家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì)

1、南京郵電大學(xué)高等教育自學(xué)考試 專接本專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文)設(shè)計(jì)題目：家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì) 專科學(xué)校 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 姓 名 盧艷 準(zhǔn)考證號(hào) 012912253007 本科專業(yè) 計(jì)算機(jī)通信工程 指導(dǎo)教師 袁迎春 完成日期 2014 年 5 月 4 日附表一南京郵電學(xué)院高等教育自學(xué)考試 專接本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（本科）姓名盧艷準(zhǔn)考證號(hào)012912253007專業(yè)計(jì)算機(jī)通信工程題目家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師袁迎春職稱講師工作單位南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信地址南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院郵政編碼210046聯(lián)系電計(jì)內(nèi)容（要求詳細(xì)到節(jié)，有學(xué)生獨(dú)立完成的內(nèi)容）： 燃?xì)?/p>

2、報(bào)警器主要是由傳感器感知模塊，報(bào)警模塊，LCD顯示模塊，傳感模塊組成，其中室內(nèi)燃?xì)鉂舛鹊淖兓?jīng)過(guò)一氧化碳傳感器來(lái)感知并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控電路中的。在具備了硬件條件后，編寫(xiě)程序來(lái)完成本課題所需達(dá)到的功能；對(duì)于報(bào)警模塊，可由蜂鳴器和LED實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。結(jié)合上述提到的所要完成的主要功能，我認(rèn)為完成這一設(shè)計(jì)可以分為下面這幾步走：（1）結(jié)合本設(shè)計(jì)課題所要完成的主要功能，完成原理分析及電路初步設(shè)計(jì)。（2）確定電路所需的元器件并熟悉其各自在電路中的作用以及工作原理。（3）利用 prtel 99se 和keil軟件完成相應(yīng)的電路圖制作與程序的編寫(xiě)，對(duì)燃?xì)鈭?bào)警器的電路進(jìn)行調(diào)試，驗(yàn)證方案的可行性。（4）調(diào)

3、試順利完成后，搜集所需元器件，開(kāi)始線路布局，進(jìn)行手動(dòng)焊接。（5）在焊接成功后，對(duì)燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的電路再進(jìn)行測(cè)試。（6）燃?xì)鈭?bào)警實(shí)驗(yàn)順利完成后，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。主要參考文獻(xiàn)、資料(寫(xiě)清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位)1 周潤(rùn)景 徐宏偉 丁莉.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20102 彭為 黃科 雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講J.北京：電子工業(yè)出版社.20063 張志良 主編 邵青 張慧莉.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)J.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006 4 朱明程等.一氧化碳傳感MGS1100原理及應(yīng)用J.電子技術(shù),1998,1:39-405 戴 永 黃輝先 胡俊達(dá)等.微型計(jì)算機(jī)技

4、術(shù)J.湘潭：湘潭大學(xué)出版社.20086 艾禮貌.淺談熱釋電紅外傳感器報(bào)警系統(tǒng)J.中國(guó)科技財(cái)富，2009,23（7）：10-127 周世龍，單電源供電運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)方法J，電子工程師，2005，318 丁國(guó)駿，陳敏，圖解電子電路，科學(xué)出版社M，2004 9 王猛，姜旭，可燃?xì)怏w報(bào)警器計(jì)量檢定現(xiàn)狀與發(fā)展，沈陽(yáng)市能源標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量所J，2006 10 高吉祥，數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，電子工業(yè)版社，2007 11 謝自美，電子線路綜合設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版社M，2006 要求完成報(bào)告書(shū)的時(shí)間：2014 /4 /27單位（蓋章）南郵繼續(xù)教育學(xué)院（蓋 章） 下達(dá)任務(wù)書(shū)： 年 月 日附表二開(kāi) 題 報(bào) 告班級(jí)

