基于單片機(jī)控制的一氧化碳報(bào)警器的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

PAGE引言 31緒論 41.1課題背景 4HYPERLINK\l"_Toc107060554"1.2一氧化碳報(bào)警器的概述 51.3課題研究的目的及意義 51.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要任務(wù) 62方案設(shè)計(jì) 62.1設(shè)計(jì)要求 62.2初始方案 72.2.1系統(tǒng)方案的選擇 PAGEREF_Toc107060560\h82.2.2系統(tǒng)方案的確定 102.3系統(tǒng)組成 102.3.1一氧化碳報(bào)警器系統(tǒng)的三大部分 112.3.2系統(tǒng)各個(gè)模塊功能說明 122.3.3系統(tǒng)功能擴(kuò)展 133硬件電路設(shè)計(jì) 13HYPERLINK\l"_Toc107060567"3.1設(shè)計(jì)使用的基本知識(shí)介紹 133.2芯片介紹[4]及相關(guān)電路模塊設(shè)計(jì) 143.2.1主控電路原理 143.2.2電源電路 183.2.3傳感器的選擇及電路 203.2.4事故處理電路的設(shè)計(jì) 233.2.5顯示電路的設(shè)計(jì) 253.2.6計(jì)算機(jī)串口通信的技術(shù)與其標(biāo)準(zhǔn) 283.3設(shè)計(jì)的硬件電路 344軟件部分 354.1單片機(jī)編程 354.1.1軟件部分設(shè)計(jì)的功能 354.1.2程序框圖和主要程序介紹 PAGEREF_Toc107060579\h364.2上位機(jī)（PC機(jī)）編程 384.2.1VB下串行通信的方法 384.2.2串行通信的控件MSComm及其使用方法 PAGEREF_Toc107060582\h385系統(tǒng)制作及調(diào)試 405.1系統(tǒng)PCB板的設(shè)計(jì) 405.1.1確定PCB的大小 405.1.2布局 405.1.3布線 405.2硬件調(diào)試 415.2.1檢測(cè)元器件 415.2.2檢測(cè)各個(gè)引腳信號(hào) 415.3軟件調(diào)試 416結(jié)論 PAGEREF_Toc107060592\h42謝辭 43參考文獻(xiàn) 44附錄1 45HYPERLINK\l"_Toc107060596"附錄2 52附錄3 55附錄4 56附錄5 0600\h57引言當(dāng)今，單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，由單片機(jī)技術(shù)開發(fā)的智能化測(cè)控設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。而此次的氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)正是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一種。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件是指單片機(jī)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件；軟件是指單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序。只有系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，才可能組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)，以提高工作效率。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程一般包括系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試幾個(gè)階段。這幾個(gè)系統(tǒng)開發(fā)階段并不是相互獨(dú)立、各自進(jìn)行的，而應(yīng)根據(jù)開發(fā)的實(shí)際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機(jī)的進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)氣體濃度檢測(cè)離不開高性能的氣體傳感器。從廣義上講，傳感器就是能感受外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置。狹義上講，傳感器就是能將外界信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。隨著新技術(shù)和自動(dòng)化的發(fā)展，傳感器的使用數(shù)量越來越大，一切現(xiàn)代化儀器、設(shè)備幾乎都離不開傳感器[2]。在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，用各種傳感器來檢測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量、PH值等，以便使設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。此次設(shè)計(jì)中所利用到的氣體傳感器就是要測(cè)量一氧化碳?xì)怏w濃度的動(dòng)態(tài)信號(hào)，并且利用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片將濃度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)與事故處理功能，實(shí)現(xiàn)智能控制。本文的一氧化碳報(bào)警器就是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種典型應(yīng)用，要求能夠檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w濃度，并且在氣體濃度超過給定值時(shí)能采取相關(guān)措施。由于一氧化碳中毒是家庭小區(qū)以及礦工企業(yè)常見事故，給人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的危害。為了能減少事故的發(fā)生，提醒人們注意，迫切需要一氧化碳報(bào)警設(shè)備。隨著電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，面對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象和大量的測(cè)試點(diǎn)，需要利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測(cè)量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)控。而此時(shí)采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)一氧化碳報(bào)警不僅具有采集控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高采集點(diǎn)的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高系統(tǒng)的可利用性。此次三路巡回檢測(cè)系統(tǒng)正是把ADC0809與8051單片機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了三通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也符合了本設(shè)計(jì)的要求。本人在此次設(shè)計(jì)中主要擔(dān)任了系統(tǒng)的硬件電路圖的設(shè)計(jì)、硬件的焊接和調(diào)試、軟件的設(shè)計(jì)、以及各個(gè)芯片資料查找與整理等工作。設(shè)計(jì)中超出了任務(wù)書所給的任務(wù)，提出了本一氧化碳報(bào)警器在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方案。1緒論1.1課題背景隨著國家經(jīng)濟(jì)的提高，現(xiàn)代化、智能化的多功能建筑越來越多，對(duì)建筑的防火安全設(shè)計(jì)要求也愈來愈高。近年來，全國燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展迅猛，液化氣、天然氣、煤制氣等城市燃?xì)庾鳛榍鍧嵞茉匆言诠ど虡I(yè)和城鎮(zhèn)居民用戶中得到廣泛應(yīng)用，特別是隨著“西氣東輸”工程的快速進(jìn)展，燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。以“西氣東輸”工程為開端的大規(guī)模天然氣利用工程的實(shí)施，意味我國城市燃?xì)鈱⒋筇げ降剡M(jìn)入“天然氣時(shí)代”。我國天然氣市場(chǎng)將迎來一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)，城市燃?xì)庑枨蟮闹饕鲩L點(diǎn)將體現(xiàn)在天然氣上。2000年黨中央國務(wù)院提出“西部大開發(fā)”的重大戰(zhàn)略部署，特別是2002年“西氣東輸”第一期工程正式開工，這無疑為發(fā)展西部地區(qū)的燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)帶來歷史性的機(jī)遇。