畢業(yè)設(shè)計(jì)單片機(jī)煤氣報(bào)警器

摘要全國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)開展迅猛，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)開展?jié)摿薮蟆５请S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平安和不穩(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擇一種適合的室內(nèi)煤氣泄露報(bào)警器實(shí)為必要之舉。燃?xì)鈭?bào)警器的核心是氣體傳感器。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?，隨之產(chǎn)生電信號(hào)，供燃?xì)鈭?bào)警器后級(jí)線路處理。經(jīng)過(guò)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)鉂舛鹊竭_(dá)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。本文正是通過(guò)分析目前燃?xì)鈭?bào)警器的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制作室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)平安。關(guān)鍵詞：氣體傳感器；煤氣泄漏；煤氣報(bào)警AbstractTherapiddevelopmentofthenationalgasindustry,liquefiedgas,naturalgas,coalgasandothercitygasasacleanenergybusinessandurbanresidentsinusershasbeenwidelyused,andgasindustryhasgreatpotential.Butwiththeextensiveuseofgas,duetogasleakcausedanexplosion,poisoningandfireaccidentshavealsooccurredtosomeextent,increasedthecity'sinsecurityandinstability.Inorderforgastobetterbenefitthepeople,thebenefitofthecommunity,toreduceandeliminateallduetogasleakcausedtheexplosionandfire,thegasunitandresidentialcustomersusetoselectasuitableindoorgasleakalarmisactuallynecessarymove.Gassensoristhecoreofcombustiblegas.Whenthegasfacegassensor,thesensorresistancechangewithgasconcentration,theresultingelectricalsignalforprocessingofcombustiblegaslineaftertheclass.Afterdealingwithelectroniccircuitintoavoltageproportionaltotheconcentrationchangesignaltobecompensatedbythelinearcircuit,thesignallinearization,bycomputerprocessing,logicalanalysis,theoutputofvariouscontrolsignals,thatis,whenthegasconcentrationalarmsetvalue,combustiblegasaudiblealarmsignalcandisplaygasconcentrationorstartanexternaltransportequipment.Itisthroughthisanalysisofthecurrentstatusofcombustiblegas,indoordesignfaultmonitoringalarmsystemtoprotectpeople'slivesandproperty.Keywords：Gassensor；GasLeak；GasAlarm目錄摘要IAbstractII目錄PAGEIII1緒論11.1課題背景11.2燃?xì)鈭?bào)警器的概述21.3課題研究的目的及意義21.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)22系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)42.1設(shè)計(jì)要求42.2設(shè)計(jì)思路42.3設(shè)計(jì)方案52.3.1方案一62.3.2方案二62.3.3方案確實(shí)定72.4系統(tǒng)方案組成72.4.1系統(tǒng)三大局部82.4.2系統(tǒng)框圖93系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)103.1氣體濃度檢測(cè)模塊103.2主控模塊103.3設(shè)置報(bào)警模塊144硬件電路設(shè)計(jì)與分析154.1系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)154.1.1三端固定式集成穩(wěn)壓器154.1.2+5V電源電路的設(shè)計(jì)164.2信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)174.2.1氣敏傳感元件特性174.2.2信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)184.3A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)194.3.1ADC0809[6]的介紹194.3.2電路具體設(shè)計(jì)方法214.4存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì)224.5顯示器電路的設(shè)計(jì)234.5.1顯示模塊LCD1602234.5.2電路設(shè)計(jì)方法234.6報(bào)警器電路的設(shè)計(jì)244.7鍵盤電路的設(shè)計(jì)234.7.1鍵盤的工作原理224.7.2鍵盤的識(shí)別方法224.7.3鍵盤的工作方式224.8串口通信電路的設(shè)計(jì)234.8.1RS-232標(biāo)準(zhǔn)244.8.2接口信號(hào)[1]245軟件設(shè)計(jì)255.1單片機(jī)編程[2]255.2程序框圖和主要程序246實(shí)驗(yàn)調(diào)試256.1硬件調(diào)試256.2軟件調(diào)試256.3調(diào)試結(jié)果276.4小結(jié)27參考文獻(xiàn)29結(jié)論30致謝30附錄131附錄232緒論1.1課題背景煤氣的主要成分是CO、氫和烷烴、烯烴、芳烴等。煤氣有毒是因?yàn)槠渲械腃O、芳烴等能與人體中的血紅蛋白結(jié)合，造成缺氧，使人昏迷不醒甚至死亡，在低濃度下也能使人頭暈、惡心及虛脫。一氧化碳〔CO〕為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)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(zhǎng)，均可造成急性中毒。CO主要來(lái)自取暖燃料，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(guò)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到達(dá)5%時(shí)，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生慢性損害，到達(dá)60%時(shí)就會(huì)昏迷，到達(dá)90%就會(huì)死亡。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(guò)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)平安。本文正是通過(guò)分析目前燃?xì)鈭?bào)警器的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制作室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)平安。1.2燃?xì)鈭?bào)警器的概述首先我們應(yīng)對(duì)國(guó)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(guò)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)鉂舛鹊竭_(dá)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〕。1.3課題研究的目的及意義因此設(shè)計(jì)出性能更加可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)已成為市場(chǎng)的需要。目前，現(xiàn)有煤氣檢測(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)的是廣闊居民。