5、：2012級(jí)南郵接本班 姓名： 盧艷準(zhǔn)考證號(hào)：012912253007提 綱：家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)各硬件模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試，系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試1.對(duì)教師下達(dá)的課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解燃?xì)馐俏覀兩钪胁豢扇鄙俚牟糠?，因?yàn)槿細(xì)庑孤┰斐傻囊谎趸贾卸净虮ǖ氖鹿蕦覍野l(fā)生。本課題通過(guò)設(shè)計(jì)燃?xì)鈭?bào)警器可以大大降低使因燃?xì)庑孤┰斐傻氖鹿?。燃?xì)鈭?bào)警的燃?xì)馓綔y(cè)器時(shí)刻監(jiān)測(cè)室內(nèi)的燃?xì)鉂舛?，?dāng)我們使用完燃?xì)夂笸P(guān)了閥門(mén)之后，就會(huì)泄露大量燃?xì)猓羧細(xì)馓綔y(cè)器檢測(cè)到燃?xì)馊芏瘸^(guò)報(bào)警器設(shè)定的安全濃度值時(shí)，就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，以提醒人們及時(shí)關(guān)閉燃?xì)忾y門(mén)，注意安全問(wèn)題。由此可以大大降低災(zāi)難性事故發(fā)生的概率。2.閱讀文獻(xiàn)資料

6、進(jìn)行調(diào)研的綜述通過(guò)圖書(shū)館查閱以及網(wǎng)上查詢等方式，結(jié)合本設(shè)計(jì)所要完成的主要功能，了解到燃?xì)鈭?bào)警器為居民家用的燃?xì)鈭?bào)警器，一般安裝在廚房，遇燃?xì)庑孤r(shí)，報(bào)警器可發(fā)出警報(bào)聲。在應(yīng)用方面，目前最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測(cè)和監(jiān)控，從工廠企業(yè)到居民家庭應(yīng)用十分廣泛。國(guó)外燃?xì)鈭?bào)警器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于燃?xì)鈭?bào)警器市場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。因此，國(guó)外燃?xì)鈭?bào)警器技術(shù)得到了較快發(fā)展，目前，燃?xì)鈭?bào)警器的發(fā)展趨勢(shì)集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡(jiǎn)化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是燃?xì)鈭?bào)

7、警器一直追求的目標(biāo)。二是增強(qiáng)可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展MEMS技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)適用的變送器和智能型燃?xì)鈭?bào)警器。3.根據(jù)任務(wù)書(shū)的任務(wù)及文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，初步擬定的執(zhí)行（實(shí)施）方案（含具體進(jìn)度計(jì)劃）2.01-2.05 查找資料，確定課題2.08-2.16 收集資料，總體方案設(shè)計(jì)，開(kāi)題報(bào)告2.17-3.05 調(diào)試程序，修改論文，完善實(shí)物3.05-3.25 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3.25-3.30 整實(shí)物體，論文定初稿4.11-4.20 整實(shí)物體，論文定稿4.21-5.06 準(zhǔn)備答辯5.07 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名 _ 日期： 注：不夠可另加附頁(yè)。附表三畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作中

8、期檢查表類 別指 導(dǎo) 教 師 檢 查 意 見(jiàn)備 注（包括工作摘記）計(jì) 劃 執(zhí) 行 情 況畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 工 作 該畢業(yè)設(shè)計(jì)基本能按照計(jì)劃進(jìn)行，現(xiàn)處于家用燃?xì)鈭?bào)警硬件結(jié)構(gòu)以及氣體傳感模塊的設(shè)計(jì)階段，學(xué)生感覺(jué)該課題具有一定的深度，需要查閱大量的資料。動(dòng) 紀(jì) 律 思 想 品 德期 間 工 作 態(tài) 度 勞學(xué) 生 在 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 該生能夠及時(shí)和老師進(jìn)行溝通和交流，主動(dòng)查閱資料，認(rèn)真分析研究。按照老師要求進(jìn)行論文的研究和寫(xiě)作，態(tài)度積極。有協(xié)作精神。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 調(diào) 整 意 見(jiàn) 注重燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)排氣方面功能的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。學(xué)號(hào)學(xué)生姓名11019P05指導(dǎo)教師簽 名盧艷 年 月 日附表四 畢業(yè)設(shè)計(jì)（

