。
图4 语音模块电路
5、设计思路
5.1数码管显示
通过可燃气体传感器，在有可燃气体的环境中，通过采样VOUT电压，将测试结果通过AD0809采样输出电压，A D转换，并通过8279显示电路使数码管显示相应的转换结果。5.2 LCD显示
通过可燃气体传感器，在有可燃气体的环境中，通过采样VOUT电压，将测试结果通过AD0809采样输出电压，A D转换，并通过LCD液晶屏显示相应的转换结果。5.3 语音报警
通过调节相应的滑阻设置阈值，当电路正常运行时，在可燃气体模块电路的Dout输出端就会有相应的开关量的输出。语音模块提前录好音，当可燃气体浓度超过阈值时，利用Dout输出量控制语音模块输出，即可实现语音报警。
6、实验测试步骤
6.1 数码管显示
1、实验连线：VOUT接A/D模块的ADIN0，CS0809选择CS3。
2、调节ZERO电位器，将VZERO调为0。将SEN.电位器调到最小，即VOUT输出最小。调节ALARM电位器，将VALARM调到2V。
3、运行实验程序，用打火机靠近可燃气体传感器并喷射少量气体，观察数码管显示的变化。6.2 LCD显示 1、8255 的PA0~PA7接A/D PORT单元的DB0~DB7;2、8255 的PC7接A/D PORT单元的BUSY;3、8255 的PC0接A/D PORT单元的REQ;4、8255CS接CS0;
5、运行实验程序，观察液晶的显示状态。6.3 语音报警
1、实验箱上CS244 接到片选CS2。
2、实验箱上CS273 接到片选CS1。
3、实验箱上244 的输入IN0—IN1 接到实验箱上拨码开关的输出k7 和k8。
4、实验箱上273 的输出O0—O1 到ISD1700 语音模块上的REC 和PLAY。
7、程序流程
7.1数码管显示
7.2 LCD显示
图5 数码管显示程序流程图
图6 LCD液晶屏显示程序流程图
7.3最终程序流程图
开始LCD初始化BUSY为0？Ｙ数据输出“检测结果”REQ置位ＮＮBUSY为1？ＹREQ复位Ｎ数据读完？Ｙ开始AD转换延时读入转换数据读入开关量开关量取反输出至语音模块所读数据低八位赋给ＢＸ将ＢＸ中数据取高四位数码管显示将ＢＸ中数据取高四位ＬＣＤ显示将ＢＸ中数据取低四位数码管显示将ＢＸ中数据取低四位ＬＣＤ显示延时
8、实验程序 8.1数码管显示
CON8279 EQU
0492H
；赋值伪指令给8279控制口地址赋予一个名字
DAT8279 EQU
0490H
；赋值伪指令给8279数据口地址赋予一个名字 CS0809 EQU
04D0H ；赋值伪指令给AD0809通道0控制口地址赋予一个名字
ASSUME CS:CODE
；将CS设置为存放CODE的段地址 CODE SEGMENT
PUBLIC
；PUBLIC，组合类型，逻辑段有相同的段名，集中为一个逻辑段装入内存
ORG
100H
；利用ORG伪指令使程序的起始地址为01100H，CS=0100H，IP=0100H
START: JMP
START1
；JMP无条件转移指令 START1: MOV DX,CS0809
；将CS0809放入DX寄存器中
MOV AX,34H
；任意给一个控制字,启动AD转换
OUT
DX,AX
；AD0809开始转换
WAIT:
MOV CX,0010H
；延时，等待AD转换结束 WAIT1: NOP
NOP
LOOP WAIT1
；CX不为0时转移
MOV
DX,CS0809
IN
AX,DX
；读入AD转换结果到CS0809
AND
AX,0FFH
；保留AX寄存器数据的低八位，高八位清零
MOV
BX,AX
；将AX寄存器数据传送到BX寄存器
NOP
；空操作
DISP:
MOV
DI,OFFSET SEGCOD；取SEGCOD的偏移地址放入变址寄存器DI
MOV
AX,08H
；8279控制字，左端入口，16个字符显示
MOV
DX,CON8279
OUT
DX, AX
；输出8279控制字到CON8279
MOV
AX, 90H ；8279控制字，写显示RAM 0000B内容，地址自加1
MOV
DX, CON8279
OUT
DX, AX
；输出8279控制字到CON8279
MOV
PUSH
AND
MOV
SHR
ADD 据相加
MOV AL寄存器
MOV
OUT
NOP
NOP
MOV 器DI
POP
AND
ADD 数据相加
MOV 到AL寄存器
MOV
OUT DX, DAT8279 ；将DAT8279放入DX BX
；将BX寄存器的数据压入堆栈，保护现场 BX,0F0H
；取BX寄存器数据的高四位
CL,4
；CL寄存器存放移位次数 BX,CL
；逻辑右移4位
DI,BX
；将DI中SEGCOD的偏移地址值与BX中数 AL,CS:[DI]
；将段地址为CS，偏移地址为DI的数据送到 AH,0
；AX寄存器的高八位置零
DX,AX
；将AX寄存器的数据输出到DAT8279端口
DI,OFFSET SEGCOD；取SEGCOD的偏移地址放入变址寄存
BX
；出栈，恢复现场
BX,0FH
；取BX寄存器数据的低4位
DI,BX
；将DI中SEGCOD的偏移地址值与BX中
AL,CS:[DI]
；将段地址为CS，偏移地址为DI的数据送
AH,0
；将AH寄存器置零
DX,AX
；将AX寄存器的数据输出到DAT8279端口
DELAY: MOV
CX, 2A00H
；延时
DELAY1: NOP
NOP
LOOP
DELAY1
；循环2A00H次
JMP
START1
；返回重新采集和转换数据并显示
SEGCOD DB
3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H
；空指令
；七段共阴数码管显示编码，分别对应着0123456789ABCDEF CODE ENDS
；代码段结束 END
START
；源程序结束
8.2 LCD显示
;=;液晶显示
;CS0接CS8255,DB0-DB7接PA0-PA7,BUSY接PC7,REQ接PC0
；CS0片选信号，地址04A0-04AF，偶地址有效
ASSUME
CS:CODE
；将CS设置为存放CODE的段地址 CODE SEGMENT
PUBLIC
；PUBLIC，组合类型，逻辑段有相同的段名，集中成为一个逻辑段装入内存
ORG
100H
；ORG设置指令存储起始地址;= START: MOV DX, 04A6H
；将控制端口地址放入DX
MOV AX, 88H
；88H为工作方式选择控制字，A口方式0输出，PC7~PC4输入，B口方式0输出，PC3~PC0输出
OUT
DX, AX
MOV AX, 70H
OUT
DX, AX
；向控制端口发送工作方式选择控制字
；70H为C口按位置位/复位控制字，PC0复位 ；向控制端口发送C口按位置位/复位控制字
MOV AL, 0F4H
；LCD显示清屏
CALL COMD
；过程调用指令，调用过程COMD CALL DELAY
；过程调用指令，调用过程DELAY START1: MOV SI,OFFSET[TABLE] ；将TABLE的偏移地址送到SI寄存器
MOV CX, 4
；循环次数设定
WR1:
MOV DX, 04A4H
；WR1检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX
IN
AX, DX
；读入数据
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy
JNZ