1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容本文利用單片機(jī)電路制作室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)鍵的兩個(gè)局部：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(guò)程中需要解決的關(guān)鍵的問(wèn)題。〔1〕硬件任務(wù)單片機(jī)室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的硬件主要有3大局部，即濃度檢測(cè)和顯示模塊、主控模塊和設(shè)置報(bào)警模塊。濃度檢測(cè)模塊主要由半導(dǎo)體氣體傳感器QM-N5組成，它是整個(gè)系統(tǒng)中關(guān)鍵的元件；顯示局部由LCD1602組成。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。設(shè)置報(bào)警模塊主要由鍵盤和報(bào)警器等組成，這個(gè)模塊是對(duì)報(bào)警煤氣濃度進(jìn)行設(shè)置和濃度過(guò)高的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警處理。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(wèn)題的過(guò)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〕軟件任務(wù)它的軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序和中斷處理兩大局部：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)行屢次調(diào)試，分塊編程。對(duì)各個(gè)子程序塊所解決的問(wèn)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系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能：系統(tǒng)能巡回檢測(cè)四個(gè)不同位置的煙霧和煤氣濃度，把檢測(cè)到的信號(hào)送單片機(jī)處理，處理過(guò)的數(shù)據(jù)送顯示器顯示和送存儲(chǔ)器保存，在煙霧和煤氣濃度到達(dá)設(shè)置值時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警。2.2設(shè)計(jì)思路本設(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)的根本功能，設(shè)計(jì)大致應(yīng)該分為信號(hào)采集放大，信號(hào)處理控制，系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警三個(gè)局部。①信號(hào)采集局部即通過(guò)氣體傳感器檢測(cè)室內(nèi)氣體濃度，將這種變化量轉(zhuǎn)化成電壓模擬量的變化，然后通過(guò)運(yùn)放進(jìn)行必要的放大。②信號(hào)處理局部是將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入控制器進(jìn)行處理，并將處理過(guò)的信號(hào)送存儲(chǔ)器保存和送顯示器顯示。③系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警局部是通過(guò)預(yù)定控制方式并利用蜂鳴器報(bào)警實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的準(zhǔn)確操作。〔2〕依據(jù)上面所說(shuō)的思路，得到如下一些根本的結(jié)論：①信號(hào)采集局部為了能準(zhǔn)確采集到氣體濃度的變化應(yīng)選用半導(dǎo)體氣體傳感器，為使其有效的檢測(cè)室內(nèi)氣體濃度，采用電阻型半導(dǎo)體氣體傳感器；而放大局部使用運(yùn)放進(jìn)行比例和反相兩級(jí)放大。②信號(hào)處理局部為了實(shí)現(xiàn)精確控制，采用單片機(jī)較為適宜。將模擬信號(hào)送A/D模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)處理后送存儲(chǔ)器保存和送顯示器顯示。③系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警局部可以考慮采用4×4鍵盤設(shè)置初始值和蜂鳴器報(bào)警。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)思想框圖如以下圖2-1所示：信號(hào)采集放大信號(hào)處理控制系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警信號(hào)采集放大信號(hào)處理控制系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警圖2-1設(shè)計(jì)思想框圖2.3設(shè)計(jì)方案2.3.1方案一采用雙傳感器[4]，采用相互補(bǔ)償?shù)姆椒z測(cè)房間氣體濃度，將檢測(cè)的到濃度信號(hào)送入A/D芯片中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用AT89S51單片機(jī)控制聲音報(bào)警以及將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在顯示器顯示出來(lái)。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(guò)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。由于本課題要求采用四路巡回檢測(cè)，如果采用本方案那么就需要8個(gè)特性相同的半導(dǎo)體氣體傳感器〔4個(gè)密封檢測(cè)氣體濃度，另外4個(gè)做補(bǔ)償〕，為了到達(dá)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(guò)大、功耗高、本錢太高。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。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(guò)大、功耗高、本錢太高，所以不予采納。2.3.2方案二采用高性能半導(dǎo)體氣體傳感器[5]，采用四路巡回檢測(cè)的方法檢測(cè)房間氣體濃度，將檢測(cè)的到濃度信號(hào)送入A/D芯片中進(jìn)行模--數(shù)轉(zhuǎn)換，利用AT89S51單片機(jī)控制聲音報(bào)警、鍵盤輸入、存儲(chǔ)器運(yùn)行，并且將氣體傳感器檢測(cè)到的濃度值在LCD顯示器上顯示出來(lái)。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，降低了本錢，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。提出本次設(shè)計(jì)采用QM-N5型氣體傳感器?，F(xiàn)在特將此傳感器簡(jiǎn)單介紹如下：(1)特點(diǎn)：QM-N5型氣體傳感器[6]是以金屬氧化物SnO2為主體材料的N型半導(dǎo)體氣敏元件，當(dāng)元件接觸復(fù)原性氣體時(shí)，其電導(dǎo)率隨氣體濃度的增加而迅速升高。靈敏度較高，穩(wěn)定性較好，響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短。用它做成的報(bào)警器完全可以到達(dá)UL2034標(biāo)準(zhǔn)，不需溫、濕度補(bǔ)償。(2)工作條件：工作電壓：5V±0.5V靜態(tài)功耗：≤0.5W(加熱絲冷態(tài)電阻為50Ω±2Ω)環(huán)境條件：溫度-10℃～+50℃,相對(duì)濕度≤95%初期穩(wěn)定時(shí)間：≤15分鐘響應(yīng)時(shí)間：≤10s檢測(cè)煤氣濃度范圍：50～20000ppm(3)對(duì)一氧化碳反響的敏感度[7]：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)果說(shuō)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。方案確實(shí)定現(xiàn)今半導(dǎo)體氣體傳感器技術(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[8]，極大的簡(jiǎn)化了電路和降低了本錢。鑒于對(duì)以上三個(gè)方案的比照分析，方案三最符合設(shè)計(jì)要求，所以我選擇使用方案三來(lái)設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體電路。2.4系統(tǒng)方案組成本設(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)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)。系統(tǒng)三大局部單片機(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)[9]：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)成的根本系統(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)的根底上加上面向?