9、論文）評(píng)語(yǔ)表（本科）姓名盧艷準(zhǔn)考證號(hào)012912253007專業(yè)計(jì)算機(jī)通信工程題目家用燃?xì)庑孤秷?bào)警器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日備注摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)生活質(zhì)量的提高和生活環(huán)境的改善越來(lái)越重視,液化氣、煤氣進(jìn)入家庭的使用為人們帶來(lái)了方便,也改善了城市的環(huán)境,但同時(shí)也給人們帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn),其中一氧化碳是最主要的危險(xiǎn)源。一氧化碳是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，同時(shí)燃?xì)馊剂显谑褂弥?，若管道和閥門(mén)密封不好，它們泄露出去，輕者引起中毒，重者造成火災(zāi)，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)。由于這些原因，對(duì)于氣體的檢測(cè)與控制就變得很重要了，使用燃?xì)鈭?bào)警器是對(duì)付燃?xì)庑孤┑闹匾侄沃?/p>

10、一?；诖爽F(xiàn)實(shí)，現(xiàn)提出利用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效的預(yù)防措施。 本論文針對(duì)家庭燃?xì)庵饕愋团c成分而設(shè)計(jì)的燃?xì)庑孤秷?bào)警系統(tǒng)，以氣敏傳感器和單片機(jī)為核心器件。該燃?xì)鈭?bào)警器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格廉價(jià)的報(bào)警器，它具有很強(qiáng)的實(shí)用性。當(dāng)這些氣體在室內(nèi)達(dá)到一定要求濃度（安全值）時(shí)，該裝置能夠進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒人們注意有家里有燃?xì)庑孤?，及時(shí)采取措施。關(guān)鍵詞： 氣敏傳感器； 單片機(jī)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換； 報(bào)警器系統(tǒng)； ABSTRACT With the rapid development of economy, science and technology, people to improve the qu

11、ality of life and improving the living environment more and more attention , liquefied gas into the home 's convenient for people to use , but also to improve the urban environment, but at the same time also gave rise to a potential risk , which is the most dangerous source of carbon monoxide .

12、Carbon monoxide is a colorless , odorless gas fuel in use at the same time , if the piping and valve seal is not good, they leaked out , the light can cause poisoning, caused severe fire , endangering people's lives and property . For these reasons, the detection and control of gas becomes very

13、important, the use of combustible gas is one of the important means to deal with a gas leak . Based on this reality , the use of single-chip systems are proposed for effective preventive measures.In this thesis, the main types of home and composition of gas and gas leak alarm system designed to gas

14、sensors and microprocessor as the core device . The combustible gas is a simple structure , stable performance, easy to use, inexpensive price alarm, it has a strong practicality. When these gas concentrations in the indoor meet certain requirements ( safety value ) , the device can be audible and v

15、isual alarm , a reminder of the family has had a gas leak , take timely measures .Keywords：Gas sensors; SCM; analog-digital converter; alarm system;目 錄第一章 概述11.1 課題的背景、目的和意義11.1.1 課題的背景11.1.2 課題的目的和意義11.2 題目可燃性氣體報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀11.3 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容和功能31.3.1 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容31.3.2 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能3第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)42.1 燃?xì)庑孤﹫?bào)警

16、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路42.2 系統(tǒng)原理及基本框圖42.3 燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)5第三章 燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)73.1 控制模塊73.1.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)介73.1.2 引腳介紹73.1.3 最小系統(tǒng)83.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊123.2.1 ADC0809的簡(jiǎn)介123.2.1 引腳介紹133.3 氣體檢測(cè)模塊153.3.1 傳感器MQ-2簡(jiǎn)介153.3.2 MQ-2參數(shù)173.3.3 傳感模塊最小系統(tǒng)173.4 顯示模塊183.4.1 LCD簡(jiǎn)介183.4.2 LCD工作原理193.4.3 顯示器最小系統(tǒng)213.5 報(bào)警模塊223.5.1 LED和蜂鳴器223.5.2 報(bào)警工作原理223.6 硬件電

17、路的調(diào)試23第四章 軟件部分的設(shè)計(jì)及測(cè)試244.1 主程序設(shè)計(jì)流程與編程244.2 主程序設(shè)計(jì)流程圖244.3 程序測(cè)試264.4 軟件程序的調(diào)試27結(jié)束語(yǔ)28致謝29參考文獻(xiàn)30附錄一 家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)31附錄二 系統(tǒng)和大圖37附錄三 系統(tǒng)實(shí)物圖38南京郵電大學(xué)2014級(jí)畢業(yè)論文第一章 概述1.1 課題的背景、目的和意義1.1.1 課題的背景 隨著科技的發(fā)展，我國(guó)燃?xì)獾淖兏锛拔鳉鈻|輸工程的進(jìn)行，煤氣或天然氣已成為多數(shù)家庭的燃料。但是可燃性氣體在給我們帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也存在巨大隱患。每年因煤氣泄漏造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問(wèn)題造成的一氧化碳中毒事故全國(guó)