WR1
；ZF零标志位，ZF非零转移到WR1
MOV
AL, [SI]
；将地址在SI寄存器的数据送到AL
CALL
COMD
；调用过程COMD
INC
SI
；将TABLE的偏移地址缓冲区指针加1
LOOP
WR1
；CX寄存器的内容不为零，则循环WR1
CALL
DELAY
；调用过程DELAY OK:
JMP
START1
；无条件转移到START1;= DELAY: MOV
CX,1000H
；将1000H送入CX寄存器 DLYB: LOOP
DLYB
RET
；过程返回指令，回到原来调用过程的地方;= COMD: MOV
DX, 04A0H
；将A数据端口地址放入DX
OUT
DX, AL
；将相应数据输出
；将控制端口地址放入DX
MOV
DX, 04A6H
MOV
AX, 71H
；71H为C口按位置位/复位控制字，PC0置位
OUT
DX, AX
MON:
MOV
DX, 04A4H
；MON检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX
IN
AX, DX
；读入数据
；向控制端口发送C口按位置位/复位控制字
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy
JZ
MON
；ZF零标志位，ZF非零转移到MON
MOV
DX, 04A6H
；将控制端口地址放入DX
MOV
AX, 70H
；70H为C口按位置位/复位控制字，PC0复位
OUT
DX ,AX
；向控制端口发送C口按位置位/复位控制字
RET
；过程返回指令，回到原来调用过程的地方;= TABLE: DB
0F9H,00D,00D,31H
；在此处输入要显示汉字的命令代码 CODE ENDS
；代码段结束 END
START
8.3 数码管，LCD显示，语音报警最终程序
CON8279 EQU
0492H
；赋值伪指令给8279控制口地址赋予一个名字 DAT8279 EQU
0490H
；赋值伪指令给8279数据口地址赋予一个名字 CS0809
EQU
04D0H
；赋值伪指令给AD0809通道0控制口地址赋予一个名字
ASSUME
CS:CODE
；将CS设置为存放CODE的段地址
CODE SEGMENT PUBLIC ；PUBLIC，组合类型，逻辑段有相同的段名，集中为一个逻辑段装入内存
ORG
100H ；利用ORG伪指令使程序的起始地址为01100H，CS=0100H，IP=0100H START: MOV DX, 04A6H
；将控制端口地址放入DX
MOV AX, 88H
；88H为工作方式选择控制字，A口方式0输
；源程序结束
出，PC7~PC4输入，B口方式0输出，PC3~PC0输出
OUT
DX, AX
；向控制端口发送工作方式选择控制字
MOV AX, 70H
；70H为C口按位置位/复位控制字，PC0复位
OUT
DX, AX
；向控制端口发送C口按位置位/复位控制字 MOV AL, 0F4H
；LCD显示清屏
CALL COMD
；过程调用指令，调用过程COMD
CALL DELAY
；过程调用指令，调用过程DELAY
MOV
CX, 25
；循环次数设定
MOV
SI,OFFSET JCJG ；将JCJG的偏移地址送到SI寄存器
JCJG1: MOV
DX, 04A4H
；JCJG1检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX IN
AX, DX
；读入数据
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy信号
JNZ
JCJG1
MOV
AL, [SI]
CALL
COMD
INC
SI
LOOP
JCJG1
CALL
DELAY
JMP
START1
START1: MOV
DX, CS0809 MOV
AX, 34H
OUT
DX, AX
WAIT:
MOV
CX, 0010H
WAIT1: NOP
NOP
LOOP
WAIT1
MOV
DX, CS0809
IN
AX, DX
AND
AX, 0FFH
MOV
BX, AX
NOP
；ZF零标志位，ZF非零转移到JCJG1
；将地址在SI寄存器的数据送到AL ；调用过程COMD
；将JCJG的偏移地址缓冲区指针加1
；CX寄存器的内容不为零，则循环JCJG1 ；调用过程DELAY
；无条件转移到START1
；将CS0809放入DX寄存器中
；任意给一个控制字
；AD0809开始转换
；延时，等待AD转换结束
；CX不为0时转移
；读入AD转换结果到CS0809
保留AX寄存器数据的低八位，高八位清零
；将AX寄存器数据传送到BX寄存器
；空操作
； yy：
MOV
DX,04C0H
；74LS244地址
IN
AL,DX
；读输入开关量
NOT
AL
；将AL内容取反
MOV
DX,04B0H
；74LS273地址
OUT
DX,AL
；输出值语音模块
DISP:
MOV
DI, OFFSET SEGCOD；取SEGCOD的偏移地址放入变址寄存器DI
MOV
MOV
OUT
MOV
地址自加1
MOV
OUT
MOV
PUSH 场
AND
MOV
SHR
ADD
中数据相加
MOV
据送到AL寄存器
AX, 08H
；8279控制字，左端入口，16个字符显示 DX, CON8279
DX, AX
； 输出8279控制字到CON8279 AX, 90H
；8279控制字，写显示RAM 0000B内容，DX, CON8279
DX, AX
；输出8279控制字到CON8279 DX, DAT8279 ；将DAT8279放入DX BX
；将BX寄存器的数据压入堆栈，保护现 BX,0F0H
；取BX寄存器数据的高四位 CL,4
；CL寄存器存放移位次数
BX,CL
；逻辑右移4位
DI,BX
；将DI中SEGCOD的偏移地址值与BXAL,CS:[DI]
；将段地址为CS，偏移地址为DI的数
MOV
AH,0
；AX寄存器的高八位置零
OUT
DX,AX
；将AX寄存器的数据输出到DAT8279端口
NOP
NOP WR1:
MOV
DX, 04A4H
；WR1检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX
IN
AX, DX
；读入数据
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy
JNZ
WR1
；ZF零标志位，ZF非零转移到WR1 MOV
AL, 0F9H
；显示8X16ASCII字符命令
CALL
COMD
；调用过程COMD
；输入列信息
MOV
AL, 0AH
CALL
COMD
；调用过程COMD
MOV
AL, 00H
；输入行信息
MOV
SI,OFFSET SEGCOD2 ；取SEGCOD2的偏移地址放
CALL
COMD
；调用过程COMD 入变址寄存器SI
ADD
SI, BX
；将SI中SEGCOD2的偏移地址值与BX中数据相加
MOV
AL, [SI]
；将地址在SI寄存器的数据送到AL
CALL
COMD
；调用过程COMD
MOV
DX, DAT8279 ；将DAT8279放入DX寄存器中
MOV
DI,OFFSET SEGCOD；取SEGCOD的偏移地址放入变址寄存器DI
POP
BX
；出栈，恢复现场
AND
BX,0FH
；取BX寄存器数据的低4位
ADD
DI,BX