西氣東輸工程，在西部?jī)?yōu)勢(shì)資源和東部廣闊市場(chǎng)之間架起了一座“金橋”，西氣東輸工程投入使用后，每年供應(yīng)長三角地區(qū)100億立方米天然氣。城市燃?xì)獾钠占芭c應(yīng)用無疑對(duì)改善城市的環(huán)境質(zhì)量和提高居民的生活質(zhì)量發(fā)揮了巨大的作用。但是隨著燃?xì)獾膹V泛應(yīng)用，由于燃?xì)庑孤┧l(fā)的爆炸、中毒和火災(zāi)事故也時(shí)有發(fā)生，這在某種程度上增加了城市的不安全和不穩(wěn)定因素。為了使燃?xì)飧玫卦旄Ｓ诿?，造福于社?huì)，減少并杜絕各種因燃?xì)庑孤┒l(fā)的爆炸及火災(zāi)事故，各燃?xì)馐褂脝挝患熬用裼脩暨x擇一種適合的燃?xì)鈭?bào)警器實(shí)為必要之舉?！皥?bào)警早，損失少”，進(jìn)一步說明了及時(shí)報(bào)警的重要性，在家庭里面也是如此，一旦發(fā)生火災(zāi)，提早報(bào)警，可以及時(shí)將火撲滅，以免小火釀成大災(zāi)。目前常用的有感煙、感溫和可燃?xì)怏w火災(zāi)報(bào)警器。像家庭中在使用煤氣、液化石油氣和天然氣等燃料時(shí)，安裝一個(gè)可燃?xì)怏w報(bào)警器，當(dāng)出現(xiàn)漏氣或著火時(shí)，報(bào)警器能夠立即鳴笛報(bào)警，告之主人及時(shí)采取措施。日本早在1980年1月開始實(shí)行安裝城市煤氣、液化石油氣報(bào)警器的法規(guī)，1986年5月日本通產(chǎn)省又實(shí)施了安全器具普及促進(jìn)基本方針。美國目前已有7個(gè)州11個(gè)城市通過立法，規(guī)定家庭、公寓等都要安裝一氧化碳報(bào)警器。隨著城市燃?xì)饣臄U(kuò)大，我國已有北京市、遼寧省、黑龍江省、山西省、哈爾濱市、青島市、大連等省市相繼發(fā)布燃?xì)獍踩芾砦募龅秸⒎ê桶傩兆陨硖岣甙踩Ｗo(hù)意識(shí)有機(jī)結(jié)合。一氧化碳（CO）為無色、無味、無臭、無刺激氣體，比重0.967，幾乎不溶于水，不易被活性炭吸附。當(dāng)碳物質(zhì)燃燒不完全時(shí)，可產(chǎn)生CO，如人體短時(shí)間內(nèi)吸入較高濃度的CO，或濃度雖低，但吸時(shí)間較長，均可造成急性中毒。CO主要來自取暖燃料的燃燒，CO對(duì)人體的損害主要表現(xiàn)在損害血液輸送氧氣的能力，CO與血紅蛋白結(jié)合能力超過氧和血紅蛋白的結(jié)合能力的200--300倍，當(dāng)CO與血紅蛋白結(jié)合形成的碳氧血紅蛋白含量達(dá)到5%時(shí)，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生慢性損害，達(dá)到60%時(shí)就會(huì)昏迷，達(dá)到90%就會(huì)死亡[15]。由于發(fā)生一氧化碳中毒事件的普遍性和隱蔽性，迫切需要一種能夠很好的監(jiān)控室內(nèi)一氧化碳濃度的儀器，并且在一氧化碳濃度過高時(shí)能夠采取相關(guān)措施防止火災(zāi)的發(fā)生，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文正是通過分析目前燃?xì)鈭?bào)警器的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制作一氧化碳報(bào)警器，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。1.2一氧化碳報(bào)警器的概述首先我們應(yīng)對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的燃?xì)鈭?bào)警器的種類有所了解。燃?xì)鈭?bào)警器可分為可燃?xì)怏w檢漏儀（簡(jiǎn)稱“檢漏儀”）,可燃?xì)怏w報(bào)警控制器（簡(jiǎn)稱“控制器”）、可燃?xì)怏w探測(cè)器（簡(jiǎn)稱“探測(cè)器”）、家用可燃?xì)怏w報(bào)警器（簡(jiǎn)稱“報(bào)警器”）四大系列產(chǎn)品。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)開啟排風(fēng)扇，把燃?xì)馀懦鍪彝狻Ｓ械膱?bào)警器在報(bào)警時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)忾y門，以防燃?xì)饫^續(xù)泄漏。

燃?xì)鈭?bào)警器的核心是氣體傳感器，俗稱“電子鼻”。當(dāng)氣體傳感器遇到燃?xì)鈺r(shí)，傳感器電阻隨燃?xì)鉂舛榷兓S之產(chǎn)生電信號(hào)，供燃?xì)鈭?bào)警器后級(jí)線路處理。經(jīng)過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號(hào)，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號(hào)線性化，經(jīng)微機(jī)處理、邏輯分析，輸出各種控制信號(hào)，即當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并可顯示燃?xì)鉂舛然騿?dòng)外部聯(lián)運(yùn)設(shè)備（如排風(fēng)扇、電磁閥）。選擇一款優(yōu)質(zhì)的燃?xì)鈭?bào)警器，首先要選擇質(zhì)量過關(guān)的傳感器。質(zhì)量不過關(guān)的傳感器，一般16個(gè)月性能就下降，因而失去報(bào)警器的安全性，出現(xiàn)不報(bào)警或誤報(bào)警現(xiàn)象，而一種好的傳感器可連續(xù)使用十幾年，特性也不會(huì)有什么變化。但是，報(bào)警器中的其它電子元件的壽命都是有限，先進(jìn)國家也規(guī)定燃?xì)鈭?bào)警器的有效期最多為五年。報(bào)警器都存在著檢測(cè)誤差，只要當(dāng)著誤差降低在5%以內(nèi)這個(gè)報(bào)警器才符合使用要求。這就要求了一氧化碳傳感器性能必須符合這個(gè)條件，高精度的傳感器是系統(tǒng)的靈魂。氣體傳感器受濕度、溫度的影響較大，在條件需要的時(shí)候應(yīng)該采用溫度、濕度補(bǔ)償來提高測(cè)量精度。1.3課題研究的目的及意義設(shè)計(jì)出性能更加可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的程控一氧化碳報(bào)警器。目前，現(xiàn)有一氧化碳檢測(cè)儀器主要是面對(duì)工礦企業(yè)或公共場(chǎng)所的檢測(cè)，價(jià)格高昂，對(duì)家庭也是不適應(yīng)的。因此，本次設(shè)計(jì)所面對(duì)的是廣大居民，其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）成本低廉并能對(duì)一氧化碳準(zhǔn)確報(bào)警。（2）該產(chǎn)品無需專業(yè)人員操作，只要放在合適位置，通電即可，連續(xù)使用、方便簡(jiǎn)捷。（3）能起到預(yù)防一氧化碳中毒的效果，使人們高枕無憂。該產(chǎn)品必須能夠有效預(yù)防廣大農(nóng)村居民的冬季燃煤取暖一氧化碳中毒事件的發(fā)生，同時(shí)也能夠給城鎮(zhèn)居民安全使用天然氣提供有力的保障。1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要任務(wù)本文利用單片機(jī)電路制作程控一氧化碳報(bào)警器。設(shè)計(jì)過程中最關(guān)鍵的兩個(gè)部分：系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和控制軟件的編寫。這也是在設(shè)計(jì)過程中需要解決的最關(guān)鍵的問題。（1）硬件問題程控一氧化碳報(bào)警器的硬件主要有3大部分，即濃度檢測(cè)及顯示模塊、主控模塊和報(bào)警及事故處理模塊。濃度檢測(cè)模塊主要由燃?xì)鈧鞲衅鹘M成，它是整個(gè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的元件。主控模塊由單片機(jī)及其相關(guān)軟件組成，由程序?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行控制。事故處理模塊主要由蜂鳴器和排氣扇等組成，這個(gè)模塊是對(duì)燃?xì)鉂舛冗^高的時(shí)候進(jìn)行緊急處理。硬件的設(shè)計(jì)需要單片機(jī)、模電及其數(shù)電的相關(guān)知識(shí)。在解決這一問題的過程中，需要查閱大量資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，向老師獲取幫助。（2）軟件問題它的軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序和中斷處理兩大部分：主程序要完成I／O口，定時(shí)器的初始化及對(duì)中斷輸入的設(shè)定，然后延時(shí)使傳感器進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，等待定時(shí)器的中斷；中斷處理程序根據(jù)具體情況需要有相應(yīng)的子程序。要對(duì)程序進(jìn)行多次調(diào)試，分塊編程。對(duì)各個(gè)子程序塊所解決的問題要相當(dāng)明確。最后在制作完成硬件電路板后要調(diào)試出設(shè)計(jì)要求的功能。