18、均有不少事例。更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過(guò)高引起煤氣爆炸的事故也不少見(jiàn)。 因?yàn)槿細(xì)馐褂迷斐蓢?yán)重經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)＜吧踩?。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對(duì)這些可燃性氣體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用可靠的燃?xì)鈭?bào)警裝置，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境中可燃性氣體的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保家庭生活安全。因此，研究可燃性氣體的檢測(cè)方法與研制可燃性氣體報(bào)警器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。1.1.2 課題的目的和意義 人們面對(duì)燃?xì)庑孤┒斐傻姆N種事故威脅，就真的沒(méi)有一個(gè)徹底的解決辦法嗎？據(jù)有關(guān)專家介紹，使用燃?xì)鈭?bào)警器是對(duì)付燃?xì)鉄o(wú)形殺手的重要手段之一。燃?xì)鈱＜抑赋?，燃?xì)庑孤┗驈U氣排

19、放而大量產(chǎn)生的一氧化碳是燃?xì)庵卸臼录憫?yīng)的根源，如果采用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器就能得到及時(shí)的警示。有關(guān)部門(mén)經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試同樣得出結(jié)論，燃?xì)鈭?bào)警器防止一氧化碳中毒事故發(fā)生的有效率達(dá)95%以上。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，燃?xì)庑孤﹦t是人們?nèi)粘Ｉ钪谐３Ｐ枰獪y(cè)量和控制的一個(gè)問(wèn)題。人們己不滿足于傳統(tǒng)的居住環(huán)境，對(duì)家庭及住宅小區(qū)安全提出了更高的要求，報(bào)警系統(tǒng)被引入家庭，并迅速在世界各地發(fā)展起來(lái)。人們對(duì)居住環(huán)境要求的日見(jiàn)增高，體現(xiàn)在希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全。1.2 題目可燃性氣體報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 國(guó)外從20世紀(jì)30年代開(kāi)始研究及開(kāi)發(fā)氣體傳感器，且發(fā)展迅速，一方面是因?yàn)?/p>

20、人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因?yàn)閭鞲衅魇袌?chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)1996年2002年氣體傳感器年均增長(zhǎng)率為27%30%。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得氣體檢測(cè)儀器的體積也逐漸變小，提高了氣體檢測(cè)儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場(chǎng)推廣。 1963年5月，日本開(kāi)發(fā)完成第一臺(tái)接觸燃燒式家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器，次年12月其改良產(chǎn)品問(wèn)世，改良的報(bào)警器可以檢測(cè)燃?xì)?、一氧化碳等氣體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視。 我國(guó)在70年代初期開(kāi)始研制可燃性氣體報(bào)警器，生產(chǎn)型號(hào)多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)

21、展到幾乎所有危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境的各種類型報(bào)警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。但主要是在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的傳感器技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)形成自己的特色。近年來(lái)，在氣體選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。燃?xì)鈭?bào)警器可分為民用可燃?xì)怏w報(bào)警器、工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器、有毒有害氣體報(bào)警器三大系列產(chǎn)品。 (1)民用可燃?xì)怏w報(bào)警器民用可燃?xì)怏w報(bào)警器為居民家庭用的燃?xì)鈭?bào)警器,一般安裝在廚房，遇燃?xì)庑孤r(shí)，報(bào)警器可發(fā)出聲光報(bào)警，或同時(shí)伴有數(shù)字顯示，同時(shí)聯(lián)動(dòng)外部設(shè)備。有的報(bào)警器可自動(dòng)開(kāi)啟排風(fēng)扇，把燃?xì)馀懦鍪彝?；有的?bào)警器在報(bào)警時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)忾y門(mén)，以防燃?xì)饫^續(xù)泄漏。 (2)工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器及有毒有害氣體報(bào)警