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。系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)由三大局部九個(gè)不同電路組成，系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)框圖如以下圖2-4所示：一路傳感器ADC0809二路傳感器單片機(jī)AT89S51三路傳感器四路傳感器一路傳感器ADC0809二路傳感器單片機(jī)AT89S51三路傳感器四路傳感器2K存儲(chǔ)器報(bào)警器4×4鍵盤串口通信LCD5V電源圖2-4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖信號(hào)采集局部：1~4路傳感器電路；信號(hào)處理局部：A/D轉(zhuǎn)換電路，2K存儲(chǔ)器電路，LCD顯示電路，串口通信電路，單片機(jī)復(fù)位電路；設(shè)置報(bào)警局部：4×4鍵盤電路，報(bào)警器電路。3系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)3.1氣體濃度檢測(cè)模塊室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用四路巡回檢測(cè)的方法，檢測(cè)器件采用QM-N5型氣體傳感器[6]檢測(cè)房間氣體濃度，檢測(cè)結(jié)果送入模/數(shù)芯片ADC0809中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)選用了半導(dǎo)體氣體傳感器，半導(dǎo)體氣體傳感器主要使用半導(dǎo)體氣敏材料。自從1962年半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，目前已成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。3.2主控模塊AT89S51引腳圖如圖3-1所示，下面分別介紹其引腳。主電源引腳Vss，Vcc，Vss(20腳):接地。Vcc(40腳):主電源+5V?！?〕外接晶振引腳XTAL1〔19腳〕，XTAL2(18腳)XTAL1：在單片機(jī)內(nèi)部，它是一反相放大器輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。它采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2：在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，那么此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入。圖3-1AT89S51引腳功能圖〔3〕輸入/輸出引腳P0，P1，P2，P3：P0.0～P0.7(39～32腳):PO是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)，故這些I/O線有地址線/數(shù)據(jù)線之稱，簡(jiǎn)寫為AD0～AD7。在EPROM編程時(shí)，從P0輸入指令字節(jié)，在驗(yàn)證程序時(shí)，那么輸出指令字節(jié)(驗(yàn)證時(shí)，要外接上拉電阻)。Pl.0～P1.7(1～8腳):Pl是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在EPROM編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它輸入低8位地址。P2.0～P2.7(21～28腳):P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址，即A8～A15。在對(duì)EPROM編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它輸入高8位地址。P3.0～P3.7(10～17腳):P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在整個(gè)系統(tǒng)中，這8個(gè)引腳還具有專門的第二功能。〔4〕控制線〔4條〕RST：AT89S51的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電位工作，當(dāng)要對(duì)芯片用時(shí)，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項(xiàng)工作，使得內(nèi)部特殊功能存放器的內(nèi)容均被設(shè)成狀態(tài)。ALE/PROG：ALE是英文"ADDRESSLATCHENABLE"的縮寫，表示允許地址鎖存允許信號(hào)。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE信號(hào)負(fù)跳變來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器(如74LS373)，將端口P0的地址總線(A0-A7)鎖存進(jìn)入鎖存器中。在非訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器期間，ALE引腳的輸出頻率是系統(tǒng)工作頻率的1/16，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他外圍芯片的時(shí)鐘輸入。當(dāng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器期間，將以1/12振蕩頻率輸出。EA/VPP：該引腳為低電平時(shí)，那么讀取外部的程序代碼(存于外部EPROM中)來(lái)執(zhí)行程序。因此在8031中，EA引腳必須接低電位，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用AT89S51或其它內(nèi)部有程序空間的單片機(jī)時(shí)，此引腳接成高電平使程序運(yùn)行時(shí)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)程序指針PC值超過(guò)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址(如8051/8751/89C51的PC超過(guò)0FFFH)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器繼續(xù)運(yùn)行。PSEN：此為"ProgramStoreEnable"的縮寫。訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器讀取指令碼時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生二次PSEN信號(hào)。在執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令時(shí)，不產(chǎn)生PSEN信號(hào)，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)時(shí)，亦不產(chǎn)生PSEN信號(hào)。以下是單片機(jī)的工作方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作方式包括：復(fù)位方式，程序執(zhí)行方式，單步執(zhí)行方式，掉電、節(jié)電方式以及EEPROM編程和校驗(yàn)方式。1〕復(fù)位方式RST引腳時(shí)復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該在24個(gè)時(shí)鐘周期以上，假設(shè)時(shí)鐘頻率為6MHz,那么復(fù)位信號(hào)至少應(yīng)持續(xù)4us以上，才可以使單片機(jī)可靠復(fù)位。復(fù)位以后，內(nèi)部各存放器進(jìn)入以下狀態(tài):PC0000HACC00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0～P3FFHIP**000000BIE0*000000BTMOD00HTCON00HTL000HTH000HTL100HTH100HSCON00HSBUF不定PCON0***0000B復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器PC[15]的值是0000H說(shuō)明：AT89S51單片機(jī)的程序起始位置是在內(nèi)存的0000H，也就是說(shuō)程序的第一條指令必須存入內(nèi)存的0000H單元，程序才可能在復(fù)位后，直接運(yùn)行。只要Vcc上升時(shí)間不超過(guò)1ms，通過(guò)在Vcc和RST引腳之間一個(gè)10uF電容，RST和Vss引腳〔即地〕之間加一個(gè)10kΩ的電阻，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即翻開電源就可以自動(dòng)復(fù)位。也可以進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，在Vcc和RST引腳之間接一個(gè)按鍵，即可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電路可以參考圖3-2：圖3-2單片機(jī)復(fù)位電路2〕程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的根本工作方式。所執(zhí)行的程序可以放在內(nèi)部ROM、外部ROM或者同時(shí)放在內(nèi)外ROM中。