；将DI中SEGCOD的偏移地址值与BX中数据相加
MOV
AL,CS:[DI]
；将段地址为CS，偏移地址为DI的数据送到AL寄存器
MOV
AH,0
；将AH寄存器置零
OUT
DX,AX
；将AX寄存器的数据输出到DAT8279端口
WR2:
MOV
DX, 04A4H
；WR2检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX
IN
AX, DX
；读入数据
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy
JNZ
WR2
；ZF零标志位，ZF非零转移到WR2
MOV
AL, 0F9H ；显示8X16ASCII字符命令
CALL
COMD
；调用过程COMD
MOV
AL, 0BH
；输入列信息
CALL
COMD
；调用过程COMD
MOV
AL, 00H
；输入行信息
CALL
COMD
；调用过程COMD
MOV
SI,OFFSET SEGCOD2；将SEGCOD2的偏移地址送到SI寄存器
ADD
SI, BX
；将SI中SEGCOD的偏移地址值与BX中数据相加
器
CALL
COMD
；调用过程COMD CALL
DELAY
；调用过程DELAY
DELAY0:
MOV
CX, 2A00H
；延时 DELAY1:
NOP；空指令
NOP
LOOP
DELAY1
；循环2A00H次
OK:
JMP
START1
；返回重新采集和转换数据并显示;= DELAY:
MOV
CX,1000H
；将1000H送入CX寄存器 DLYB:
LOOP
DLYB
RET
；过程返回指令，回到原来调用过程的地方
;= COMD:
MOV
DX, 04A0H ；将A数据端口地址放入DX
OUT
DX, AL
；将相应数据输出
MOV
AL, [SI]
；将偏移地址为SI的数据送到AL寄存
MOV
DX, 04A6H
；将控制端口地址放入DX
MOV
AX, 71H
；71H为C口按位置位/复位控制字，PC0置位
OUT
DX, AX 制字
；向控制端口发送C口按位置位/复位控
MON:
MOV
DX, 04A4H
；MON检查BUSY信号是否为零，将C数据端口地址放入DX
IN
AX, DX
；读入数据
AND
AX, 80H
；保留PC7的输出数据，即busy
JZ
MON
；ZF零标志位，ZF非零转移到MON
MOV
DX, 04A6H
；将控制端口地址放入DX
MOV
AX, 70H
；70H为C口按位置位/复位控制字，PC0复 位
OUT
DX ,AX
；向控制端口发送C口按位置位/复位控制字
RET
；过程返回指令，回到原来调用过程的地方
;= SEGCOD
DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ；七段共阴数码管显示编码，分别对应着0123456789ABCDEF
SEGCOD2 DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,41H,42H,43H,44H,45H,46H ；0123456789ABCDEF的ASCII码 JCJG
DB 0F0H,00D,00D,28D,76D,0F0H,01H,00H,18D,66D,0F0H,02H,00H,29D,65D,0F0H,03H,00H,25D,91D,0F9H,08H,00H,3AH；显示“检测结果：”
CODE ENDS
；代码段结束 END
START
；源程序结束
9实验现象及说明 9.1 运行数码管显示程序
实验现象：
将打火机靠近气体传感器，数码管会显示相应AD转换结果
当气体浓度超过阈值时，LED灯会亮。
9.2 运行LCD显示程序 实验现象：
将打火机靠近气体传感器，液晶屏会显示相应AD转换结果
9.3 运行数码管，LCD显示，语音报警程序
实验现象：
将打火机靠近气体传感器，数码管，LCD会显示相应AD转换结果，当气体浓度超过阈值时，LED灯会亮，语音报警模块会报警。10实验结论
在完成对已有程序的解读，通过可燃气体传感器检测气体浓度，并在数码管上显示气体浓度转换为的电压值后，我们改进了程序，使其在LCD液晶屏上显示气体浓度转换为的电压值，最后进一步改进，使气体浓度转换为的电压值可以同时在数码管和LCD液晶屏上显示，最后我们加入了语音报警模块，当检测值超过阈值后，会有相应的报警。
11承担的主要任务
在气体传感器模块微机原理课程设计中，我主要进行小组内成员的分工，课程设计进度的调整。以及对气体检测模块相关程序的解读，对已有程序的修改和程序的调试。
12结论及设计心得与体会
通过对气体传感器模块的相应功能的实现，我更深入的了解了微机原理课程的相关知识。通过亲身实践，对汇编语言有了更深入的理解。巩固了上学期学习的微机原理基本知识，当然还认识到自己还有很多不足，比如对汇编语言的理解还比较浅显，有些细节还没有引起自己足够的重视等。我还认识到在进行设计实验时，程序的流程图是十分重要的，在对整个程序的理解方面起着十分关键的作用。在分析程序时，先按照功能将程序分为几个部分，再对每个部分分别在细节上分析是十分有效的方法。
单片机综合试验仪——计数/中断模块
二、功能及性能指标
显示计数，记到15就重新开始计数
三、设计目的 了解单片机综合实验仪基本构成和分模块设计方法。掌握PROTEUS下单片机综合实验仪的设计、绘制方法。通过本次实验，达到熟练掌握PROTEUS下单片机综合实验仪原理图绘制和模块划分调整的目的。
2通过单片机综合实验仪原理图转换为板图、制作出各模块实验板和下载程序和在实验板上调试、运行个实验项目，熟练掌握单片机综合实验仪线路板的设计制作过程；达到实现单片机综合实验仪各实验项目实际运行效果的目的。
3了解单片机综合实验仪各模块程序设计方法。掌握KEIL C51下单片机综合实验仪各模块程序设计和调式及PROTEUS下的系统仿真方法。通过本次课程设计，达到熟练掌握KEIL C51下和PROTEUS下单片机综合实验仪各模块程序设计、调试和仿真的目的。
四、意义
该实验通过单片机的最小系统的制作，设计简单系统，拥有控制其他模块的功能，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。
五、本人所做工作
计数/中断模块部分 ①
原理图仿真：②
PCB版图设计（元件封装）与制作： 部分器件封装：中断、定时计数、串行通信电路部分器件封装：SW1(TRIGGER)(3)——SW-PUSH-AUTO-LOCK（按实物设计）D9(POWER_SHOW)(3)——LED需要设计封装器件外形图如下：
中断、定时计数PCB电路图
六、设计内容
依据单片机综合实验仪原理图各模块及其元器件的实物结构。在PROTEUS下设计制作单片机综合实验仪的设计、绘制方法。通过本次实验，达到熟练掌握PROTEUS下单片机综合实验仪原理图绘制和模块划分调整的目的。
1、在PROTEUS的智能原理图输入系统ISIS下，按本本课程设计课件要求，每位同学主攻单片机综合实验仪一个模块原理图设计和绘制。为后续实验本模块的板图设计做好准备。
2、自己制作的电路板图上焊接元件，完成实验板的制作。
3、对各电路模块和实验项目进行程序下载和实验项目的调试运行。
4、在KEIL C51下和PROTEUS下，对单片机综合实验仪一个模块的程序设计、调试和仿真。