22、器工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器及有毒有害氣體報(bào)警器只是檢測(cè)探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。工業(yè)用燃?xì)鈭?bào)警器及有毒氣體報(bào)警器根據(jù)檢測(cè)環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測(cè)器。檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應(yīng)用于燃?xì)夤芾淼牟槁┡c巡檢。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)數(shù)字顯示氣體濃度，以便及時(shí)采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。 控制器與探測(cè)器結(jié)合使用，可在防爆現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)氣體的濃度。探測(cè)器安裝在防爆現(xiàn)場(chǎng)，控器壁掛在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽電纜線連接。當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器探測(cè)到燃?xì)庑孤┲?，通過(guò)屏蔽電纜線將信號(hào)傳到控制器，控制器發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)裝置或關(guān)閉電

23、磁閥切斷氣源，以確保安全。此種儀器廣泛應(yīng)用于液化氣站、汽車(chē)加氣站、鍋爐房等工業(yè)場(chǎng)所。1.3 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容和功能1.3.1 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容 針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的燃?xì)庑孤┲卸臼录?，采用煤氣、甲烷、乙烷及一氧化碳等氣體傳感器、單片機(jī)、LCD顯示器、LED發(fā)光二極管和蜂鳴器，設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)的燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)，控制系統(tǒng)主要是由STC89C52單片機(jī)、電源電路、AD數(shù)據(jù)采集電路、傳感器電路、看門(mén)狗電路、復(fù)位電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、LCD顯示，聲光報(bào)警電路1等部分組成。單片機(jī)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換8路傳感器來(lái)所得到的信號(hào)，進(jìn)行比較處理，并且能夠存儲(chǔ)各個(gè)通道的報(bào)警上限和報(bào)警時(shí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，并且在安全值內(nèi)，輪回顯示

24、當(dāng)前通道的測(cè)量值和設(shè)定值，在安全值外，產(chǎn)生聲光報(bào)警，并且輪回顯示報(bào)警通道的當(dāng)前值、設(shè)定值。 報(bào)警系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。其中硬件部分由蜂鳴器、LED發(fā)光二極管、LCD顯示器、氣敏傳感器制器、AD轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)主控器等設(shè)備組成。軟件部分主要是報(bào)警系統(tǒng)控制程序。氣敏傳感器用來(lái)檢測(cè)空氣中燃?xì)獾臐舛?，?dāng)空氣中燃?xì)夂砍^(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)濃度后，傳感器所獲得的感應(yīng)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換器后傳到單片機(jī)控制系統(tǒng)中，再由單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)各感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)識(shí)別和處理，并將處理后的感應(yīng)信號(hào)送至各個(gè)硬件，對(duì)各個(gè)硬件采取相應(yīng)的警報(bào)動(dòng)作。報(bào)警信號(hào)加至報(bào)警聲響電路的控制端后，報(bào)警聲響電路被觸發(fā)，發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光

25、報(bào)警。1.3.2 報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能 本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字氣體報(bào)警器采用單片機(jī)STC89C52，其價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。本設(shè)計(jì)能將置于測(cè)試環(huán)境中的氣體傳感器輸出的模擬電壓通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)STC89C52中進(jìn)行處理并通過(guò)液晶屏顯示，通過(guò)設(shè)置報(bào)警值，當(dāng)檢測(cè)到的濃度達(dá)到或者超過(guò)設(shè)定值時(shí)，用單片機(jī)控制發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，同時(shí)打開(kāi)喇叭發(fā)出聲音報(bào)警，來(lái)達(dá)到報(bào)警的目的。系統(tǒng)以MQ-2氣體傳感器和STC89C52 單片機(jī)為核心2, 設(shè)計(jì)氣體泄漏報(bào)警器。實(shí)現(xiàn)： 1準(zhǔn)確測(cè)量周?chē)h(huán)境中的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏； 2實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能控制； 3實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程語(yǔ)言系統(tǒng)的控制及傳感器電路的控制。 4