假設(shè)程序全部放在外部ROM中〔如對(duì)8031〕，那么應(yīng)使EA=0；否那么，可令EA=1。由于復(fù)位后PC=0000H,所以程序的執(zhí)行總是從地址0000H開始的。但真正的程序一般不可能從0000H開始存放，因此，需要在0000H單元開始存放一條轉(zhuǎn)移指令，從而使程序跳轉(zhuǎn)到真正的程序入口地址。3〕單步執(zhí)行方式單步執(zhí)行方式是使程序的執(zhí)行處在外加脈沖〔通常用一個(gè)按鍵產(chǎn)生〕的控制下，一條指令一條指令地執(zhí)行，即按一次鍵，執(zhí)行一條指令。序返回至少要在執(zhí)行一條指令后才能重新進(jìn)入中斷。將外加脈沖加到INT0輸入，平時(shí)為低電平。通過(guò)編程規(guī)定INT0信號(hào)是低電平有效，因此不來(lái)脈沖時(shí)總是處于響應(yīng)中斷的狀態(tài)。在中斷效勞程序中要安排這樣的指令：JNBP3.2；假設(shè)INT0=0，不往下執(zhí)行JBP3.2；假設(shè)INT0=1，不往下執(zhí)行RETI；返回主程序執(zhí)行一條指令4〕掉電和節(jié)電方式在掉電方式下，單片機(jī)的耗電降至最小。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，VPD應(yīng)該保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間〔約10ms〕，以保證振蕩器的起振和到達(dá)穩(wěn)定，然后重新開始正常工作。在掉電方式下，CPU暫時(shí)不工作，但也隨時(shí)準(zhǔn)備恢復(fù)工作。3.3設(shè)置報(bào)警模塊此模塊主要由鍵盤、報(bào)警器[11]組成(相關(guān)的電路設(shè)計(jì)下一章將會(huì)有詳細(xì)的介紹)。氣體濃度經(jīng)過(guò)鍵盤設(shè)置后送單片機(jī)記錄，在采集到的氣體濃度過(guò)大，超過(guò)平安值時(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，提供報(bào)警效勞。4硬件電路設(shè)計(jì)與分析每一個(gè)設(shè)計(jì)都要以一定的知識(shí)為根底，知識(shí)的多少在一定程度上決定了設(shè)計(jì)出來(lái)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(lái)設(shè)計(jì)硬件電路，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、放大、轉(zhuǎn)換和顯示等功能。軟件知識(shí)用來(lái)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)用到的一些根本知識(shí)和主要芯片。電路的設(shè)計(jì)都在建立在理論的根底上。理論依據(jù)的成立與否在很大程度上決定了電路設(shè)計(jì)的成功，也整個(gè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)的根本。為此，本章將著重介紹硬件電路的設(shè)計(jì)以及分析。4.1系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路所組成，以前電子設(shè)備中的穩(wěn)壓器大都由分立元器件構(gòu)成，現(xiàn)在研制成功了各種集成穩(wěn)壓器。下面簡(jiǎn)單介紹本設(shè)計(jì)使用到的電源器件：三端固定式集成穩(wěn)壓器。三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器有78XX/79XX系列，它是固定輸出電壓式穩(wěn)壓器，片內(nèi)有過(guò)流保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)功能，外接兩只電容就可以簡(jiǎn)單構(gòu)成穩(wěn)壓電路，如圖4-1所示。當(dāng)輸入電壓Vi、輸出電流Io或溫度變化時(shí)，輸出電壓Vo可保持不變；另外當(dāng)輸出短路，可使輸出電流Io現(xiàn)在為一定值；假設(shè)集成穩(wěn)壓器過(guò)熱，那么穩(wěn)壓器停止工作，也防止穩(wěn)壓器遭到損壞。圖中C1用以抑制過(guò)電壓，抵消因輸入線過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的電感效應(yīng)并消除自激振蕩；C2用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，即瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。C1，C2一般選用滌綸電容，容量為0.1μF或者幾個(gè)μF。安裝時(shí)，兩電容應(yīng)直接與三端集成穩(wěn)壓器的引腳根部相連。78XX系列為正電壓輸出，79XX為負(fù)電壓輸出，各自有100mA、500mA和1.5A三個(gè)系列。78XX系列和79XX系列的管腳配置不同，在接線的時(shí)候要特別注意。如上圖所示，三端穩(wěn)壓器的三端是輸入端Vi、輸出端VO和公共端COM，使用公共端通常接地。它的內(nèi)部有效電路由調(diào)整管、保護(hù)電路、控制電路和誤差放大器等組成，Vo-COM間電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比擬，工作時(shí)經(jīng)常保持一致，當(dāng)輸入電壓Vi或輸出電流Io變化時(shí)，使輸出Vo保持穩(wěn)定。三端穩(wěn)壓器[12]為了使電路能穩(wěn)定工作，在輸入端和輸出端分別接入電容。輸入端穩(wěn)定電容是當(dāng)穩(wěn)壓器輸入阻抗降低時(shí)，防止發(fā)生震蕩，可采用0.1～1uF的陶瓷電容,在應(yīng)用中一般要在輸入端前加一個(gè)電解電容，即平滑電容。當(dāng)平滑電容距離穩(wěn)壓器很近時(shí)，可以省掉陶瓷電容。輸出端電容也是穩(wěn)定電容，對(duì)于降低輸出紋波、輸出噪聲及負(fù)載電流變化的影響有很好的效果，采用0.1～1uF的陶瓷電容就可以了。電源電路的設(shè)計(jì)根據(jù)以上所介紹的參數(shù)，本系統(tǒng)所用+5V電源采用7805穩(wěn)壓管，將由變壓器送出來(lái)的9V交流電壓變成5V直流電壓。本電路使用整流全橋?qū)?V交流電壓進(jìn)行整流，然后經(jīng)過(guò)濾波電路送入7805穩(wěn)壓管，從而得到穩(wěn)定的+5V直流電壓。電路圖如圖4-2所示：本電路工作時(shí)，先將插頭接到220V市電上，由開關(guān)接通電源，此時(shí)，紅色發(fā)光二極管工作顯示電源接通狀態(tài)。圖4-2系統(tǒng)+5V電源電路設(shè)計(jì)4.2信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)氣敏傳感元件特性(1)靈敏度特性氣敏元件的靈敏度特性,是表征氣敏器件對(duì)檢測(cè)氣體敏感程度的指標(biāo).半導(dǎo)體氣敏元件對(duì)多種可燃性氣體和液體蒸汽都有敏感性能,其靈敏度視氣體和液體蒸汽不同而有所不同.器件靈敏度雖各有差異,但它們都遵循共同規(guī)律,即氣敏元件阻值與檢測(cè)氣體濃度成對(duì)數(shù)關(guān)系變化：logRc=m.logC+n(4-1)式中n與氣體檢測(cè)靈敏度有關(guān)，除了隨材料和氣體種類不同而變化外，還會(huì)由于測(cè)量溫度和添加劑的不同而發(fā)生大幅度變化。m為氣體的別離度，隨氣體濃度變化而變化。(2)溫濕度特性半導(dǎo)體氣敏元件敏感原理是基于敏感體外表的吸附反響,所以易受環(huán)境溫度、濕度影響.由于氣敏器件與環(huán)境溫濕度有一定依賴關(guān)系,所以在需要較高精度和可靠性的應(yīng)用中,在電路中要參加溫濕度補(bǔ)償.濕度傳感器的昂貴價(jià)格限制了濕度補(bǔ)償?shù)牟捎茫话銉H作溫度補(bǔ)償即可取得較好效果。(3)加熱特性半導(dǎo)體氣敏元件需要在加熱狀態(tài)下工作,加熱溫度影響器件的性能,加熱功率變化,元件電阻及靈敏度也相應(yīng)的有所變化，所以傳感器的工作電源應(yīng)使用穩(wěn)壓電源。(4)初期恢復(fù)特性:氣敏元件在不通電狀態(tài)下存放后,再通電時(shí)并不能立即投入正常工作,其電阻值會(huì)有一段急劇變化過(guò)程,而后趨于穩(wěn)定.元件由通電至趨于穩(wěn)定的時(shí)間稱為初期恢復(fù)時(shí)間。初期恢復(fù)時(shí)間與元件種類、存放時(shí)間和存放環(huán)境狀態(tài)有關(guān)；一般不通電存放時(shí)間長(zhǎng),初期恢復(fù)時(shí)間亦長(zhǎng)，但一般都在5分鐘以內(nèi)。由于這種影響使得氣體檢漏儀或報(bào)警器在通電初期即使沒有檢測(cè)氣體,也會(huì)觸發(fā)報(bào)警,即所謂通電初期誤動(dòng)作.為此,在設(shè)計(jì)報(bào)警器電路時(shí),可采取適當(dāng)措施,設(shè)法消除這種誤動(dòng)作現(xiàn)象或防止這種影響.(5)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性半導(dǎo)體氣敏元件的敏感層是用非常穩(wěn)定的金屬氧化物制成的，因此它具有優(yōu)秀的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在正常使用條件下，其使用壽命可達(dá)3年以上。