2方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)就是根據(jù)題目的要求而對(duì)硬件和軟件進(jìn)行規(guī)劃，并選擇最合適的硬件電路和軟件程序來達(dá)到目的。硬件設(shè)計(jì)是通過對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，對(duì)各種元器件的了解，而得出分立元件與集成塊的某些連接方法，以達(dá)到設(shè)計(jì)的功能要求。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。它包括對(duì)各種元器件的功能和接法的了解，以及對(duì)各種元器件的選擇和設(shè)計(jì)方案的選擇。軟件設(shè)計(jì)是分析設(shè)計(jì)的硬件用程序?qū)崿F(xiàn)其功能，并且調(diào)試優(yōu)化產(chǎn)品功能。2.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的報(bào)警器應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能：報(bào)警器需在一氧化碳濃度達(dá)到100ppm時(shí)系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警，2min報(bào)警無效后系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)排氣、關(guān)閉電磁閥切斷氣源；系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后,先啟動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng),然后啟動(dòng)電磁閥供給煤氣。具體要實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）系統(tǒng)要求設(shè)置正常工作狀態(tài)，除正常工作狀態(tài)外，電磁閥要求處于關(guān)閉狀態(tài)，以切斷煤氣通道，防止煤氣外泄。（2）在非正常工作狀態(tài)下，當(dāng)室內(nèi)一氧化碳的濃度達(dá)到100ppm時(shí)系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)音樂報(bào)警，若2min報(bào)警無效，系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)排氣、關(guān)閉電磁閥切斷氣源。（3）系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，先啟動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)，然后啟動(dòng)電磁閥供給煤氣。2.2初始方案本設(shè)計(jì)擬按以下思路展開研究：（1）根據(jù)該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的基本功能，設(shè)計(jì)大致應(yīng)該分為信號(hào)接收，信號(hào)處理，信號(hào)控制和信號(hào)響應(yīng)四個(gè)部分。①信號(hào)采集接收部分即通過一氧化碳傳感器檢測(cè)房間氣體濃度，并將這種變化量轉(zhuǎn)化成電壓或電流等模擬量的變化。②信號(hào)處理部分是將接收部分得到的電壓或電流等變化進(jìn)行必要的放大，為后一部分信號(hào)控制提供準(zhǔn)備。③信號(hào)控制部分是通過一預(yù)定控制方式等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)要求的準(zhǔn)確操作。④信號(hào)響應(yīng)是通過事故處理部分和顯示部分實(shí)現(xiàn)控制部分的要求。（2）對(duì)上述四個(gè)部分進(jìn)行分析，得到如下一些基本的結(jié)論：①信號(hào)接收部分為了能準(zhǔn)確采集到氣體濃度的變化應(yīng)選用傳感器敏感器件，為使其實(shí)有效的檢測(cè)房間中氣體濃度，必須選用高溫一氧化碳傳感器。②信號(hào)處理部分應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選用電荷放大，或比較器等裝置，這部分電路將包含在傳感器接口電路中。③控制部分為了實(shí)現(xiàn)精確控制，采用單片機(jī)較為合適。④信號(hào)響應(yīng)可以考慮采用排風(fēng)扇調(diào)節(jié)房間中一氧化碳?xì)怏w濃度，并且需要對(duì)電磁閥進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w的排出量。⑤在實(shí)現(xiàn)控制功能的單片機(jī)與響應(yīng)過程的LED顯示管之間應(yīng)該有接口電路以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能。根據(jù)對(duì)上面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分析，我們得到該設(shè)計(jì)思想框圖如下圖2.1所示：圖2.1設(shè)計(jì)思想框圖將上述設(shè)計(jì)思想結(jié)合設(shè)計(jì)要求總結(jié)為：程控一氧化碳報(bào)警器采用三路巡回檢測(cè)的方法，通過高溫一氧化碳?xì)怏w傳感器檢測(cè)房間氣體濃度，檢測(cè)結(jié)果經(jīng)過高精度運(yùn)放器放大后送入ADC0809模/數(shù)芯片中進(jìn)行模—數(shù)轉(zhuǎn)換；利用單片機(jī)進(jìn)行控制，控制聲音報(bào)警以及控制電磁閥和排風(fēng)扇，并且將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在LED數(shù)碼顯示管上顯示出來。2.2.1系統(tǒng)方案的選擇鑒于此系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，提出方案進(jìn)行分析。方案一：采用單個(gè)傳感器檢測(cè)房間氣體濃度，將檢測(cè)的到濃度結(jié)果通過運(yùn)算放大器放大后送入模/數(shù)芯片中進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換，利用MCS－51單片機(jī)控制聲音報(bào)警以及控制電磁閥和排風(fēng)扇，并且將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在LED數(shù)碼顯示管上顯示出來。分析：此設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單，但是存在著嚴(yán)重的問題。采用單個(gè)傳感器檢測(cè)房間氣體濃度是不合適的。氣體傳感器所測(cè)量的值經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。在一段短時(shí)間內(nèi)可能很穩(wěn)定，而在一段較長時(shí)間內(nèi)則可能有緩慢起伏，或呈周期性的脈動(dòng)變化，甚至出現(xiàn)突變的尖峰。氣體傳感器主要通過兩個(gè)基本特性--靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來反映傳感器的這種變動(dòng)性。靜態(tài)特性通常反映在靈敏度上。所謂的靈敏度，是指在靜態(tài)工作條件下，其單位輸入所產(chǎn)生的輸出，用S表示。（2-1）動(dòng)態(tài)特性是氣體傳感器的特有問題，反映氣體傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性好的氣體傳感器，其輸出特性曲線隨時(shí)間變化很小。動(dòng)態(tài)特性的輸入與輸出關(guān)系不是一個(gè)常數(shù)，而是時(shí)間的函數(shù)，隨時(shí)間的變化而變化，因此常用"傳遞函數(shù)"表征。