26、研究單片機(jī)各接口的作用及功能； 5了解MQ-2氣體傳感器的具體功能； 6實(shí)現(xiàn)對(duì)基本報(bào)警電路的控制。第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 根據(jù)在家庭室內(nèi)使用易燃易爆的氣體的安全性要求，設(shè)計(jì)的燃?xì)庑孤﹫?bào)警器應(yīng)不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)煤氣濃度，發(fā)出聲光報(bào)警。盡量減少成本，提高可靠性和穩(wěn)定性?？偟脕?lái)說(shuō)，燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)是通過(guò)氣體傳感器檢測(cè)室內(nèi)的可燃?xì)怏w的濃度，再由單片機(jī)進(jìn)行控制報(bào)警處理的。主要由三部分組成，一是傳感器，能夠采集環(huán)境中的氣體濃度，安裝在氣體源附近；二是控制器，能夠?qū)γ簹庑盘?hào)進(jìn)行處理和控制報(bào)警；三是報(bào)警裝置，根據(jù)控制器發(fā)出的信號(hào)采取相應(yīng)的報(bào)警

27、措施。2.2 系統(tǒng)原理及基本框圖 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)機(jī)芯片配合ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)3，顯示部分由LCD液晶顯示屏顯示可燃?xì)怏w的濃度。該電路通過(guò)MQ-2傳感器檢測(cè)可燃?xì)怏w并發(fā)出0-5V的電壓信號(hào)并輸入到ADC0809芯片采樣模擬量電壓，經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過(guò)其輸出通道DB0DB7傳送給STC89C52單片機(jī)的P2口。STC89C52單片機(jī)負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的LCD的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。本系統(tǒng)有單片機(jī)最小系統(tǒng)及電源、LCD液晶顯示、可燃?xì)怏w檢測(cè)、報(bào)警電路組成。基本原理如圖2-1所示：上電

28、復(fù)位電源電路RST P2 STC89C52P0 P3 VCC P1 ADC0809LCD顯示器報(bào)警電路圖2-1 系統(tǒng)基本方框圖信號(hào)處理氣敏傳感器系統(tǒng)工作流程為:由裝在室內(nèi)的CO傳感器獲得被測(cè)量對(duì)象(室內(nèi)CO濃度)原始信號(hào),經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和取樣放大得到矯正后的可匹配信號(hào)，進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換,得到被測(cè)對(duì)象的數(shù)字量信號(hào),再由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到最終的室內(nèi)環(huán)境CO濃度值,將此數(shù)據(jù)通過(guò)LCD液晶顯示并保存,同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的限值參數(shù)判斷環(huán)境濃度是否超標(biāo),如果超過(guò)安全最低限度立即向報(bào)警電路輸出控制信號(hào),此時(shí)啟動(dòng)預(yù)警信號(hào)進(jìn)行聲光報(bào)警提示,提示室內(nèi)人員打開(kāi)門(mén)窗、關(guān)閉氣源。具體技術(shù)指標(biāo)如下： 應(yīng)用范圍：家庭生活中

29、的可燃性氣體檢測(cè)；檢測(cè)對(duì)象：CO及他們的混合氣體；檢測(cè)范圍：CO:01000ppm；檢測(cè)精度：CO優(yōu)于20ppm；報(bào)警濃度：100ppm300ppm；響應(yīng)時(shí)間：30ms；電池電壓：+5V；工作溫度范圍：-20+70；工作濕度范圍：1095%RH。2.3 燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì) 根據(jù)各模塊的選擇的方案、元器件，確定了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案。控制模塊：采用STC89C52增強(qiáng)型單片機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊：采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器；氣體檢測(cè)模塊：采用MQ-2型氣體傳感器；顯示模塊：采用LCD1602液晶顯示；聲光報(bào)警電路：采用蜂鳴器和發(fā)光二級(jí)管報(bào)警；根據(jù)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的電路，通過(guò)整合，由此得到了系統(tǒng)總體的電

30、路設(shè)計(jì)，如圖2-2所示。圖2-2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖圖2-2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖第三章 燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 控制模塊3.1.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)介 STC89C52單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的八位單片機(jī)。在這一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)主要部分。其中主要有CPU，存儲(chǔ)器，可編程I/O口，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口4等，各部分通過(guò)內(nèi)部總線連接。 STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技

31、術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。3.1.2 引腳介紹圖3-1 STC89C52引腳圖 STC89C52的引腳圖如圖3-1所示。 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低