信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)根據(jù)QM-N5的性能參數(shù)以及以上所述參數(shù)，可知將信號(hào)采集放大的關(guān)鍵是將QM-N5的可變阻值轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。因此本設(shè)計(jì)使用了LM358運(yùn)算放大器。信號(hào)采集放大電路如以下圖4-4所示：圖4-4信號(hào)采集放大電路4.3A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)4.3.1ADC0809的介紹由于AT89S51內(nèi)部沒有A/D轉(zhuǎn)換，我們?cè)诎严鄳?yīng)的濃度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠被單片機(jī)所識(shí)別的數(shù)字信號(hào)的時(shí)候，需要用到芯片ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)用軟件產(chǎn)生進(jìn)行其它輸出。〔1〕8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位?！?〕具有轉(zhuǎn)換起、?？刂贫?。以下圖為ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖〔圖4-5〕：圖4-5ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4-6ADC0809的引腳圖下面來(lái)介紹一下ADC0809的引腳功能，ADC0809的引腳圖如圖4-6：ADC0809的引腳功能：〔1〕IN0～I(xiàn)N7：8路模擬輸出端。A、B、C的狀態(tài)字決定在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)用哪個(gè)模擬輸入端輸入?！?〕ALE〔22腳〕：地址鎖存器允許信號(hào)輸入端。當(dāng)它為高電平時(shí)，地址信號(hào)進(jìn)入地址鎖存器中〔3〕CLOCK〔10腳〕：外部時(shí)鐘輸入端。時(shí)鐘頻率典型值為640KHZ，允許范圍為10KHZ到1280KHZ。時(shí)鐘頻率低時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換速度也降低?！?〕START〔6腳〕：A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端。有效信號(hào)為一正脈沖。在脈沖上升沿，A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部存放器均被清零在下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換?！?〕EOC〔7腳〕：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。在START信號(hào)上升沿之后的0～2us+8個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)間內(nèi)，EOC變?yōu)榈碗娖健．?dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC立即輸出一個(gè)〔正〕階躍信號(hào)，可用來(lái)作為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的查詢信號(hào)或中斷的請(qǐng)求信號(hào)?！?〕OE〔9腳〕：輸出允許信號(hào)。當(dāng)OE輸入高電平信號(hào)時(shí)，三態(tài)輸出鎖存器將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出?！?〕D0～D7：數(shù)字量輸出端。D0為最低有效位〔LSB〕，D7為最高有效位〔MSB〕?！?〕12、16腳REF〔+〕、REF〔-〕：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端?；鶞?zhǔn)電壓的中心值〔VREF〔+〕+VREF〔-〕〕/2應(yīng)接近于Vcc/2，其偏差值不應(yīng)該超過(guò)0.1。正負(fù)基準(zhǔn)電壓的典型值分別為+5V和0V。〔9〕Vcc〔11腳〕、GND〔13腳〕：電源電壓輸入端。ADC0809的工作過(guò)程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比擬器。START上升沿將逐次逼近存放器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)A/D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A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D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)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門翻開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。電路具體設(shè)計(jì)方法本設(shè)計(jì)采用P2.7和WR控制芯片轉(zhuǎn)換開始，使用INT0中斷調(diào)用P1口傳輸數(shù)據(jù)，P2.7和RD控制單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)。ADDC接地，P2.5和P2.6分別控制ADDB和ADDA選擇通道IN0～I(xiàn)N3。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖4-7所示：圖4-7A/D轉(zhuǎn)換電路4.4存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用EEPROM存儲(chǔ)器[10]。EEPROM即電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器,它的突出優(yōu)點(diǎn)是在線擦除和改寫.它既具有ROM的非易失性的優(yōu)點(diǎn),又能像RAM一樣隨機(jī)的讀寫.在單片機(jī)系統(tǒng)中EEPROM既可以擴(kuò)展為片外ROM,又可以擴(kuò)展為片外RAM.調(diào)試程序中用EEPROM代替仿真RAM既能方便的修改程序,又能保存調(diào)好的程序,但是與RAM相比EEPROM寫操作的速度很慢,另外它的壽命也是有限的.通過(guò)參數(shù)比擬，本設(shè)計(jì)采用X2816C型號(hào)的EEPROM，它是2K×8BitEEPROM。該器件采用先進(jìn)的NMOS工藝制造，能以字節(jié)為單位進(jìn)行擦除和改寫，而不是像EPROM那樣整體擦除，也不需要把芯片從系統(tǒng)中撥下來(lái)用編程器編程。該器件使用簡(jiǎn)單，操作方便，采用5V單電源供電，能同時(shí)支持字節(jié)寫和頁(yè)寫等多種操作方式，讀寫速度快。A0～A10共11根地址線正好可尋址2K的存儲(chǔ)空間。地址信號(hào)經(jīng)過(guò)地址譯碼器譯碼，選中要操作的存儲(chǔ)器單元。CE、OE、WE作為控制線，其不同的狀態(tài)組合控制芯片進(jìn)行不同的操作。I/O0～I(xiàn)/O7作為8位數(shù)據(jù)線，是輸入/輸出數(shù)據(jù)的通道。8D觸發(fā)器74LS373的OE可直接接地選通，片選信號(hào)LE由單片機(jī)的ALE直接控制，其電源和X2816C的電源一樣都接5V。存儲(chǔ)器X2816C與單片機(jī)電路連接如以下圖4-8所示：圖4-8存儲(chǔ)器X2816C與單片機(jī)電路連接圖4.5顯示器電路的設(shè)計(jì)顯示模塊LCD1602(1)LCD1602模塊[13]驅(qū)動(dòng)：通常不接LCD的背光,因?yàn)椴捎帽彻獾脑?需要的電流太大，從而會(huì)造成穩(wěn)壓管發(fā)熱特別厲害引腳說(shuō)明：RS：存放器選擇輸入端；RS＝0,如果是寫狀態(tài),指向指令存放器,如果是讀,指向地址計(jì)數(shù)器RS＝1，不管是寫狀態(tài)還是讀狀態(tài),指向數(shù)據(jù)存放器RW：為0：寫狀態(tài)；為1：讀狀態(tài)；E：使能型號(hào)輸入端,讀狀態(tài),高電平有效;寫狀態(tài),下降沿有效注意常用的命令：0x01：清屏0x38：8位數(shù)據(jù)傳送〔0x28，4位數(shù)據(jù)傳送〕0x0C：開LCD；0x08：關(guān)LCD0x18：字符左移0x04：向左移動(dòng)光標(biāo)0x06：向右移動(dòng)光標(biāo)(2)通信方式線并行通信〔命令：0x38〕采用8線并口通信,占微控制端的I/O口,具體程序可以見發(fā)布的程序。顯示電路設(shè)計(jì)LCD1602的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)通過(guò)P1口連接，使能端E、RW和RS分別跟P3.5、P3.6和P3.7連接，VO通過(guò)接一個(gè)10K的電位器來(lái)控制液晶屏幕的亮度。電路使用5V電源供電。LCD1602與單片機(jī)連接電路圖如以下圖4-9所示：圖4-9LCD1602與單片機(jī)連接電路圖4.6報(bào)警器電路的設(shè)計(jì)報(bào)警器在采集到的濃度信號(hào)大于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，由P3.4口發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為無(wú)限長(zhǎng)，直到單片機(jī)撤消高電平信號(hào)為止，其撤消信號(hào)由鍵盤Delete鍵發(fā)出。