危險(xiǎn)氣體泄漏報(bào)警張凱

1、摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目:危險(xiǎn)氣體泄露報(bào)警器設(shè)計(jì)系 部: 自動(dòng)控制系 專(zhuān) 業(yè): 樓宇智能化工程技術(shù) 班 級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 2016 年 4 月20 日摘 要隨著各種天然氣、煤制氣、液化氣的開(kāi)發(fā)和使用，各種可燃性氣體散發(fā)在工作場(chǎng)所和人們生活中。為了有效地進(jìn)行燃?xì)馍a(chǎn)中的氣體成分分析、環(huán)境保護(hù)中的空氣污染檢測(cè)和對(duì)民用燃?xì)庑孤┑臋z測(cè)及報(bào)警，國(guó)內(nèi)外科研人員很早就致力于研究可燃?xì)怏w的檢測(cè)方法和控制方法，研制各式各樣的氣體檢測(cè)和分析儀器，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控及氣體成分分析、氣體泄漏報(bào)警等。本設(shè)計(jì)以STC89C51為主控芯片，MQ-2氣敏傳感器為傳感單元的氣體報(bào)警器，溫度傳

2、感器選用DS18B20傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。MQ-2氣敏傳感器，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)，而且價(jià)格低廉使用壽命長(zhǎng)，其與ADC0809芯片連接，將氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。這些傳感器及芯片傳輸?shù)男盘?hào)，經(jīng)STC89C51單片機(jī)處理，并對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是否大于或等于某個(gè)設(shè)定值，如果大于則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，反之則為正常狀態(tài)。 基于以上設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉且智能化的氣體報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。當(dāng)環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度或溫度發(fā)生變化而超出安全臨界值，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的燈光閃爍報(bào)警信號(hào)和聲音報(bào)警信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)報(bào)警與智

3、能化提示，從而降低火災(zāi)發(fā)生的可能和保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。關(guān)鍵詞：氣體檢測(cè)；傳感器；單片機(jī)；IABSTRACTABSTRACTQuality is controlled and with various natural gas, coal gasification, development and use of liquefied gas, various flammable gas are distributed in workplace and in people's life. For the gas composition analysis, air pollution det

4、ection in environmental protection and detection of the civil gas leakage and calling the police while producing gas effectively, domestic and international scientific research personnel were devoted to studying the detection method of the flammable gas and controlling the method long ago, develop t

5、he gas detection of all kinds and analytical instrument, the control, gas composition analysis, gas that are used for in environmental monitoring, production process leak the alarm etc. The wireless flammable gas leaks the alarm and suitable for various flammable gas (the liquefied gas, natural gas,

6、 city gas) and leaks and surveys calling the police, can work alone, can also cooperate 6 defense area guard against theft on-the-spot alarm or intelligence 9 defense area wireless theft-proof alarm call aircrew network use conveniently.With the constant progress of the times, people put forward hig

7、her requirement to one's own security of living in the environment, especially have to look out for those uninvited guests constantly in the security of the house. Install the intellectual warning system in a lot of districts now, therefore improve the safe coefficient of the district greatly, h

8、ave guarantee personal property safety of residence effectively. Because the infrared ray is the invisible rays, there are very strong disguise and privacy, so is widely used in security protection device China of guarding against theft, warning etc. In addition, guard against theft in electron, hum

9、an body person who survey field, it is cheap with him too that the passive form is hot to clear up the infrared detector of electricity, the characteristic that technical feature is stable is well received by the masses of users and professional personages.Keywords: Gas detection; sensor; single chi

10、p microcomputer II目錄目 錄第1章 緒論11.1課題研究的背景及意義11.2課題研究的主要內(nèi)容1第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求32.2系統(tǒng)的組成3第3章 系統(tǒng)硬件53.1 系統(tǒng)模塊元件選型53.2 主控電路53.2.1 STC89C51的介紹53.2.2 STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)63.2.3 STC89C51中斷系統(tǒng)83.3 氣體檢測(cè)電路93.3.1 氣敏傳感器MQ-293.3.2 ADC0809芯片介紹113.4 聲光報(bào)警電路123.4.1 燈光報(bào)警電路123.4.2 聲音報(bào)警電路123.5 溫度傳感電路133.5.1 DS18B20芯片簡(jiǎn)介143.5.