32、電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳（32根）STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.73.1.3 最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路如圖3-2所示： 1.時(shí)鐘

33、電路 STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器6，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖33(a) 所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。圖3-2 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖外部方式的時(shí)鐘電路如圖33（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12

34、MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。XTAL1XTAL2(a)內(nèi)部時(shí)鐘電路外部振蕩器XTAL2XTAL1+5vOCT1(b)外部部時(shí)鐘電路圖3-3時(shí)鐘電路XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻7，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。2.復(fù)位及復(fù)位電路（1）復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)

35、誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表3-1所示。表3-1 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H（2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為12MHz的晶

36、振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4us才能完成復(fù)位操作。復(fù)位信號(hào)如圖3-4所示。片內(nèi)RAMVCCVSS施密特觸發(fā)器復(fù)位電路RST/VPD圖3-4 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖圖43復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器8，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖35（a）所示。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位

37、初始化。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖35（b）所示：而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其電路如圖35（c）所示：RST/VPORST8051VCCVSSVCC+ C22uF R11K RESET R21K(a)上電復(fù)位(b)按鍵電平復(fù)位(c)按鍵脈沖復(fù)位圖3-5復(fù)位電路圖8051VCCVSSRST/VPOVCC+ C22uF R 1K 8051VCCVSSRST/VPOVCC C22uF R2 1K RESET+ R1200 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于12MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)

38、高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖35（b）上電復(fù)位方式。3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3.2.1 ADC0809的簡(jiǎn)介ADC0809具有8個(gè)通道的模擬輸入線(IN0IN7)，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，獲得8位二進(jìn)制數(shù)字量(D7D0)。模擬輸入部分有8路多路開(kāi)關(guān)，可由3位地址輸入ADDA、ADDB、ADDC的不同組合來(lái)選擇，ALE為地址鎖存信號(hào)，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號(hào)。主體部分是采用逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換電路9，由CLK控制的內(nèi)部電路的工作,START為啟動(dòng)命令，高電平有效，啟動(dòng)ADC0809內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號(hào)EOC有效，OE為輸出允許信

39、號(hào)，高電平有效，打開(kāi)輸出三態(tài)緩沖器,把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送DB。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型DA轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL兼容。 主要技術(shù)指標(biāo)和特性（1）分辨率：8位。（2）總的不可調(diào)誤差：ADC0809為±1LSB。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間：取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHz時(shí)，TCONV=128s。（4）單一電源：+5V。（5）模擬輸入電壓范圍：?jiǎn)螛O性05V；雙極性

40、±5V,±10V（6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。（7）啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式(正脈沖)，上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下降沿使A/D轉(zhuǎn)換開(kāi)始。（8）使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。3.2.1 引腳介紹ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝10，下面說(shuō)明各引腳功能。 IN0IN7：8路模擬量輸入端。D0D7：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存選通信號(hào)，輸入高電平有效。 START：AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入高電平有效。 EOC：AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低

41、電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入高電平有效。當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓輸入端,它們決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值. VCC：電源，接5V。GND：接地。（1）IN0IN78路模擬輸入，通過(guò)3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來(lái)選通一路。（2）D7D0A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高

42、位。（4）VR(+)、VR(-)正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR(-)=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR(-)分別接正、負(fù)極性的參考電壓。（5）ALE地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。（6）STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換。（7）E

43、OC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被CPU查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。（8）OE輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0809的輸出三態(tài)門(mén)被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。ADC0809的外部引腳圖和外部引腳分別如圖3-6和3-7所示：圖3-6 ADC0809外部引腳圖圖3-7 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC080

44、9的工作過(guò)程是：當(dāng)模擬量送至某一輸入通道IN0后，CPU將標(biāo)識(shí)該通道編碼的三位地址信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線或地址線輸入到ADDC、ADDB、ADDA引腳上。然后輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) AD轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到AD轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換開(kāi)始,EOC變?yōu)楦唠娖?，指示AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。轉(zhuǎn)換結(jié)束,OE輸入高電平，EOC可作為中斷請(qǐng)求信號(hào), 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，可通過(guò)執(zhí)行IN指令，設(shè)法在輸出允許OE腳上形成一個(gè)正脈沖，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。3.3 氣體