詳細(xì)工作過(guò)程為單片機(jī)從P3.4口發(fā)出高電平信號(hào)，高電平使三極管8550導(dǎo)通，點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管，并觸動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音。系統(tǒng)報(bào)警器電路圖如以下圖4-10所示：圖4-10系統(tǒng)報(bào)警器電路圖4.7鍵盤電路的設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤適用于按鍵較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行，列的交叉點(diǎn)上。很明顯的，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，矩陣鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)約很多的I/O口。本設(shè)計(jì)需要初值設(shè)置以及其它功能，需要0~9共10個(gè)數(shù)字鍵、設(shè)置鍵、刪除鍵、確定鍵、上翻頁(yè)、下翻頁(yè)和上檔鍵等16個(gè)按鍵。因此采用了4×4行列結(jié)構(gòu)的鍵盤。鍵盤的工作原理按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過(guò)上拉電阻接到＋5V上。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；而當(dāng)由按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將有與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線的電平如果為低電平，那么行線為低電平；列線為高電平，那么行線也為高電平。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。由于鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的行和列的電平。因此各按鍵彼此之間互相影響，所以必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。鍵盤的識(shí)別(1)識(shí)別方法分兩步進(jìn)行：第一步，識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵按下；第二步，如果有鍵按下，識(shí)別出具體的按鍵。分述如下：識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵被按下的方法是：讓所有的列線均置0電平，檢查各行線的變化，那么說(shuō)明有鍵按下，那么說(shuō)明有鍵按下，如果沒有變化，那么說(shuō)明無(wú)鍵按下。識(shí)別出鍵盤的具體方法是：逐列置零電平，其余的各列置為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行電平的變化由高電平變?yōu)?電平，那么可確定此行交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。(2)鍵盤的編碼。對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤，由于按鍵的數(shù)目較少，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活的編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高4位式行號(hào)，低4位是列號(hào)將是非常直觀的。如12H表示第一行第二列的按鍵，但是這種編碼對(duì)于不同的行的鍵，離散性大。本設(shè)計(jì)鍵盤的編碼對(duì)應(yīng)關(guān)系表如表4-2所示：表4-2鍵盤的編碼對(duì)應(yīng)關(guān)系表鍵號(hào)0123鍵值00H01H02H03H功能Set987鍵號(hào)4567鍵值04H05H06H07H功能+1654鍵號(hào)891011鍵值08H09H0AH0BH功能-1321鍵號(hào)12131415鍵值0CH0DH0EH0FH功能EnterDeleteShift0鍵盤的工作方式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是CPU工作內(nèi)容之一。CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)如何兼容鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。鍵盤的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU工作的忙、閑情況而定。其原那么是既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又要不過(guò)多的占用CPU的工作時(shí)間。通常鍵盤有編程掃描，定時(shí)掃描和中斷掃描。CPU對(duì)鍵盤的掃描采取程序控制的方式，一旦進(jìn)入鍵掃描狀態(tài)，那么反復(fù)的掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或是數(shù)據(jù)。而在執(zhí)行鍵入命令或是處理鍵入數(shù)據(jù)過(guò)程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。定時(shí)掃描工作方式是利用單片機(jī)內(nèi)定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能程序。定時(shí)掃描工作方式的鍵盤硬件電路與編程掃描方式相同。鍵盤電路工作于編程掃描狀態(tài)，CPU要不間斷的對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描工作，以監(jiān)視鍵盤的輸入情況，直到有按鍵為止。其間CPU不能作其他的任何工作，如果CPU工作量較大的時(shí)候，這種方式就不是很實(shí)用。定時(shí)掃描進(jìn)行了一大步，除了定時(shí)監(jiān)視一下鍵盤的輸入情況外，其余的時(shí)間可以進(jìn)行其他的任務(wù)的處理，CPU的效率提高了，為了進(jìn)一步提高CPU的工作效率，可以采用中斷掃描方式，即只有在鍵盤有鍵按下時(shí)，才執(zhí)行鍵盤掃描并執(zhí)行該鍵盤的功能程序，如果無(wú)鍵按下，CPU不理睬鍵盤。可以說(shuō)，前兩個(gè)掃描方式，CPU對(duì)鍵盤的監(jiān)視時(shí)主動(dòng)進(jìn)行的，而后一種方式，CPU對(duì)鍵盤的監(jiān)視是被動(dòng)的。本設(shè)計(jì)采用了中斷工作方式，由INT0口接收中斷信號(hào)，來(lái)控制單片機(jī)調(diào)用鍵盤控制子程序，啟動(dòng)鍵盤功能工作。本設(shè)計(jì)中的鍵盤的上拉電阻均為10K，電壓為＋5v。鍵盤電路的大小在7×8立方厘米左右，16個(gè)按鍵安排緊湊合理，小巧精致，美觀大方，而且使用性能很好。系統(tǒng)鍵盤電路設(shè)計(jì)圖如圖4-11所示。圖4-11系統(tǒng)4x4鍵盤電路設(shè)計(jì)圖4.8串口通信電路的設(shè)計(jì)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)使用和開展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS-232標(biāo)準(zhǔn)的根底上經(jīng)過(guò)改良而形成的。所以，以RS-232C為主來(lái)討論。RS-323C標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)〕與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS-232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。RS-232標(biāo)準(zhǔn)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)〔協(xié)議〕的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS〔recommendedstandard〕代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改〔1969〕，在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。目前在IBMPC機(jī)上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。