5、运行PROTEUS的ARES软件，依据电路模块的元件实物，核对和设计封装图。3中断、定时计数、串行通信电路部分器件封装：SW1(TRIGGER)(3)——SW-PUSH-AUTO-LOCK（按实物设计）D9(POWER_SHOW)(3)——LED6、结合上次实验兼顾的单片机综合实验仪其它模块原理图设计和绘制。完成相对应的程序模块设计、调试和仿真。
七、设计思路及描述
设计思路及描述--该实验要求进行计时并在数码管上显示计数，则可利用swl单片机实验系统中的芯片AT89C51，中的P3.1做为时钟信号CLK输入的入口地址管脚做为外部按键输入，并实现各个按键的功能；将P3.2管脚做为外部中断0的入口地址，并实现“开始”按键的功能；将P3.3做为外部中断1的入口地址，并实现“清零”按键的功能；将P3.0做为数据信号DATA输入的入口地址；定时器T1作为“快加”键的定时器。其中“开始”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时开始计时；“清零”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。
八、原理图
九、程序流程
十、程序清单
十一、课程设计心得体会
经过了几周的努力，单片机终于完成了。通过这个实验，我真的学到了很多，也体会到了很多，体会到完成一个作品是多么的不容易，需要面对很多的困难，从一开始的上机使用专业软件制图，再然后画PCB图，打印墨纸，完成电路板，中间每一步都不能出错，错一步步步错。虽然这个过程很难但是单片机是一门教我们微机线路设计与制作的基本技能的课程，老师的谆谆教导，同学的融洽合作，以及这门课程自身所散发出的强大的实践性与趣味性一下子就深深的吸引住了我。
本学期的微机原理路课程，我收获了很多，也感悟到很多。微机原理课程，它已不仅仅是一门印在课程表上的课程，还是一次崭新、充满挑战的实践，是一段珍贵的体验。从中我学习到了画图、焊接以及其他零件的用途与方法，在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类、元器件的基本常识等等。真是让人受益匪浅，终于能体会到不同零件的奇妙组合中展现的人类智慧的结晶。知识的重要性在我心中再次提升，电子产品知识产权的垄断，让我既看到了机遇又看到了挑战，学习是现在我们唯一的行动方针。
在做单片机的过程中，我们遇到了很多问题，如果不是自己亲自做，可能就很难发现自己在某方面知识的欠缺，对于我们来说，发现问题，解决问题，这是最实际的。当我们遇到难题时，在经过夏新恩老师等的帮助下，这些难题得以解决，设计也能顺利的完成。
微机原理课程，是我们大学里的一道大题，虽然这次的难度很大，看起来困难重重，但是当我们实际操作起来，又会觉得事在人为。只要认真对待，所有的问题也就迎刃而解。在上机操作之前，我们有一个熟悉原理图的过程，这是相对而言比较耗费精力的，也是最复杂的，做一个较大的设计，需要耐心，在这个过程中，耐力也就得到了一定的磨练。这也是也是为即将面临的课程打下一个良好的基础。
在这次微机原理课程中，我最终要做的是一个单片机。实习的过程中，首先需要复习使用电烙铁（焊枪），在练习焊接时，我时刻默念老师教的焊接步骤，遵循正确的步骤才是最简洁的方法。但尽管如此，我还是尝到很多挫败感。虽然我多次失败，虽然时常也不乏出现一些虚焊点或是东倒西歪的焊点，虽然对自己第一次的杰作说实话都有些厌恶，但是我仍然对此由衷的感谢。因为如果没有失败的练习哪里有现在值得骄傲的成功作品。与此同时，我还体会到合作的乐趣和同学间的友情。和同学一起合作，我们一起讨论电路原理、器件选择，也相互补充并发现漏洞，失败时相互鼓励着重新来做，有突破时一起开心的笑。当见到其他组的同学的进度比我们快，做的比我们好时，我内心也不由得着急起来，开始手忙脚乱，在这里我要感谢周围同学对我及时的帮助，让我感受到集体的温暖，让我重拾信心。当然我们组也不是一直都是最差的，我也会经常的去帮助其他组的同学，这让我时常能够感受到帮助他人的快乐，以及感受到自我能力价值的体现。
单片机完成后，我们都认为做PCB是最复杂的，这里遇到的问题也就最多。我们发现，只要完整地做好了一个设计，以后的也就大多“雷同”，所以这也算得上是其中的一个收获。
微机原理课程是一个过渡时期，我们从学生走向毕业的必经之路，在不长不短的设计过程中，我发现自己主要得到了以下收获：一.遇到什么疑惑的问题应该首先自己独立地解决，而不是未加思考就随便问，这样不仅无法切实的提高思考能力，而且也是一种消极态度的反映。在设计的过程中，我们当然要仔细聆听老师们的见解，可是自己的领悟更重要，只有这样才可以真正地理解各种原件的使用。理解各个设计中为什么会选择这个原件。而这些独立领悟的东西才是真正深入到我们的思维习惯和思维特性中去的内核部分。二.在焊接操作过程中要高度集中注意力，不应该心猿意马，三心二意。这样极为容易造成焊接原件错误，产生电路板短路。最后，通过了这次微机原理课程设计，我才了解到我们所学的只是原来是如此地贴近我们，其实他们就在我们身边，就在我们身边或大或小的地方，甚至是我们不能发现的地方，而并不是我原先所想象的那样遥不可及，总是好像在那种大房子里面的大机器才会用到这些东西，感觉那些是科学家做的事情，对于我们来说是天方夜谭。而如今，我才知道了这一切。我才会，并有这样的动力将我所学的知识来赋予实践。
虽然遇到了太多的麻烦，不过我最终完成了自己的作品，非常的欣喜！自己在这短短的一学期里学到了很多知识，锻炼了自己的很多能力。总的来说，我对这门课程是热情高涨的！第一，通过实践真正觉得自己可以做些什么了有点存在的小成就感；第二，通过微机原理课程，加强了我们的动手实践能力和设计创新精神，作为信息时代的大学生，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件；第三，在微机原理课程的这些日子里，大家的团队精神得到了很大的加强。因此，非常感谢这不同以往的，习性工程教育改革的，具有很大的自主性的，使我们能够发挥主观能动性。
十二、参考文献
设计题目
１、苯－甲苯混合液常压连续精馏塔设计；
２、乙醇－水混合液的常压连续精馏塔设计；
３、正戊烷-正己烷混合液的常压连续蒸馏塔设计
４、氯仿（三氯甲烷）－四氯化碳混合液的常压连续蒸馏塔设计； ５、正庚烷－正辛烷混合液的常压连续蒸馏塔设计；
６、苯－氯仿混合液的常压连续蒸馏塔设计；
７、苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计。
日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。（设计要求
１ 生产任务选择题目相同，需要对任务中的各数字进行改动，必须做到每人一题，且数据不同。）
进料方式：自选 q=1
乙醇和水：70吨/日，原料液轻组分为50%，馏出液轻组分98%，釜液重组分96%
2、设计内容
（1）实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算
（2）塔顶冷凝器的选择计算，（选用列管式换热器）
（3）塔底再沸器热量恒算。水蒸气的用量。
（4）原料储存设备和精馏塔之间距离8米，根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。
3、说明
（1）计算过程中两组分的饱和蒸汽压可用Antoine方程计算，理论板数可用作图法求出。由理论板数求实际板数时，全塔效率E可选用经验值。
关键词：生态建筑,设计原理,设计方法