（2-2）由此可見，氣體傳感器的輸入和輸出關(guān)系并非簡(jiǎn)單的線性或曲線關(guān)系，要對(duì)氣體傳感器建立一個(gè)準(zhǔn)確的溫度修正數(shù)學(xué)模型是很困難的。通常應(yīng)用時(shí)，都忽略氣體傳感器的動(dòng)態(tài)特性，根據(jù)其靜態(tài)溫度響應(yīng)靈敏度，采取一定的措施對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。如通過溫度傳感器測(cè)出環(huán)境的溫度，對(duì)氣體傳感器的輸出特性曲線進(jìn)行修正；或者直接對(duì)傳感器進(jìn)行硬件補(bǔ)償。氣體傳感器特性總是會(huì)受到環(huán)境溫度、濕度的影響而變化，氣體報(bào)警器要能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境氣氛的監(jiān)控，有效避免誤報(bào)、漏報(bào)，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須對(duì)氣體傳感器進(jìn)行有效的溫、濕度補(bǔ)償和修正。由于本次課題要求檢測(cè)一氧化碳濃度超過100ppm時(shí)報(bào)警提示，而氣體傳感器在測(cè)量氣體濃度大于60ppm時(shí)，環(huán)境濕度的變化對(duì)一氧化碳傳感器特性的影響較小，故忽略對(duì)傳感器濕度修正。那么主要考慮如何有效實(shí)現(xiàn)傳感器的溫度補(bǔ)償。傳統(tǒng)補(bǔ)償方式一般有硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償兩種。所謂硬件補(bǔ)償是指直接使用溫度傳感器在電路中對(duì)氣體傳感器進(jìn)行補(bǔ)償，這種方式雖然簡(jiǎn)單，但只有在溫度傳感器和氣體傳感器的溫度特性一致時(shí)，才能很好地補(bǔ)償；很難實(shí)現(xiàn)寬范圍的氣體傳感器和溫度傳感器的特性匹配。軟件補(bǔ)償方式通過傳感器的溫度特性曲線擬合進(jìn)行算法補(bǔ)償，這種方式是以一定的特性曲線作為基礎(chǔ)，對(duì)不同的工作環(huán)境和不同傳感器的溫度特性，用算法處理和查表修正以得到不同的補(bǔ)償效果。該方式較為復(fù)雜，對(duì)特性離散的傳感器，擬合效果差。為了解決這個(gè)問題，提出采用雙傳感器補(bǔ)償方式，具體來說就是選用兩個(gè)特性一致（實(shí)際上只能做到非常接近）的氣體傳感器來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，把其中一個(gè)氣體傳感器A密封代替溫度傳感器，對(duì)另一氣體傳感器B進(jìn)行補(bǔ)償。這樣的補(bǔ)償方式，不僅能較好地?cái)M合氣體傳感器的靜態(tài)溫度特性，而且對(duì)傳感器的動(dòng)態(tài)溫度響應(yīng)也能同步實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償[12]。由于本設(shè)計(jì)方案?jìng)鞲衅鳒y(cè)量精度不高，所以不予采納。方案二：采用雙傳感器，采用相互補(bǔ)償?shù)姆椒z測(cè)房間氣體濃度，將檢測(cè)的到濃度結(jié)果通過運(yùn)算放大器放大后送入模/數(shù)芯片中進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換，利用MCS－51單片機(jī)控制聲音報(bào)警以及控制電磁閥和排風(fēng)扇，并且將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在LED數(shù)碼顯示管上顯示出來。分析：此設(shè)計(jì)方法雖然解決了傳感器檢測(cè)氣體濃度時(shí)溫度和濕度對(duì)測(cè)量值的影響，但是，在實(shí)際制作的過程中，需要利用的核心控制芯片必須最少具有4路8位A/D口，氣體和溫度敏感信號(hào)直接由A/D口采集后，進(jìn)行一定的算法修正和軟件補(bǔ)償。由于此次課題要求采用三路巡回檢測(cè)，如果采用本方案那么就需要6個(gè)特性相同的一氧化碳?xì)怏w傳感器（3個(gè)密封檢測(cè)氣體濃度，另外3個(gè)做補(bǔ)償），為了達(dá)到更好的溫度修正效果，往往需要傳感器廠家的配合，在生產(chǎn)時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行成對(duì)生產(chǎn)，以保證傳感器特性的一致性。并且主控制芯片采用常規(guī)的ADC0809和單片機(jī)并不支持，且制作硬件極其復(fù)雜，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)體積過大、功耗高、成本太高。單單采用此種方法并不能更好的提高測(cè)量性能，還需要加以軟件補(bǔ)償。所以不采用方案二。現(xiàn)今傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，設(shè)計(jì)出了性能更佳，使用范圍更廣的氣體傳感器。通過搜集信息，提出本次設(shè)計(jì)采用TP-2型高溫一氧化碳傳感器。特將此傳感器介紹如下：特點(diǎn)：TP-2高溫型一氧化碳傳感器由SnO2多晶體及適當(dāng)添加混合劑燒結(jié)而成。具有微珠式結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)振蕩響應(yīng)，極好的選擇性和良好的環(huán)境適應(yīng)能力，應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，本質(zhì)安全等特點(diǎn)。用它做成的報(bào)警器完全可以達(dá)到UL2034標(biāo)準(zhǔn)，不需溫、濕度補(bǔ)償。工作條件：工作電壓：3.5V～6.5V靜態(tài)功耗：≤15mW環(huán)境條件：溫度-10℃～+50℃,相對(duì)濕度≤95%初期穩(wěn)定時(shí)間：≤15分鐘檢測(cè)一氧化碳濃度范圍：0～2000ppm對(duì)一氧化碳反應(yīng)的敏感度：圖2.2系列一氧化碳濃度的條件下RL電壓的振蕩曲線。高濕高溫對(duì)傳感器的影響：根據(jù)測(cè)試結(jié)果表明，此傳感器可承受96%RH相對(duì)濕度、70℃的環(huán)境條件，但基電平升高。由于采用此方案制作硬件極其復(fù)雜，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)體積過大、功耗高、成本太高，所以不予采納。方案三：采用TP-2型傳感器，采用三路巡回檢測(cè)的方法檢測(cè)房間氣體濃度，將檢測(cè)的到濃度結(jié)果通過運(yùn)算放大器放大后送入模/數(shù)芯片中進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換，利用MCS－51單片機(jī)控制聲音報(bào)警以及控制電磁閥和排風(fēng)扇，并且將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在LED數(shù)碼顯示管上顯示出來。分析：選用此方法設(shè)計(jì)電路不僅解決了溫度、濕度的影響，并且簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)電路，降低了成本，采用此種方法設(shè)計(jì)主體電路。具體電路設(shè)計(jì)將在下文中給出。2.2.2系統(tǒng)方案的確定現(xiàn)今一氧化碳傳感器技術(shù)的不斷提高，使得在應(yīng)用此類傳感器時(shí)不必采用溫度、濕度補(bǔ)償，極大的簡(jiǎn)化了電路和降低了成本。鑒于對(duì)以上三個(gè)方案的對(duì)比分析，方案三最符合設(shè)計(jì)要求，所以我選擇使用方案三來設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體電路。2.3系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)屬于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。它是單片機(jī)在系統(tǒng)檢測(cè)以及工程控制方面的應(yīng)用，是典型的嵌入式系統(tǒng)。通常將滿足海量高速數(shù)值計(jì)算的計(jì)算機(jī)稱為通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；而把面向工控領(lǐng)域?qū)ο?，嵌入到工控?yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)稱之為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般分為四種:工控機(jī)，通用CPU模塊，嵌入式微機(jī)處理，單片機(jī)。嵌入式系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)面對(duì)控制對(duì)象。如傳感信號(hào)輸入、人機(jī)交互操作,伺服驅(qū)動(dòng)等。(2)嵌入到工控應(yīng)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。(3)能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中可靠運(yùn)行的品質(zhì)。(4)突出控制功能。如對(duì)外部信息的捕捉、對(duì)控制對(duì)象實(shí)時(shí)控制和有突出控制功能的指令系統(tǒng)(I/O控制、位操作和轉(zhuǎn)移指令等)。單片機(jī)有惟一的專門為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，最能滿足嵌入式應(yīng)用要求。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，能滿足面對(duì)控制對(duì)象、應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場(chǎng)的可靠運(yùn)行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。2.3.1一氧化碳報(bào)警器系統(tǒng)的三大部分單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次。(1)單片機(jī)：通常指應(yīng)用系統(tǒng)主處理機(jī)，即所選擇的單片機(jī)器件。(2)單片機(jī)系統(tǒng)：指按照單片機(jī)的技術(shù)要求和嵌入對(duì)象的資源要求而構(gòu)成的基本系統(tǒng),如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和擴(kuò)展存儲(chǔ)器等與單片機(jī)構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)。