電氣性能與電平轉(zhuǎn)換〔1〕電氣性能EIA-RS-232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V邏輯0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效〔接通，ON狀態(tài)，正電壓〕＝+3V～+15V信號(hào)無(wú)效〔斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=-3V～-15V〔2〕電平轉(zhuǎn)換EIA-RS-232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以上下電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)中由于下載器單片機(jī)輸入輸出采用COMS電壓，因此在串口與其接口局部即采用MAX232作為電平轉(zhuǎn)換，圖3.14顯示了MAX232的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳和具體連接方法。接口機(jī)械性能連接器：由于RS-232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB-25、DB-15和DB-9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。圖3.15分別介紹兩種連接器。①DB-25：PC和XT機(jī)采用DB-25型連接器[14]。DB-25連接器定義了25根信號(hào)線，分為4組：異步通信的9個(gè)電壓信號(hào)〔含信號(hào)地SG〕2，3，4，5，6，7，8，20，22；20mA電流環(huán)信號(hào)9個(gè)〔12，13，14，15，16，17，19，23，24〕；空6個(gè)〔9，10，11，18，21，25〕；保護(hù)地〔PE〕1個(gè)，作為設(shè)備接地端〔1腳〕。②DB-9連接器它提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。DB-25型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號(hào)完全不同。因此，假設(shè)與配接DB-25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。圖4-12MAX232內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連線示意圖電纜長(zhǎng)度：在通信速率低于20kb/s時(shí)，RS-232C所直接連接的最大物理距離為15m〔50英尺〕。最大直接傳輸距離說(shuō)明：RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，假設(shè)不使用MODEM，在碼元畸變小于4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m〔50英尺〕?？梢娺@個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF。接口信號(hào)RS-232C規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時(shí)線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，它們是：①聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)線：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好〔Datasetready-DSR)——有效時(shí)〔ON〕狀態(tài)，說(shuō)明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(Datasetready-DTR)——有效時(shí)〔ON〕狀態(tài)，說(shuō)明數(shù)據(jù)終端可以使用。這兩個(gè)信號(hào)有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說(shuō)明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號(hào)決定。請(qǐng)求發(fā)送(Requesttosend-RTS)——用來(lái)表示DTE請(qǐng)求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效〔ON狀態(tài)〕，向MODEM請(qǐng)求發(fā)送。它用來(lái)控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。允許發(fā)送〔Cleartosend-CTS〕——用來(lái)表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，是對(duì)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)RTS的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。這對(duì)RTS/CTS請(qǐng)求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)是用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中作發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號(hào)，使其變高。接收線信號(hào)檢出(ReceivedLinedetection-RLSD)——用來(lái)表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端〔遠(yuǎn)地〕的MODEM送來(lái)的載波信號(hào)時(shí)，使RLSD信號(hào)有效，通知終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來(lái)的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字量數(shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線RxD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(DataCarrierdetection-DCD〕線。振鈴指示(Ringing-RI)——當(dāng)MODEM收到交換臺(tái)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效〔ON狀態(tài)〕，通知終端，已被呼叫。②數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitteddata-TxD)——通過(guò)TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，(DTE→DCE)。接收數(shù)據(jù)(Receiveddata-RxD)——通過(guò)RxD線終端接收從MODEM發(fā)來(lái)的串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE)。③地線有兩根線SG、PG——信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無(wú)方向。設(shè)計(jì)如以下圖4-13所示：圖4-13串口通信電路設(shè)計(jì)5軟件設(shè)計(jì)5.1單片機(jī)編程[16]本設(shè)計(jì)可以用C語(yǔ)言編程序，也可以用匯編語(yǔ)言編程序，本人選擇了用C語(yǔ)言編寫程序。主要編程序來(lái)控制定時(shí)、計(jì)時(shí)中斷、和輸出等。5.2程序框圖和主要程序主程序(1)按照以上的軟件程序設(shè)計(jì)[17]思想，可以畫出程序的流程圖并根據(jù)流程圖寫出相應(yīng)的程序。程序流程圖如以下圖5-1所示：中斷效勞程序如以下圖5-2所示：主程序中斷效勞程序判斷為何種中斷工作狀態(tài)中斷效勞程序判斷為何種中斷工作狀態(tài)ADC0809程序鍵盤程序中斷返回INT1INT0中斷系統(tǒng)初始化ADC0809初始化延時(shí)程序選擇傳感器等待中斷計(jì)時(shí)器初始化數(shù)據(jù)送存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)送存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)送顯示器數(shù)據(jù)送顯示器圖5-1程序流程圖圖5-2中斷效勞程序流程圖6系統(tǒng)調(diào)試6.1硬件調(diào)試焊好電路板后，整個(gè)控制器的設(shè)計(jì)就正式進(jìn)入調(diào)試階段。在進(jìn)行軟件調(diào)試之前一定要進(jìn)行電路板的調(diào)試，以防止由于硬件電路故障導(dǎo)致軟件調(diào)試失敗。首先要進(jìn)行的是銅線的連接檢查，看看哪里有不易發(fā)覺的斷線現(xiàn)象出現(xiàn)。具體的調(diào)試方法是使用數(shù)字萬(wàn)用表，把旋鈕開關(guān)旋到電阻檔，紅黑表筆分別去測(cè)同一根銅線的電阻，如果線沒有斷的話，萬(wàn)用表的顯示應(yīng)該是都為0，假設(shè)出現(xiàn)無(wú)窮大的顯示那么表示此線以斷了，這時(shí)只要烙鐵輕輕點(diǎn)少量焊錫把線連上即可。在硬件電路中有些線與線之間布得比擬集中，焊盤也緊挨著線，在這種地方最容易出現(xiàn)短路。檢查方法和檢查斷線的方法相似，也是利用萬(wàn)用表，旋鈕開關(guān)旋到測(cè)二極管的檔位，將紅黑兩表筆分別測(cè)疑心已經(jīng)短路的線或者焊盤上，如果已經(jīng)短路的話萬(wàn)用表會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，反之，萬(wàn)用表不會(huì)報(bào)警。