近年来建筑类行业发展速度有所加快, 虽然受去年经济形势影响, 房地产开发产业有所降温, 但是随着国家政策的不断扶持, 人们对建筑设计理念的要求也不断提高。生态建筑设计的理念也被越来越多的人所关注。进行生态建筑设计, 需要了解其设计原理并加以科学的设计方案, 才能完成一系列有意义的生态建筑设计。当前, 国外的生态建筑发展程度比国内要好, 我国目前却处于刚刚开始发展的起步阶段。在现代建筑设计中, 需要真正地融入生态建筑的设计原理, 以此促进我国生态建筑的全面发展, 促进我国可持续发展战略目标的实现。
1 生态建筑的概念及特点
生态建筑即将生态环境与建筑设计相融合后所采用的一种新型建筑形式。通过对建筑本身及其周边的生态环境因素进行系统性分析, 并加以适当的组织设计, 使得生态能源能够在建筑环境中得以高效运用。同样, 这也可节约生态资源、降低环境污染, 从而达到人与建筑及周边环境和谐相处的目的。
在设计过程中, 生态建筑主要以建筑学、结构工程、建筑生态学及相关设计学科为其基础, 通过现代科技手法, 对建筑的内外在因素、周边生态环境进行高效融合。其中建筑是主体, 生态灵魂。生态建筑主要具有以下几个特点: (1) 生态建筑具有较强的系统性及整体性; (2) 生态建筑可以通过对资源的有效利用达到减少环境污染, 提高能源的合理利用性; (3) 生态建筑涉及了人们的生活中所积累的意识形态和价值观, 更体现出了生态建筑的社会性。
2 生态建筑设计原理
2.1 坚持人文属性
我们当前所采用的建筑设计, 其最终目都是服务人民。但是, 生态建筑更要关注人的身体健康和生理健康, 并且创造出对人类交往有利的生活环境, 设计生态建筑的目的就是为了满足人们适应自然环境, 满足生活的更高要求, 这是生态建筑在人文属性方面的重要体现。因此, 生态建筑在设计的过程中应保持其最大化的人文属性, 最大限度的实现人门各类生活需求, 营造出健康舒适的生活空间。生态建筑不仅仅是一个简单的建筑单位, 而是一个社会, 经济, 自然和人文等多个方面的系统工程, 也是可持续发展思想在建筑上的全面体现。
2.1 保持生态平衡
生态建筑将人、自然及建筑的和谐发展作为重要目标, 应用生态学的方法和原理, 对自然进行有节制的改造和利用, 从而找到最适合人类生存和发展的建筑环境。生态建筑所体现的根本理念就是和谐相处, 尽可能利用可再生资源。每一栋建筑在其建造过程中, 都或多或少的对自然环境有很大影响。生态建筑就是要减少对自然界的索取和破坏, 使自然界在其能承受的范围内惊醒循环, 保持生态平衡。通过生态建筑的设计寻求最大限度地利用资源, 从而减少对资源的浪费。
2.3 注重因地制宜
随着现代化城市的不断发展和都市人口的迅速聚集, 土地资源已经是愈发紧张。设计方案应该追求建筑与环境的最佳融合方案, 对其周边环境做好优化分析, 应体现出其对周边自然环境及社会环境的尊重和关系, 关注地域性特点, 注重因地制宜。在适当的地理位置及适当的条件下合理利用生态建筑理念开展设计工作, 充分发挥出环境的生态效益。
3 生态建筑的设计方法
3.1 充分利用光能风能等自然资源
从目前普遍存在的普通建筑设计来看, 大部分建筑都采用的是传统发电照明。随着生态建筑设计的不断进步与发展, 节能理念势在必行。其对生态建筑的设计方法和要求也开始变得越来越高。太阳能是充足的绿色能源之一, 其重要性不言而喻。我们在进行生态建筑设计时, 可以通过对自然阳光的利用减少水煤电的使用, 即可减少环境污染又提升能源重复利用。例如在照明采光环境中, 我们可以利用幕墙来充分利用太阳能的光照资源, 减少对电力照明设备的使用, 从而促进生态建筑的发展。此外, 北方除了将太阳能用于热水器之外, 其冬季供暖系统的设计可以充分利用太阳能这一绿色能源。
建筑物的通风也是生态建筑设计过程中需要重点考虑的一点, 为了保证通风设计符合标准, 在设计的过程中应该将当地的气候条件考虑到设计方案中, 通过合理的生态设计, 实现室内气流和室外气流进行实时交换, 从而保证室内空气质量的。
3.2 选择可循环利用的生态建材
生态建材是指人类所需要的一些新型可重复再循环利用建筑材料, 主要指在前期加工生产、中期使用及后期废弃再回收过程中能最大限度提高回收使用率、降低环境负面影响的新型建材。环境问题已成为当前人类发展过程中必须面对的严峻挑战之一。随着人类社会的不断前行, 自然资源变得越来越少。人类及地球上其他的物种的生存面临了越来越多的挑战。我们只有改变观念, 选择可循环利用的生态建材, 才能更好的与大自然和谐共处。生态建材则既能满足当代社会发展的需求又不会影响未来社会发展的进步, 能够做到自然环境、建筑及人类的融合统一。生态建材产业的健康发展及绿色化进程, 都关系到了生态建筑设计的发展方向, 是生态建筑设计不可或缺的根基。
3.3 增加新材料新技术的应用
为了保护生态环境, 更好的体现生态建筑的环保理念, 生态建筑在设计及施工中应该采用新技术进行施工。比如在建筑外墙施工过程中, 可以采用新型保温材料, 通过新型施工技术手法, 快速安装操作, 减小墙体传热性并增加墙体的保温效果, 降低室内温度的散失。通过此类新技术的应用, 也可减少燃煤发电等旧产业对大气及环境的污染, 这便与生态建筑的设计理念不谋而合。此外, 如上所述, 利用太阳能的手法可以不断创新, 如增加路灯照明设施、光能备用储存系统等。
3.4 结合地域性特征
在进行建筑设计时, 还需充分考虑不同地域的人文及地理特征。生态建筑设计就是需要将建筑周围的环境作为依托, 充分利用环境中的水、风、阳光和植被等自然资源进行设计。将这些因素充分考虑到设计中去, 在保持建筑周边环境健康的基础上, 使得我们对建筑物的设计也能够遵循自然与人文共有的地域特性。此外, 充分使用当地建材和当地乡土植物, 也是进行生态建筑设计的重要方法之一。
4 结论
生态建筑对建筑界及整个社会都有着积极的作用, 它给我们的社会带来了绿色效应, 让更多的人关注绿色技术, 让人们在探索人与自然和谐共存的问题上找到了突破口。在生态建筑设计中做到以人为本, 并结合我国的实际情况, 找到适合我国生态建筑设计发展的道路, 为人们提供舒适健康的生活工作环境, 从而促进我国可持续发展战略目标的实施。也希望在生态建筑设计理念的指导下推动整个建筑行业能够不断创新, 不断前行。
参考文献
[1]史洪.生态建筑入门[M].南京:东南大学出版社, 2010.09.
[2]谢秋凤.生态建筑的设计原理及设计方法研究[J].门窗, 2014 (01) :171.
[3]周宵.生态建筑的设计原理及设计方法研究[J].低碳世界, 2014 (19) :22-23.
[4]张强.生态建筑设计原则及相关对策[J].现代营销, 2012 (1) .
国内外多家行业技术组织、高校为其保留席位，这些职位提供方有中国健康教育协会、国际化妆品化学家学会联合会、日本化妆品技术者会、北京化工大学、北京工商大学、江南大学。从1994年进入500强企业美国宝洁公司开始，一直从事发用品的研究与开发，历时14年之久，研究方向有头发定型产品技术与配方、配套香波及护发素技术、全球护发产品技术和全球香波技术等。现任宝洁公司全球美发护发研发中心首席科学家。
部分发表论文：
T. Kodaira, J. Z. Yang, and H. Aida, "Solvent Effect on the Radical Copolymerization of N-Methyl and N,N-Dimethylacrylamides and N-Methylmethacrylamide with Methyl Methacrylate", Polym. J., 20, 1021 (1988).