(3)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：指能滿足嵌入對(duì)象要求的全部電路系統(tǒng)。在單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮慕涌陔娐?，如前向通道、后向通道、人機(jī)交互通道(鍵盤、顯小器、打印機(jī)等)和串行通信口(RS232)以及應(yīng)用程序等。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系如圖2.3:圖2.3單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系（注：該圖應(yīng)自己繪制，不要現(xiàn)成圖片?。┮源死斫猓炭匾谎趸紙?bào)警器同樣具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)層次。其中以MCS-8051單片機(jī)為核心構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，控制外圍電路。為了更好的理清設(shè)計(jì)思路，將整個(gè)系統(tǒng)細(xì)分為三部分加以設(shè)計(jì)說明。整個(gè)報(bào)警器由三個(gè)部分組成，分為三大模塊：濃度檢測(cè)及顯示模塊、主控模塊和報(bào)警及事故處理模塊。在本次設(shè)計(jì)中，使用的核心器件是單片機(jī)和一氧化碳傳感器。為了保證整個(gè)系統(tǒng)可靠的運(yùn)行，設(shè)計(jì)中必須明確三大部分的實(shí)際聯(lián)系：以單片機(jī)為中心，其他各大模塊一一展開。其中，濃度檢測(cè)及顯示模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是將房間中的一氧化碳濃度值轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并且將濃度值顯示出來；主控模塊以單片機(jī)為主，對(duì)其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報(bào)警及事故處理模塊是此系統(tǒng)的外圍電路，它的功能實(shí)現(xiàn)形式最人性化，體現(xiàn)了智能控制，在檢測(cè)到一氧化碳濃度超過指定值時(shí)會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，報(bào)警無效后即會(huì)進(jìn)行處理，啟動(dòng)排氣扇和關(guān)閉電磁閥來防止事故的發(fā)生。系統(tǒng)框圖如圖2.3所示。圖2.3一氧化碳報(bào)警器系統(tǒng)組成框圖下面就對(duì)各個(gè)模塊的功能和實(shí)現(xiàn)形式作簡(jiǎn)單介紹。2.3.2系統(tǒng)各個(gè)模塊功能說明（1）氣體濃度檢測(cè)模塊程控一氧化碳報(bào)警器采用三路巡回檢測(cè)的方法，可以檢測(cè)三個(gè)不同的房間也可以用來檢測(cè)同一個(gè)房間三個(gè)不同的方位。檢測(cè)器件采用高溫一氧化碳?xì)怏w傳感器TP-2檢測(cè)房間氣體濃度，檢測(cè)結(jié)果將經(jīng)過高精度運(yùn)放器放大后送入模/數(shù)芯片ADC0809中進(jìn)行模—數(shù)轉(zhuǎn)換，單個(gè)傳感器的檢測(cè)電路如圖2.4所示。圖2.4單個(gè)傳感器電路圖（2）主控模塊系統(tǒng)選用單片機(jī)控制，采用MCS－51單片機(jī)。MCS－51系列單片機(jī)是美國Intel公司1980年推出的一種高性能8位單片微型計(jì)算機(jī)。內(nèi)帶4K字節(jié)的內(nèi)存和程序保護(hù)系統(tǒng)，便于程序的調(diào)試修改和保密，各管腳的功能將在隨后的知識(shí)中加以介紹。它的主要功能既是和ADC0809芯片一起共同接收檢測(cè)信號(hào)，又可以通過對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理來控制外圍電路以及顯示電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用ADC0809，接收經(jīng)過運(yùn)算放大器處理后的一氧化碳傳感器的檢測(cè)值，三路檢測(cè)結(jié)果經(jīng)過ADC0809處理后送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后的信息將通過單片機(jī)控制，在LED顯示管上顯示出來，并且控制事故處理模塊。（3）報(bào)警及事故處理模塊此模塊主要由蜂鳴器、電磁閥和排氣扇組成。在氣體濃度過大，超過安全值時(shí)蜂鳴器工作，提供報(bào)警服務(wù)。這個(gè)時(shí)候，用戶可以自行關(guān)閉煤氣，并通過對(duì)房間通風(fēng)來解決。如若5分鐘內(nèi)氣體濃度依然超過安全值，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)排氣扇來降低房間一氧化碳濃度，并且關(guān)閉電磁閥來防止煤氣泄漏造成事故。至此，本系統(tǒng)三大模塊功能和設(shè)計(jì)思路已經(jīng)確立，下文將介紹整個(gè)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程，并且給出設(shè)計(jì)電路。2.3.3系統(tǒng)功能擴(kuò)展由于設(shè)計(jì)的一氧化碳報(bào)警器為單機(jī)產(chǎn)品，而現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用多為小區(qū)型應(yīng)用。所以，在設(shè)計(jì)中，我考慮到將此一氧化碳報(bào)警器添加網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使其能夠和主機(jī)相連，從主機(jī)中能夠獲得分機(jī)所檢測(cè)的信息。單片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要是應(yīng)用了串口通信技術(shù)，這種技術(shù)是在智能型領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，是值得發(fā)展的新技術(shù)。在下文中將詳細(xì)介紹串口通信技術(shù)。3硬件電路設(shè)計(jì)每一個(gè)設(shè)計(jì)都要以一定的知識(shí)為基礎(chǔ)，知識(shí)的多少在一定程度上決定了設(shè)計(jì)出來的東西的好壞程度，這些知識(shí)包括硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。硬件知識(shí)用來設(shè)計(jì)硬件電路，以實(shí)現(xiàn)電路的放大、驅(qū)動(dòng)、采集、隔離、匹配等功能。軟件知識(shí)用來設(shè)計(jì)芯片處理數(shù)據(jù)的先后順序，數(shù)據(jù)的獲得途徑以及對(duì)數(shù)據(jù)做怎樣的處理，還有其他的一些驅(qū)動(dòng)和顯示功能等等。當(dāng)然，在硬件電路里一些芯片是必不可少的，軟件設(shè)計(jì)也需要對(duì)芯片進(jìn)行編程序。本章將介紹本次設(shè)計(jì)用到的一些基本知識(shí)和主要芯片。3.1設(shè)計(jì)使用的基本知識(shí)介紹我們?cè)趯W(xué)校里學(xué)到的幾乎都屬于基本知識(shí)，它是指最最基礎(chǔ)的東西，我們只有掌握了它才能作更深一步的學(xué)習(xí)。在實(shí)際的應(yīng)用中，基本知識(shí)的掌握程度至關(guān)重要，它影響到應(yīng)用的好壞。本設(shè)計(jì)應(yīng)用到的基本的硬件和軟件知識(shí)將在本節(jié)里作簡(jiǎn)單的介紹。本設(shè)計(jì)用到的硬件知識(shí)主要有：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子線路的設(shè)計(jì)與調(diào)試、單片機(jī)的輸入輸出、串口通信技術(shù)、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用方法。在模擬電子技術(shù)方面，主要用來放大傳感器檢測(cè)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管以顯示傳感器檢測(cè)到氣體濃度。數(shù)字電子技術(shù)用來把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，把從傳感器檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)綜合控制。3.2芯片介紹[4]及相關(guān)電路模塊設(shè)計(jì)集成塊出現(xiàn)使硬件電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單易懂，從而得到了廣泛的應(yīng)用。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中用到的主要芯片有單片機(jī)MCS8051、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809、LED數(shù)碼顯示器等。下面詳細(xì)介紹它們具體的應(yīng)用方法。