11、2 溫度傳感電路143.6 LCD1602A液晶顯示屏153.6.1 LCD1602A引腳說(shuō)明153.6.2 LCD1602A操作指令及內(nèi)部顯示地址163.7 按鍵電路173.8 電源模塊18第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)204.1系統(tǒng)程序流程圖204.2檢測(cè)模塊流程圖204.3報(bào)警模塊流程圖214.3軟件開(kāi)發(fā)工具22第5章 系統(tǒng)調(diào)試245.1 系統(tǒng)仿真245.2 系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試顯示24第6章 總結(jié)26致 謝27參考文獻(xiàn)28附錄29附錄A程序30河南工學(xué)院第1章 緒論1.1課題研究的背景及意義最近化工廠(chǎng)和爆炸事件的頻繁發(fā)生，在這些悲劇的背后，我們應(yīng)該加專(zhuān)注于悲劇事件發(fā)生的預(yù)防。隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，易燃

12、、易爆氣體的種類(lèi)和使用范圍都隨之增加。這些氣體在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中一旦發(fā)生泄漏，與空氣混合后將會(huì)引發(fā)火災(zāi)，一旦濃度達(dá)到爆炸極限將會(huì)引發(fā)爆炸事故，嚴(yán)重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。由于氣體本身存在的擴(kuò)散性，發(fā)生泄漏之后，在外部風(fēng)力作用下，可燃?xì)怏w會(huì)沿著地表面迅速擴(kuò)散，形成燃燒爆炸或毒害危險(xiǎn)區(qū)，擴(kuò)大危害區(qū)域。這類(lèi)事故具有突發(fā)性強(qiáng)、擴(kuò)散迅速、救援難度大、危害范圍廣等特點(diǎn)。一旦發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏事故，必須盡快采取相應(yīng)措施進(jìn)行處置，才能將事故損失降到最低。及時(shí)可靠地探測(cè)空氣中可燃?xì)怏w的含量，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)救，采取正確的處置方法，減少泄漏引發(fā)的事故，是避免造成重大財(cái)產(chǎn)和人員傷亡的必要條件。這就對(duì)可燃

13、氣體的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)設(shè)備提出了較高的要求。作為一種重要的氣體報(bào)警器，近年來(lái)得到了廣泛的使用。隨著各種天然氣、煤氣、液化氣的開(kāi)發(fā)和使用，各種可燃性氣體散發(fā)在工作場(chǎng)所和人們生活中。為了有效地進(jìn)行燃?xì)馍a(chǎn)中的氣體成分分析、環(huán)境保護(hù)中的空氣污染檢測(cè)和對(duì)民用燃?xì)庑孤┑臋z測(cè)及報(bào)警，國(guó)內(nèi)外科研人員很早就致力于研究可燃?xì)怏w的檢測(cè)方法和控制方法，研制各式各樣的氣體檢測(cè)和分析儀器，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控及氣體成分分析、氣體泄漏報(bào)警等。傳統(tǒng)的可燃性氣體報(bào)警器大多是被動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警，也很少能主動(dòng)切斷氣源，所以需要設(shè)計(jì)一種智能的可燃性氣體報(bào)警器。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們對(duì)自己所處環(huán)境的安全性提出

14、了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時(shí)刻留意那些不速之客?，F(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng)，因而大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。 目前市場(chǎng)上還很少有一種既可以監(jiān)控各種天然氣、煤氣、液化氣又可以切斷危險(xiǎn)氣源，因此，設(shè)計(jì)一種兩種功能都有的報(bào)警系統(tǒng)非常必要，它即可以完成可燃性氣體和有毒性氣體的檢測(cè)、報(bào)警及遠(yuǎn)程監(jiān)控，又可以檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)是否有人在可燃性氣體和有毒性氣體的現(xiàn)場(chǎng)，以便及早提供救援，可以將損失降到最低。1.2課題研究的主要內(nèi)容人們?cè)诮?jīng)歷了“煤煙型污染”和“光化學(xué)污染”后，正進(jìn)入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期。且隨著各種天然氣、煤氣、液化氣的開(kāi)發(fā)和使用，各種可燃