T. Otsu and J. Z. Yang, "Radical Polymerization of N-Substituted Citraconimides as Polymerizable 1,1,2-Trisubstituted Ethylenes", Polym. Bull., 24, 475 (1990).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical Copolymerization of Dibutyl Citrconate and Mesaconate with Vinyl Acetate", Makromol. Chem., Rapid Commun., 11, 549 (1990).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical Polymerization Behavior of Itaconic Anhydride", Chem. Express, 5, 805 (1990).
T. Otsu, M. Okuo, H. Watanabe, and J. Z. Yang, "Radical Polymerization of Dialkyl Itaconic Derivatives",Chem. Express, 5, 953 (1990).
T. Otsu, H. Watanabe, J. Z. Yang, and M. Yoshioka, "Synthesis of Polymers from Itaconic Acid Derivatives", Chemistry (日语), 45, 282 (1990).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical High Polymerization of b-Monoalkyl Itaconates and Characterization of the Resulting Polymers", Polym. Bull., 25, 145 (1991).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Study on Radical Polymerization Reactivity of ?-Alkyl-?-methyl Itaconates", Makromol. Chem., Rapid Commun., 12, 205 (1991).
T. Otsu and J. Z. Yang, "Radical Polymerization of Itaconic Anhydride and Reactions of the Resulting Polymers", Polym. Int., 25, 245 (1991).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Alternating Copolymers from the Radical Copolymerization of Citraconic Derivatives with Isobutyl Vinyl Ether", Polym. Int., 26, 63 (1991).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Reactivity of Citraconic Anhydride, N-Alkylcitraconimides, Dialkyl Citraconates, and Dialkyl Mesaconates in Radical Copolymerization with Vinyl Acetate and Characterization of the Resulting Copolymers", Eur. Polym. J., 27, 1081 (1991).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Terpolymerization Behavior of Citraconic Anhydride, Styrene, and Isobutyl vinyl Ether", Polym. Bull., 26, 509 (1991).
T. Otsu and J. Z. Yang, "Synthesis of Alternating Copolymers from N-Alkylcitraconimides and a-Methyl Styrene", Polym. Commun., 33, 528 (1991)
.
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical Copolymerization of Citraconic and Mesaconic Acids with Styrene", Chem. Express, 6, 41 (1991)
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical Polymerization Behavior of Itaconic Acid in Dioxane and Ethanol", Chem. Express, 6, 49 (1991).
J. Z. Yang and T. Otsu, "Radical Copolymerization of Citraconic Anhydride with Styrene and Terpolymerization of Citraconic Anhydride, Maleic Anhydride with Styrene", Macromolecules, 25, 102 (1992).
T. Otsu and J. Z. Yang, "High-Molecular-Weight Alternating Copolymers from Thermal Copolymerizations of N-Alkylcitraconimides with Styrene", J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem., A29, 207 (1992).
T. Otsu, H. Watanabe, J. Z. Yang, M. Yoshioka, and A. Matsumoto, "Synthesis and Characterization of Polymers from Itaconic Acid Derivatives", Makromol. Chem., Macromol. Symp., 63, 87 (1992).
J. Z. Yang and R. M. Ottenbrite, "Polycondensation of b-Benzyl-L-Aspartate Utilizing Diphenyl Phosphoryl Azide as Condensing Agent", Polym. Preprints, 33 (1), 1115 (1992).