3.2.1主控電路原理主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過分析A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字值，控制事故處理模塊的運(yùn)行。它是系統(tǒng)的大腦。單片機(jī)（MICROCONTROLLER，又稱微控制器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機(jī)算計(jì)，這些部件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存貯器RAM、程序存貯器ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口電路。主機(jī)電路由8051作為程序存儲(chǔ)器。8051的封裝管腳如圖3.1所示[2]。圖3.18051封裝引腳圖（注：該圖應(yīng)自己繪制，不要現(xiàn)成圖片?。?051的主要的特點(diǎn)：1.采用高性能的HMOs生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。2.內(nèi)部含定時(shí)／計(jì)數(shù)器。3.有二級(jí)中斷優(yōu)先處理結(jié)構(gòu)。4.有32條I／O線，輸出輸入能力強(qiáng)。5.程序?qū)ぶ房臻g達(dá)64K字節(jié)。6.內(nèi)EPROM有保險(xiǎn)功能，可保護(hù)EPROM防止軟件誤寫入7.有布爾處理功能，可擴(kuò)展用途。8.對(duì)內(nèi)部RAM有位尋址功能。9.有可編程的全雙工串行接口。8051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括有ALU部件、定時(shí)和控制部件、并行I／O接口、串行I／O接口、定時(shí)器部件、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等七個(gè)部分。ALU部件含有ALU單元以及累加器Acc、寄存器B、棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR、程序狀態(tài)字PSW、暫時(shí)寄存器TMP1、TMP2等。ALU除了可以進(jìn)行四則算術(shù)運(yùn)算之外，還可以進(jìn)行布爾運(yùn)算。定時(shí)和控制部件用于產(chǎn)生指令執(zhí)行的同步信號(hào)及微操作信號(hào)。它和ALU部件形成了8051的CPU[14]。并行I／O接口有P0、P1、P2和P3共四個(gè)，它們都是8位并行端口。它們都是雙向通道，每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖?。蛔鬏斎霑r(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖。但這四個(gè)通道的功能不完全相同。其中，P0口是地址／數(shù)據(jù)復(fù)合總線，它用于傳送低8位地址A0～A7；也用于傳送數(shù)據(jù)D0～D7。P2口是高8位地址A8～A15的地址總線，但也可作一般的I／O口。P1是一個(gè)純I／O口，它只用于數(shù)據(jù)的輸入輸出。P3是控制信號(hào)及I／O信號(hào)復(fù)用口，它除了用作1／O口之外，還用于傳送控制信號(hào)。P3口對(duì)應(yīng)引腳用于控制信號(hào)時(shí)的情況如表3.1所示。表3.1P3口的引腳功能引腳信號(hào)控制信號(hào)說明P3.0RXD串行數(shù)據(jù)輸入P3.1TXD串行數(shù)據(jù)輸出P3.2INT0外部中斷0P3.3INT1外部中斷1P3.4T0定時(shí)器0輸入P3.5T1定時(shí)器1輸入P3.6WR寫存儲(chǔ)器信號(hào)P3.7RD讀存儲(chǔ)器信號(hào)這個(gè)系列的技術(shù)性能如下：工作環(huán)境溫度0～＋70℃，存儲(chǔ)環(huán)境溫度－65°C～十1500℃。EA／Vpp端對(duì)Vss的電壓為-0．5～十21．5v，任何腳到Vss的電壓為-0．5～十7v，電源電壓十5V土10％，電源電流為125～250mA，電源功耗為1.5w。MCS-51單片機(jī)通常采用上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種復(fù)位方式。上電復(fù)位是利用電容的充放電來實(shí)現(xiàn)。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈沖復(fù)位。前者，將復(fù)位端通過電阻與VCC相接；后者，利用微分產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的目的。復(fù)位電路參數(shù)的選擇，應(yīng)能保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期[3]。在設(shè)計(jì)中，用到了單片機(jī)對(duì)輸入口進(jìn)行查詢并輸出相應(yīng)的高低電平實(shí)現(xiàn)后續(xù)工作的控制功能，這將著重在軟件設(shè)計(jì)部分講到。下面介紹設(shè)計(jì)中如何使用ADC0809的功能。ADC芯片型號(hào)很多，在精度、速度和價(jià)格方面千差萬別，較為常見的ADC主要是逐次比較型和雙積分型。還有電壓—頻率變換器(V—F變換器)構(gòu)成的ADC。雙積分型ADC，一般精度高，對(duì)周期變化的干擾信號(hào)積分為零，因而具有抗干擾性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。逐次比較型ADC，在轉(zhuǎn)換速度上同雙積分型相比要快得多。精度較高（例如12位及12位以上的），價(jià)格較高。V—F變換型ADC，突出優(yōu)點(diǎn)是高精度，其分辨率可達(dá)16位以上，價(jià)格低廉，但轉(zhuǎn)換速度不高。ADC的主要性能指標(biāo)是：分辨率；轉(zhuǎn)換時(shí)間；精度；輸入電壓范圍；輸入電阻（阻值）；供電電源；數(shù)字輸出特性；工作環(huán)境（周圍的溫度、濕度）；保存環(huán)境等。要選擇適當(dāng)?shù)腁DC，要看其使用目的。在本次設(shè)計(jì)中，使用的是ADC0809。ADC0809是8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，它是采用逐次逼近的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的。ADC0809是CMOS的8位單片A/D轉(zhuǎn)換器。片內(nèi)有8路模擬開關(guān)，可控制選擇8個(gè)模擬量中的一個(gè)。A/D轉(zhuǎn)換采用逐次逼近原理。輸出的數(shù)字信號(hào)有TTL三態(tài)緩沖器控制，故可直接連至數(shù)據(jù)總線。主要功能有：=1\*GB3①分辨率為8位=2\*GB3②總的不可調(diào)誤差在±1/2LSB和±1LSB范圍內(nèi)。=3\*GB3③轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us。=4\*GB3④具有鎖存控制的8路多路開關(guān)。=5\*GB3⑤輸出有三態(tài)緩沖器控制。=6\*GB3⑥單一5V電源供電，此時(shí)模擬輸入范圍為0～5V。=7\*GB3⑦輸出與TTL兼容。=8\*GB3⑧工作溫度范圍為－40℃～85℃。（1）ADC0809功能方框圖模擬輸入部分有8路多路開關(guān)，可由三位地址輸入ADDA、ADDB、ADDC的不同組合來選擇（這三條地址輸入信號(hào)可鎖存）。主體是采用逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換電路，由CLK信號(hào)控制內(nèi)部電路的工作，由START信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開始。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)在內(nèi)部鎖存，通過三態(tài)緩沖器接至輸出端。其引腳如圖3.2所示。其中，START為啟動(dòng)命令，高電平有效。由它啟動(dòng)ADC0809內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換過程。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號(hào)(EndofConvert)有效（低電平有效）。OE（OutputEnable）為輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)在此輸入端供給一個(gè)有效信號(hào)時(shí)，打開輸出三態(tài)緩沖器，把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果輸至數(shù)據(jù)總線。圖3.20809的引腳（2）ADC0809時(shí)序當(dāng)模擬量送至某一輸入端后，由三位地址信號(hào)來選擇，地址信號(hào)由地址鎖存允許ALE（AddressLatchEnable）鎖存。由啟動(dòng)命令START啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成輸出一個(gè)負(fù)脈沖，外界的輸出允許信號(hào)OE，打開三態(tài)緩沖器把轉(zhuǎn)換的結(jié)果輸至數(shù)據(jù)總線。