45、檢測(cè)模塊3.3.1 傳感器MQ-2簡(jiǎn)介 要進(jìn)行個(gè)具體的測(cè)量工作，使用何種原理的傳感器，需要分析多方面的因素。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大?。槐粶y(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量。 考慮上述問(wèn)題之后我們選用MQ-2氣敏傳感器，該傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)可燃?xì)怏w有良好的靈敏度，對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度較高，長(zhǎng)壽命、低成本簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可，該傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，

46、傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 結(jié)構(gòu) 外形圖3-8 MQ-2的結(jié)構(gòu)和外形 這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖3-8所示(結(jié)構(gòu) A 或 B), 由微型Al2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有只針狀管腳，其中個(gè)用于信號(hào)取出，個(gè)用于提供加熱電流。 MQ-2氣敏元件的各部件的材料組成如表3-2所示：表3-2 MQ-2的部件材料組成 部件材料1

47、氣體敏感層二氧化錫2電極金（Au）3測(cè)量電極引線鉑（Pt）4加熱器鎳鉻合金（Ni-Cr）5陶瓷管 三氧化二鋁6防爆網(wǎng)100目雙層不銹鋼（SUB316）7卡環(huán)鍍鎳銅材（Ni-Cu）8基座膠木或尼龍9針狀管腳鍍鎳銅材（Ni-Cu）3.3.2 MQ-2參數(shù)A. 標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注 Vc回路電壓15VAC or DC VH加熱電壓5.0V±0.2 VAC or DC RL負(fù)載電阻可調(diào) RH加熱電阻31±3室溫 PH加熱功耗900mW B. 環(huán)境條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注 Tao使用溫度-10-50 Tas儲(chǔ)存溫度-20-70 RH相對(duì)濕度小于95%RH O2氧氣

48、濃度21%(標(biāo)準(zhǔn)條件)氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性最小值大于C. 靈敏度特性符號(hào)參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù)備注Rs敏感體表面電阻 3K-30K (1000ppm 異丁烷 )探測(cè)濃度范圍100ppm-10000ppm液化氣和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm 甲烷300ppm-5000ppm 氫氣100ppm-2000ppm 酒精 (3000/1000) 異丁烷濃度斜率 0.6標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度： 20±2 Vc:5.0V±0.1V相對(duì)濕度： 65%±5% Vh: 5.0V±0.1V預(yù)熱時(shí)間 不超過(guò)1小時(shí)3.3.3 傳感模塊最小系統(tǒng)氣

49、體傳感器將采集的氣體信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，不是純粹的直流，與直流相差很大，還存在較大的脈動(dòng)成分，即紋波。為濾除所采集到的電信號(hào)的脈動(dòng)成分從而獲得比較理想的直流電壓，采用了電容元件設(shè)計(jì)了具有濾波作用的電路。傳感模塊的最小系統(tǒng)如圖3-9所示。 RC低通電路的工作原理是通過(guò)電容元件在充放電過(guò)程中，使輸出電壓趨于平滑穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)濾波整流后，可大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性，減小因其它氣體產(chǎn)生的干擾等。整流電路圖如圖3-10所。傳感模塊的引腳與ADCO809的IN0引腳連接，將經(jīng)過(guò)濾波后的的模擬信號(hào)輸送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中。圖3-9 傳感模塊的最小系統(tǒng)圖圖3-10 RC低通電路圖3.4 顯示模塊3.4.1 LCD簡(jiǎn)介

50、液晶是一種高分子材料，因其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，廣泛應(yīng)用輕薄顯示器上。液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫(huà)面。在本課程設(shè)計(jì)中用的是LCD1602，它可以顯示文字，也可以顯示數(shù)據(jù)。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過(guò)器件11，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在基于單片機(jī)實(shí)時(shí)家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)中我們應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件，具有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上

51、，因而耗電量比其它顯示器要少得多。其引腳圖如圖3-11所示：圖3-11 LCD1602的引腳圖主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16×2個(gè)字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流：2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓：5.0V字符尺寸：2.95×4.35（WXH）mm3.4.2 LCD工作原理 點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。字符型液晶顯示器LCD1602是一種專門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。LCD的外形尺寸如圖3-12所示.圖