J. Z. Yang, M. Wang, and R. M. Ottenbrite, "Synthesis of Copoly(amino acids) as Potential Biomaterials by Diphenyl Phosphoryl Azide", J. Bioact. Compat. Polym., 8, 69 (1993).
J. Z. Yang, M. Wang, and R. M. Ottenbrite, "A study of The Molecular Weight Distribution of Poly(amino acids) Synthesized by Diphenyl Phosphoryl Azide", J. Macromol. Sci., Pure Appl. Chem., A30, 503 (1993).
J. Z. Yang, M. Wang, R. M. Ottenbrite, and I. I. Negulescu, "Synthesis of Copoly (amino acids) through Direct Polycondensation", Polym. Preprints, 34 (1), 536 (1993).
J. Z. Yang, M. Wang, and R. M. Ottenbrite, "A study of Polymerization of Amino acids by Diphenyl Phosphoryl Azide: Dependence of The Molecular Weight Distribution on Synthesis Conditions", Polym. Preprints, 34 (1), 538 (1993).
J. Z. Yang, M. Wang, L. Fambri, and R. M. Ottenbrite, "Convenient Synthesis of Natural Amino Acid - Containing Nylons", Polym. Preprints, 34 (2), 420 (1993).
J. Z. Yang, "Book Review: Modern Methods of Polymer Characterization", J. Bioact. Compat. Polym., 8, 83 (1993).
Y.-S. Lee, J. Z. Yang, T. Sisson, D. Frankel, D. F. O'Brien, J. Gleeson, and S. M. Cruner, "Polymerization of Nonlamellar Phospholipid Assemblies", Polym. Preprints, 35 (1), 456 (1994).
Y.-S. Lee, J. Z. Yang, T. Sisson, D. Frankel, J. Gleeson, E. Aksay, S. L. Keller, and S. M. Cruner, D. F. O'Brien,"Polymerization of Nonlamellar Lipid Assemblies", J. Am. Chem. Soc., 117, 5573 (1995).
Y. Sei, J. Z.Yang, X. Luo, T. Kato, “Dermatology Practice 5 - Skin Care Practice, Chapter 6: Dandruff and Seborrheic Dermatitis (日语)”, Bunkodo, Tokyo, 1999.
杨建中，“头发的损伤与护发”, 中国化妆品（行业版），102, 62 (2002).
35. 陆坚，杨建中，“海飞丝去屑润发精华露——启动巨大的护发品市场”，中国化妆品（行业版），118, 72 (2002).
杜荣昌，王侠生，朱敏，章强强，罗东辉，杨建中，“头皮屑的发生及去头屑香波的应用”，中国麻风皮肤病杂志，18（3），245，2002.
杨建中，“浅谈染发对头发的影响以及染后护理”，中国化妆品（行业版），128, 70 (2003).
杨建中，“高分子与头发化妆品”, 中国化妆品（行业版），138, 60 (2003).
J.Z.Yang, “Aesthetic Dermatology: IV. Shampoo and Conditioner (日语)” , Nanzando, Tokyo, 331-335 (2005).
C.LaTorre, B.Bhushan, J.Z.Yang, P.M.Torgerson, “Nanotribological Effects of Silicone Type and Deposition Level and Surfactant Type on Human Hair using Atomic Force Microscopy”, J. Cosmet. Sci., 57, 37 (2006).
Design of Shampoo Technologies for Effective Treatment of Dandruff
据统计，80%以上的成年人都不同程度地受到头屑的困扰。头屑已成为影响人们正常生活的一大问题。针对消费者的需要，当前市场上去屑类洗发产品层出不穷﹑多种多样。然而，这些产品的去屑功效却是良莠不齐。归根结底，去屑功效不仅仅取决于去屑有效成分的选择，也在很大程度上受配方技术的影响。本文将围绕去屑成分的生体可用性这一概念，就如何设计有效的去屑香波技术进行论述。希望能给同行业的研发人员带来一定的启示。
一、头屑生成及去屑的机理
导致头屑的因素主要有三个：马拉色菌﹑皮脂﹑个体易感性。马拉色菌(Malassezia)是一种属于酵母菌类的单细胞真菌，以前曾称为糠秕孢子菌。马拉色菌通过消耗皮脂中分解出来的饱和脂肪酸而生存，而剩余的不饱和脂肪酸则渗透入头皮，导致人体的炎症反应（图1），从而引发头皮角质细胞的过度增生。正常情况下，头皮细胞从头皮的底层分裂出来，逐渐向头皮表面移动，也随之逐渐改变自身的状态，最终达到头皮表面，构成角质层。当下面新的细胞到达表面时，之前的细胞就会单独地自然脱落，而不会被人察觉。通常，这一过程需要大约28天的时间。而当炎症反应发生时，头皮细胞的增殖异常加速，细胞向头皮表面的移动速度也异常加快，且细胞尚未完全调整好自身的状态便达到表面，下面新的细胞又蜂拥而至，最终导致表层细胞大面积脱落，形成头屑。此时，这一过程被缩短到了7天至21天。
马拉色菌是一种共生菌，普遍存在于周围环境中，每一个成年人都可能带有。但为什么不是每个人都发生头皮屑呢？主要有以下几种可能性：1）虽然每个人都带有马拉色菌，但有些人头皮上的真菌量没达到一定数量。然而研究结果表明，在真菌量和头皮屑严重程度之间并没有很好的相关性。因此，这个可能性不能完全解释个体间的差异。2）不同的个体所带真菌种类不同。马拉色菌菌属有七个菌种，在不同的人体上每个菌种出现的几率可能有所不同。最近，根据样本DNA提取和脂肪酶活性的测定证明，限制性马拉色菌和酶活性球形马拉色菌是最可能是导致头屑的致病菌1-2）。3）不同的人体其易感性也不尽相同。具体来说，其皮肤的屏障功能及炎症反应的程度可能不同。