一次A/D轉(zhuǎn)換的過程就完成了。（3）ADC0809與CPU的接口當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換片子與CPU接口時(shí)除了數(shù)據(jù)的輸出（至CPU）外，與通常的I/O接口一樣，還需要有控制和狀態(tài)信息。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，A/D的輸入端接至采樣－保持電路的輸出。但轉(zhuǎn)換的開始，要由CPU用軟件來控制（輸出一條指令）；而轉(zhuǎn)換總是需要一定的時(shí)間才能完成，故A/D轉(zhuǎn)換電路必須給出一個(gè)DONE/BUSY的狀態(tài)信息[7]。此次設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用的一個(gè)最小系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中主要解決的問題有：由于MCS8051單片機(jī)是8位機(jī)，在顯示模塊中顯示氣體濃度的數(shù)字有3位，需要在軟件系統(tǒng)中對(duì)數(shù)字進(jìn)行處理，這樣才能夠正常運(yùn)行；單片機(jī)中P0，P1，P2以及P3口都能用于和ADC0809之間進(jìn)行連接，本次設(shè)計(jì)采用P1口和ADC0809進(jìn)行連接；使用INT0口通過一個(gè)非門與ADC0809的EOC相連接，目的是利用單片機(jī)的中斷口來調(diào)節(jié)控制整個(gè)系統(tǒng)并且給軟件設(shè)計(jì)中寫中斷程序帶來方便；ADDA、ADDB、ADDC分別與單片機(jī)的P2.0,P2.1,P2.2相連，用于控制ADC0809的八路模擬轉(zhuǎn)換。由于應(yīng)用0809的時(shí)序和單片機(jī)時(shí)序的不同，時(shí)鐘端不能直接相連，之間應(yīng)加入一個(gè)分頻電路，采用D觸法器。時(shí)鐘連接圖如圖3.3所示：圖3.3ADC0809與單片機(jī)時(shí)鐘端的連接ADC0809芯片與單片機(jī)的連接圖如圖3.4：圖3.4ADC0809與單片機(jī)的連接在本次設(shè)計(jì)中，為了能對(duì)單片機(jī)直接寫入程序，避免調(diào)試過程中不斷的插拔單片機(jī)，特制作了一個(gè)數(shù)據(jù)接口，用于和編程器相連。在寫入程序時(shí)，應(yīng)用單片機(jī)的P1.5,P1.6,P1.7以及RESET四個(gè)端口。寫程序的過程中應(yīng)將ADC0809的OE使能端接地。編程器接口電路如圖3.5：3.2.2電源電路本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用的電源為+5V直流電壓源。電源電路如圖3.6所示為了使硬件調(diào)試方便，應(yīng)用電腦USB接口提供硬件電源。下面對(duì)USB供電做簡(jiǎn)單介紹?，F(xiàn)在主板對(duì)于USB設(shè)備大多使用兩種供電方式，使用5VSB供電和5V供電。兩種供電模式的主要區(qū)別為：

1.5VSB供電模式下，系統(tǒng)關(guān)機(jī)（S5）或進(jìn)入休眠（S3）后5VSB仍然存在，USB端口仍然會(huì)有5V電壓；使用5V供電（不論是直接使用電源的5V還是由其它地方分壓而來）在休眠后USB端口沒有電壓。圖3.5編程器接口電路 圖3.6常規(guī)供電示意圖2.只有在使用5VSB供電模式下，才能在休眠的情況下使用USB設(shè)備喚醒系統(tǒng)（當(dāng)然主板BIOS中一定要對(duì)WakeupByUSBDevice選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置）。在過去由于商用機(jī)型很少使用USB設(shè)備，因此對(duì)于USB供電模式并沒有嚴(yán)格的要求，隨著USB設(shè)備的大量出現(xiàn)，不得不考慮這個(gè)問題。目前5VSB供電和5V供電都存在一定的不足。

A.5VSB供電模式：所有電源對(duì)5VSB的最大電流都有規(guī)格定義，一般為1A～2A。如果嚴(yán)格按照USBSPEC考慮USB設(shè)備供電要求（即耗電流<=500MA，如果耗電流>500MA的設(shè)備需要使用外置電源供電），1A可以滿足USB設(shè)備對(duì)電流的要求（USB鍵盤100mA，USB鼠標(biāo)100mA）。但是目前USB設(shè)備生產(chǎn)廠家混雜，很多廠家生產(chǎn)的設(shè)備超出了USBSPEC的要求同時(shí)為了COSTDOWN沒有使用外置電源。這樣在5VSB供電的情況下可能會(huì)出現(xiàn)個(gè)別USB設(shè)備無法正常工作的情況。

B.5V供電模式：進(jìn)行STR休眠喚醒后返回系統(tǒng)時(shí)因USB設(shè)備經(jīng)過從失電至得電過程，有可能出現(xiàn)喚醒后USB設(shè)備無法工作必須重新插拔USB設(shè)備才能重新使用，雖然可以修改BIOS使得USB設(shè)備在這種情況下能使用，但將經(jīng)常發(fā)生STR后重新查找USB設(shè)備的問題。5V可以提供較大的電流、兼容更多的非標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備但會(huì)存在休眠喚醒的問題，5VSB雖然無問題但是對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備的兼容性不好。左右權(quán)衡之后，使用5VSB為USB供電。目前使用的主板多數(shù)通過跳線控制是否使用5VSB為USB供電（QDI使用JUSB和JFUSB兩個(gè)跳線）。使用的810E2U主板已經(jīng)使用5VSB為USB設(shè)備供電。在使用5VSB供電后還需要進(jìn)行一些工作，首先是電源部分需要引入對(duì)5VSB電流的規(guī)格限定，最小也要有2A，以下是USB的供電示意圖。圖3.7USB供電示意圖3.2.3傳感器的選擇及電路傳感器概述(1)傳感器的定義人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件稱為傳感器，傳感器實(shí)質(zhì)是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)：它是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。如果沒有傳感器對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠的測(cè)量，那么，無論是信號(hào)轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制部將無法實(shí)現(xiàn)。同時(shí)傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之—。(2)傳感器的作用①信息的收集科學(xué)研究中的計(jì)量測(cè)試，產(chǎn)品制造與銷售中所需的計(jì)量等都要由測(cè)量而獲得準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)對(duì)某種特定要求，需檢測(cè)目標(biāo)物的存在狀態(tài)，把某狀態(tài)的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)：對(duì)系統(tǒng)或裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也由傳感器來實(shí)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，發(fā)出警告信號(hào)并啟動(dòng)保護(hù)電路工作。這樣可以對(duì)系統(tǒng)或裝置進(jìn)行正常運(yùn)行與安全管理。判斷產(chǎn)品是否合格，或人體某部位的異常診斷等都需由傳感器的測(cè)量來完成。②信息數(shù)據(jù)的交換把以文字、符號(hào)、代碼、圖形等多種形式記錄在紙或膠片上的信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等易處理的信號(hào)數(shù)據(jù)?；蛘咦x出記錄在各種媒介體上的信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，磁盤與光盤的信息讀出磁頭就是一種傳感器。③控制信息的采集。檢測(cè)控制系統(tǒng)處于某種狀態(tài)的信息，并由此控制系統(tǒng)的狀態(tài)，或者跟蹤系統(tǒng)變化的目標(biāo)值。(3)傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、傳感元件和測(cè)量電路三部分組成有時(shí)還加上輔助電源。通?？捎梅綁K圖來表示，如下圖3.8所示：圖3.8傳感器的組成敏感元件——直接感受被測(cè)量(一般為非電量)，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的其它量(也可以包括電量)的元件。傳感元件——又稱變換器，是傳感器的重要組成元件。傳感元件可以直接感受被測(cè)量(—般為非電量)而輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的電量。也可以不直接感受被測(cè)量，而只感受與被測(cè)量成確定關(guān)系的其它非電量。