遇到焊盤和焊盤或焊盤和銅線短接時(shí)只要用一根細(xì)而硬的針把連在一起的地方刮斷就可以了。在測(cè)試開關(guān)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)按鍵按下后P2口的電平?jīng)]有變化，反復(fù)檢查了幾次都是維持在低電平而無(wú)法出現(xiàn)高電平，在排除是單片機(jī)芯片故障后又詳細(xì)的檢查了電路圖，終于發(fā)現(xiàn)是上拉電阻的接法接錯(cuò)了，正確的接法是上拉電阻接在單片機(jī)與按鍵電路之間，而原理圖中由于一時(shí)疏忽將上拉電阻接在了按鍵與地之間，這樣的接法相當(dāng)于使按鍵局部失效，永遠(yuǎn)無(wú)法讀入按鍵的鍵號(hào)，更改電路圖后按鍵電路的故障就完全消除了。6.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試先是進(jìn)行燒寫單片機(jī)程序，可以檢查出一些語(yǔ)法錯(cuò)誤，檢查無(wú)誤后就可以進(jìn)行全面的調(diào)試。就是根據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)步驟逐個(gè)檢查程序的可行性，以及程序的嵌套性是否都能到達(dá)設(shè)計(jì)的要求。沒有硬件電路，軟件是無(wú)法進(jìn)行調(diào)試的，在硬件電路檢查無(wú)誤后就可以調(diào)試軟件了。由于編程時(shí)用的是C語(yǔ)言，程序編寫簡(jiǎn)單，編程時(shí)不必考慮單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以程序總體上沒有錯(cuò)誤。由于在此之前寫入一個(gè)小程序來(lái)檢測(cè)硬件沒有問(wèn)題，所以現(xiàn)在只需要調(diào)試好程序即可。設(shè)定，采集，報(bào)警這三個(gè)模塊的調(diào)試比擬順利，根本是和預(yù)期的一樣。但是在調(diào)試A/D轉(zhuǎn)換是發(fā)生了意外，在把A/D轉(zhuǎn)換的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)運(yùn)行后，LCD1602顯示的是零。一開始以為是接線接錯(cuò)了，但是在仔細(xì)核查一遍后，發(fā)現(xiàn)沒有接錯(cuò)。后來(lái)進(jìn)一步檢查改良程序后發(fā)現(xiàn)，原來(lái)是寫程序的時(shí)候有一條多余的語(yǔ)句沒有屏蔽掉，造成送到LCD只能顯示零,到這里軟件根本上調(diào)試完成。6.3調(diào)試結(jié)果解決了以上的硬件和軟件問(wèn)題后，整個(gè)室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)就完成了，經(jīng)過(guò)屢次的測(cè)試說(shuō)明：此室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的到達(dá)的功能。6.4小結(jié)(1)特點(diǎn)：QM-N5型氣體傳感器[8]是以金屬氧化物SnO2為主體材料的N型半導(dǎo)體氣敏元件，當(dāng)元件接觸復(fù)原性氣體時(shí)，其電導(dǎo)率隨氣體濃度的增加而迅速升高。適用于天然氣、煤氣、氫氣、烷類氣體、烯類氣體、汽油、煤油、乙炔、氨氣、煙霧等的檢測(cè)，屬于N型半導(dǎo)體元件。靈敏度較高，穩(wěn)定性較好，響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短。用它做成的報(bào)警器完全可以到達(dá)UL2034標(biāo)準(zhǔn)，不需溫、濕度補(bǔ)償。(2)工作條件：工作電壓：5V±0.5V靜態(tài)功耗：≤0.5W(加熱絲冷態(tài)電阻為50Ω±2Ω)環(huán)境條件：溫度-10℃～+50℃,相對(duì)濕度≤95%初期穩(wěn)定時(shí)間：≤15分鐘響應(yīng)時(shí)間：≤10s恢復(fù)時(shí)間：≤60s檢測(cè)煤氣濃度范圍：50～20000ppm其優(yōu)點(diǎn)在于：〔1〕本錢低廉并能對(duì)煙霧和煤氣準(zhǔn)確報(bào)警?！?〕該產(chǎn)品無(wú)需專業(yè)人員操作，只要放在適宜位置，通電即可，連續(xù)使用、方便簡(jiǎn)捷?！?〕能起到預(yù)防煤氣中毒的效果，使人們高枕無(wú)憂。該產(chǎn)品必須能夠有效預(yù)防廣闊農(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)居民平安使用煤氣提供有力的保障。參考文獻(xiàn)[1]陳小忠，黃寧，趙小俠編著．單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序[M]．北京：人民郵電出版[2]尹勇，王洪成編著.單片機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社,2004．[3]沙占友．集成化智能傳感器原理與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2004．1：198~222．[4]陳嶺麗，馮志華主編.檢測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.[5]周慈航.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京航天航空大學(xué)出版社，1991[6]劉麗.基于AT89C51的濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.中國(guó)測(cè)控網(wǎng)，1999.[7]趙寶軍，吳冬艷等．一氧化碳報(bào)警器的研究[J]．中華臨床與衛(wèi)生：200．04．122~122．[8]甘露，陳三寶,薛志華.基于AT89C51的濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.無(wú)憂電子開發(fā)網(wǎng)，2006.[9]蔣廷彪，劉電霆，高富強(qiáng)等.單片機(jī)原理及應(yīng)用〔MCSC51〕[M]．重慶大學(xué)出版社．2003．08[10]李華．MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．1995．[11]劉艷玲．采用MAX232實(shí)現(xiàn)MCS-51單片機(jī)與PC機(jī)的通信[J]．天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999[12]何希才，姜余詳．新型穩(wěn)壓電源及其應(yīng)用[M]．北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2002．[13]R．Akaya，A．A．Kulaksiz．Amicrocontroller-basedstand-alonephotovoltaicpowersystemforresidentialappliances[J]．AppliedEnergy78(2004)419–431．[14]Philips.mcu[15]陳正義編著.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)[M].北京：人民郵電出版社，2006.[16]何希才，薛永毅編著.傳感器及其應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[17]祁偉，楊亭編著.單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn)[M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2006．[18]JianWeiGong．“Temperaturefeedbackcontrolforimprovingthestabilityofasemiconductor-metal-oxide(SMO)gassensor”．IEEETrans.onSensorsJournal．Vol．6，no．1，pp．139–145Feb．2006．結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力，能夠成功的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的任務(wù)。期間，我收集了大量的關(guān)于檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的資料，經(jīng)過(guò)比擬分析得出此設(shè)計(jì)方案。特別是對(duì)氣體傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、LCD顯示器做了深入的研究。并溫習(xí)了數(shù)字電路、模擬電路和單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)這些工作使我了解了本系統(tǒng)的工作原理及應(yīng)用，而且熟悉多種單片機(jī)電路在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用，以及掌握了單片機(jī)與檢測(cè)電路的連接和C51編程。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我運(yùn)用所掌握的知識(shí)對(duì)需要用到的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與比擬，在其中找出了一套切實(shí)可行的最正確方案，并對(duì)所選用的