既然头屑的生成包含了三个因素，当设计去屑技术时也可以从多个角度去考虑。其中个体的易感性是每个人固有的，无法改变。从理论上讲，抑制皮脂分泌从而断绝马拉色菌的生存条件是一种可能的策略。然而，实际上很难做到对皮脂分泌的完全抑制。因此，目前最有效的去屑方法是通过使用抗真菌有效成分以抑制马拉色菌。而通过使用水杨酸制剂等去角质成分对已经形成的头屑进行处理，或利用焦油类抑制角质细胞的过度增生则可谓是治表不治本之策。当然，如果将这些成分与抗真菌有效成分结合使用则有可能达到表本同治，迅速减轻症状的效果。
二、抗真菌有效成分的选择
目前市场上有多种抗真菌有效成分可供选择。而在筛选时，除抗真菌功效外还应考虑以下几个因素：包括它是否适合用于作为化妆品使用的洗发香波（颜色﹑气味等），原料的成本，以及使用安全性。
表1中对几种常见的抗真菌成分进行了比较3)。绿色表示效果好；黄色表示效果一般；而红色则表示效果不佳。如前节所述，水杨酸及焦油类并非为抗真菌而设计，因此不具有明显的抗真菌功效。另外，硫磺的作用也主要在于角质溶解，抗真菌活性并不强。而其它的常用抗真菌成分都具有不错的抗真菌效果。焦油及硫磺因具有很强的颜色或气味，不太适宜在日常的洗发香波中使用。而酮康唑（Ketoconazole）虽然效果好，但成本高，在一定程度上也限制了它的应用范围。
综合考虑各种因素，吡啶硫酮锌（Zinc Pyrithione, 通常被称作ZPT）仍然是最有力的候选之一。而甘宝素（Climbazole）则是另外一个不错的选择。
三、去屑成分的生体可用性概念
为了达到理想的去屑效果，不仅需要选择强有力的抗真菌剂，还需要将其有效地作用于头皮上。下面就介绍去屑成分的生体可用性（Bio-availability）这一概念。
去屑成分的生体可用性包括两个方面。首先是物理意义上的生体可用性。不难想象，无论多么有效的去屑成分，如果在洗发过程中随着冲洗而全部流失掉了，则根本不能起到任何作用。另外，即使能够将其存积在头皮上，但若只集中在局部而不能均匀分布，其效果也会比较有限。因此，将去屑成分有效地运载到头皮上并全面均匀地覆盖头皮是非常重要的。这就是我们所说的物理意义上的生体可用性。下面再谈化学意义上的生体可用性。如第一节中所述，马拉色菌是通过消耗皮脂中的脂肪酸而生存的。因此，只有将抗真菌成分溶解于皮脂中，才能有效地被马拉色菌吸收而起作用。我们将抗真菌成分在皮脂中的溶解性定义为化学意义上的生体可用性。总之，要想达到良好的去屑效果，不仅抗真菌成分本身的功效要好，还需使其在头皮上有充分的生体可用性。图2是归纳这一概念的示意图。
四、提高去屑成分生体可用性的方法及效果
接下来的问题是如何提高去屑成分的物理及化学意义上的生体可用性。本节就以ZPT为例进行论述。
首先谈谈有效成分的运载手段。洗发香波中一个关键的运载技术就是在稀释过程中由阳离子高分子和阴离子表面活性剂（或阴离子高分子）所形成的凝聚体（Coacervate）。众所周知，以聚季铵盐-10为代表的阳离子纤维素以及阳离子瓜儿胶等在洗发香波中有广泛的应用。其作用除改善香波的使用手感外，就是通过与阴离子成分形成凝聚体而起到载体的作用。凝聚物是通过正负电荷相互吸引而形成的，其中包含有水及小颗粒的有效成分如ZPT等。显然，凝聚物的尺寸需明显大于ZPT的粒径，这样才能将其包容。另外，凝聚物应对头皮具有较强的亲和力，以便积存在头皮上（图3）。因此，可以根据所形成的凝聚物的大小及流变粘弹性对配方进行筛选，使其能够有效地运载ZPT。而凝聚物的形成程度及流变性能与所用阴离子表面活性剂的类型﹑用量，以及阳离子高分子的分子量和电荷密度有着密切的关系。应根据所用表面活性剂的体系来选择合适的阳离子高分子，这样才能达到最佳的效果。
接下来要关心的问题是如何使ZPT合理地分布在头皮上。这里需要考虑的是ZPT的形状及尺寸（图4）。关于形状，显然与立方体相比扁平状的颗粒覆盖的面积更大，效率更高。从尺寸来讲，太小则易于流失而难于积存在头皮上；而太大则覆盖的效率不高。我们的研究结果证明ZPT的最佳尺寸为2.5微米左右。当然，如果所用的运载体系（凝聚体）不同，最佳尺寸可能会有所不同。
提高化学意义上的生体可用性是我们下一个要解决的问题。具体来说就是要增加ZPT在皮脂中的溶解性。ZPT中的锌可以以吡啶硫酮锌络合物的形态存在，也可以以游离态存在，这之间有一个平衡。研究结果显示，当ZPT以络合物的形式存在时，它在皮脂中的溶解性较高。相反，游离的锌离子则溶解性较低。如果加入额外的锌离子（锌盐），则可以使平衡向有利于络合物的方向进行，从而提高溶解性。额外加入的锌离子本身不具有抗真菌的活性，但作为辅料可以增强ZPT的功效。
下面就让我们来看一下加入辅料锌的效果。图6是对观察到的马拉色菌中含锌量的比较。可以看出，与单独使用ZPT相比，加入辅料锌可明显增加ZPT向真菌细胞中的渗透效率。
图7则是一组比较抑制真菌及去屑效果的数据。可见无论是抑制真菌的效果还是临床去屑效果，加入辅料锌后都有明显的提高4）。同时，通过电镜还可以观察到：使用ZPT加辅料锌的香波后，头皮超微结构及细胞的生理平衡可以恢复正常5)。
1）In Vitro Microbiology
2）In Vivo Scalp Microbiology
3）Clinical Efficacy
五、其它提高去屑效果的途径
最后，再简单地介绍一下提高去屑效果的其它方法。
首先是关于去屑香波与去屑护发素的配套概念。现在，使用香波加护发素配套产品的消费者越来越多。不难想象，如果在使用去屑香波后加用不含去屑成分的护发素，则一部分本来已积存在头皮上的去屑成分在冲洗护发素时会被冲掉，从而降低了去屑功效。相反，如果在护发素中也加入去屑成分，则可将更多的有效成分输送到头皮上，从而提高去屑功效。当然，护发素与香波比起来运载有效成分的效率更高，因此去屑成分在护发素中的配比可以比香波中适当降低一些。
另一个概念就是免洗去屑产品。传统上的去屑产品多为冲洗型。无可否认，已形成的头屑最终需要用水冲洗才能除去。然而从抑制真菌以从根本上消除头屑的角度来讲，含有抗真菌有效成分的免洗型去屑产品也不失为良好的选择。设计此类产品的关键之一是如何使有效成分全面均匀地覆盖在头皮上。可以从优化产品的流变性能及选用特殊的包装装置等方面来考虑。
去屑护发素及免洗去屑产品目前在市场上所占的份额还不大，但具有较大的潜力。
结论
1）导致头屑的因素主要有三个：马拉色菌﹑皮脂﹑个体易感性。而抑制马拉色菌是解决头屑问题最有效的途径。
2）综合考虑各方面的因素，吡啶硫酮锌(ZPT)仍为抗真菌有效成分的最佳选择之一。
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