測(cè)量電路——能把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、控制和處理的有用電傳號(hào)的電路。測(cè)量電路視傳感元件的類型而定。使用較多的是電橋電路，也使用其他特殊電路，如高阻抗輸入電路、脈沖調(diào)寬電路、維持振蕩的激振電路等。由于傳感元件的輸出信號(hào)一般比較小，為了便于顯示和記錄，大多數(shù)測(cè)量電路還包括了放大器。(4)傳感器的分類傳感器的分類見表3.2所示：傳感器設(shè)計(jì)要點(diǎn)根據(jù)以上對(duì)傳感器相關(guān)知識(shí)的介紹，我們可以明確傳感器是測(cè)量、控制系統(tǒng)的入口，必須具備良好的性能。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意以下要點(diǎn)[12]：(1)輸入和輸出之間成比例，直線性好、靈敏度高、分辨力強(qiáng)、測(cè)量范圍寬。(2)滯后、漂移誤差小，(3)動(dòng)態(tài)特性良好。(4)功耗小。(5)時(shí)間老化特性優(yōu)良，抗腐蝕性強(qiáng)。(6)與被測(cè)體匹配良好，即不因接入傳感器而使被測(cè)對(duì)象受到影響，受被測(cè)量之外的量影響小。(7)體積小、重量輕、價(jià)格低廉。(8)故障率低，易于校準(zhǔn)和維修。(9)由于傳感元件的輸出信號(hào)一般比較小，為了便于能夠驅(qū)動(dòng)控制電路，在傳感器電路中還應(yīng)該包括放大器。鑒于上述選擇要點(diǎn)，本文中用到的一氧化碳傳感器必須具備測(cè)量效果好、功耗小、動(dòng)態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價(jià)格低廉幾個(gè)主要特征。為此我們選擇高溫型一氧化碳傳感器TP-2。它完全符合上述條件，并且最為主要的特點(diǎn)是此傳感器精度高，無需溫度補(bǔ)償。這樣不僅簡(jiǎn)化了電路，而且還降低了成本，實(shí)為良好的選擇。表3.2傳感器的分類分類方法傳感器的種類說明按輸入量分類位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等傳感器按被測(cè)物理量命名按工作原理分類應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式等傳感器以工作原理命名按物理現(xiàn)象分類結(jié)構(gòu)型傳感器傳感器依賴其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信息的變化物性型傳感器傳感器依賴其敏感元件的物理特性來實(shí)現(xiàn)信息的變化按能量關(guān)系分類能量轉(zhuǎn)換型傳感器傳感器直接將被測(cè)量的能量直接轉(zhuǎn)化成輸出量的能量能量控制型傳感器由外部供給傳感器能量，而由被測(cè)量來控制輸出能量按輸出信號(hào)分類模擬式傳感器輸出量為模擬量數(shù)字式傳感器輸出量為數(shù)字量傳感器與ADC0809的連接三路檢測(cè)結(jié)果從IN1、IN2、IN4輸入,轉(zhuǎn)換順序由ADDA、ADDB、ADDC控制，控制方法如表3.3所示。轉(zhuǎn)換結(jié)果送單片機(jī)P1口供單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其中三路檢測(cè)結(jié)果由三個(gè)一氧化碳傳感器提供，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了使編程方便，使用IN1、IN2、IN4口接收傳感器信號(hào)。單個(gè)傳感器電路在上文中已經(jīng)介紹到了，傳感器與ADC0809的連接電路圖如圖3.9。表3.3ADC0809的通道選擇方法ADDCADDBADDA選中通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7圖3.9傳感器與ADC0809的連接電路圖3.2.4事故處理電路的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)的T1中斷口連接音樂報(bào)警器，T2中斷口連接電磁閥和排氣扇。為防止市電對(duì)系統(tǒng)的干擾，T1和T2端都經(jīng)過光電耦合管對(duì)電磁閥和排風(fēng)扇進(jìn)行控制。當(dāng)檢測(cè)到氣體濃度超過100ppm時(shí)，音樂報(bào)警器開始報(bào)警，2分鐘報(bào)警無效后關(guān)閉電磁閥并啟動(dòng)排氣扇。光電耦合器概述光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電—光—電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。(1)工作原理在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電—光—電的轉(zhuǎn)換。(2)基本工作特性①共模抑制比很高在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?pF以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。②輸出特性光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當(dāng)IF>0時(shí)，在一定的IF作用下，所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無關(guān)。IC與IF之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。③光電耦合器可作為線性耦合器使用在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。光電藕荷器在設(shè)計(jì)中的作用光電耦合器件有很多用處，可用做隔離、控制作用，可用于接口電路、監(jiān)視電路、光電計(jì)數(shù)器等裝置。在本設(shè)計(jì)中，主要是起隔離、控制的作用，一頭連接單片機(jī)，另一頭連接電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。使兩部分的電流相互獨(dú)立，這樣驅(qū)動(dòng)電路中較大的電流。不至于回饋、影響另一端的電路。光電藕荷器件的選用和設(shè)計(jì)(1)器件的選用結(jié)合上面對(duì)光電耦合器的簡(jiǎn)介、分析和替換原則。方案選用4N25。4N25內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖如下圖3.10所示：管腳功能：①電源，②輸入斷口，③不接，④輸出口一，⑤輸出口二，⑥不接(2)電路的設(shè)計(jì)電路圖如下圖3.11所示：光電耦合器4N25起到耦合脈沖信號(hào)和隔離單片機(jī)MCS8051系統(tǒng)與輸出部分的作用，使兩部分的電流相互獨(dú)立。輸出部分的地線接機(jī)殼或大地，MCS8051系統(tǒng)的電源地線浮空、不與交流電源的地線相接，這樣可以避免輸出部分電源變化對(duì)單片機(jī)電源的影響，減小系統(tǒng)所受的干擾，提高系統(tǒng)可靠性。圖3.104N25內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖（注：該圖應(yīng)自己繪制，不要現(xiàn)成圖片?。﹫D3.11光電耦合部分的設(shè)計(jì)事故處理電路如圖3.12。圖3.12事故處理電路3.2.5顯示電路的設(shè)計(jì)現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管流行采用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，但發(fā)現(xiàn)一些顯示（LED數(shù)碼管）電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，沒有充分利用單片機(jī)的電器特點(diǎn)、沒有采用“硬件軟化”的方法。直接用單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)口作為數(shù)碼管的8段顯示驅(qū)動(dòng)口。這種顯示方式雖然簡(jiǎn)便，電路也最簡(jiǎn)單，但顯示的位數(shù)很少（最多四位）。但已經(jīng)滿足了此次設(shè)計(jì)要求，所以選用此種方式。（1）LED的結(jié)構(gòu)原理發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。簡(jiǎn)稱LED(LightEmittingDiode)。LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。八段LED顯示管有八只發(fā)光二極管組成，編號(hào)是a、b、c、d，e，f和SP，分別和同名管腳相連。七段LED顯示管比八段LED少一只發(fā)光二極管SP，其它和八段LED相同。在給每個(gè)二極管通電后，二極管發(fā)光后表示要顯示的數(shù)字的一部分，當(dāng)組成這個(gè)數(shù)字的所有二極管都發(fā)亮?xí)r，才能正確的顯示這個(gè)數(shù)字。LED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一段筆畫發(fā)亮。控制不同組合的二級(jí)管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。使用LED顯示器的時(shí)候，為了顯示數(shù)字或是