15、性氣體散發(fā)在工作場(chǎng)所和人們生活中。為了有效地進(jìn)行燃?xì)馍a(chǎn)中的氣體成分分析、環(huán)境保護(hù)中的空氣污染檢測(cè)和對(duì)民用燃?xì)庑孤┑臋z測(cè)及報(bào)警，國(guó)內(nèi)外科研人員很早就致力于研究可燃?xì)怏w的檢測(cè)方法和控制方法，研制各式各樣的氣體檢測(cè)和分析儀器，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控及氣體成分分析、氣體泄漏報(bào)警等。傳統(tǒng)的可燃性氣體報(bào)警器大多是被動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警，也很少能主動(dòng)切斷氣源，所以需要設(shè)計(jì)一種智能的可燃性氣體報(bào)警器。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們對(duì)自己所處環(huán)境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時(shí)刻留意那些不速之客。注意可能會(huì)威脅生命的氣體泄漏，來(lái)保障人們的自身安全和家人的安全?？扇?xì)怏w報(bào)

16、警自動(dòng)啟停抽排風(fēng)裝置，是通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)油氣生產(chǎn)和處理裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝的可燃?xì)怏w報(bào)警探頭或火焰探頭的輸出信號(hào)，判斷各點(diǎn)的天然氣濃度是否達(dá)到報(bào)警狀態(tài)。一旦現(xiàn)場(chǎng)某一點(diǎn)或多點(diǎn)的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器輸出報(bào)警信號(hào)，該裝置一方面自動(dòng)啟動(dòng)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)機(jī)抽排風(fēng)，一方面自動(dòng)向上一級(jí)自控系統(tǒng)發(fā)出區(qū)域報(bào)警信號(hào)，一旦現(xiàn)場(chǎng)所有點(diǎn)的可燃?xì)怏w濃度低于報(bào)警臨界狀態(tài)，則該裝置停止現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)機(jī)工作，恢復(fù)完好待用狀態(tài)。同時(shí)，風(fēng)機(jī)的啟停也可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)的控制隨時(shí)啟停。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求將固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝在易燃易爆氣體的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用等場(chǎng)所中，及時(shí)檢測(cè)氣體含量，及早發(fā)現(xiàn)泄漏，并將其與保護(hù)系統(tǒng)

17、聯(lián)動(dòng)，使保護(hù)系統(tǒng)在氣體達(dá)到預(yù)先設(shè)置的報(bào)警值時(shí)動(dòng)作，如激活排風(fēng)扇，噴淋，自動(dòng)切斷電源，安全報(bào)警系統(tǒng)等，可以避免事故的發(fā)生。將固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器與計(jì)算機(jī)連接，當(dāng)泄漏報(bào)警后，能迅速找到泄漏點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)亩侣┐胧?。在有些情況下，由于管線(xiàn)較長(zhǎng)，容器較多，泄漏點(diǎn)較隱蔽，而在有效制止泄漏之前，一定要確定泄漏的地點(diǎn)。由于任何情況下，任何氣體或蒸汽都是從其源頭擴(kuò)散出來(lái)的，離泄漏點(diǎn)越近，氣體的濃度越高。當(dāng)完全擴(kuò)散后，濃度稀釋為零。而我們用便攜式報(bào)警器可以測(cè)量到很多氣體和蒸汽的濃度變化，并跟隨濃度的增加發(fā)現(xiàn)源頭。報(bào)警器所具有的泄漏檢測(cè)能力不僅可以快速找到危險(xiǎn)源頭，而且可以節(jié)省很多時(shí)問(wèn)和費(fèi)用。(1)當(dāng)所檢測(cè)的氣體達(dá)

18、到預(yù)設(shè)報(bào)警點(diǎn)時(shí)，報(bào)警燈閃亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)檢測(cè)的氣體的濃度下降到報(bào)警點(diǎn)以下時(shí)，報(bào)警器停止報(bào)警。 (2)當(dāng)周?chē)h(huán)境可燃?xì)怏w濃度降到響應(yīng)閾值以下時(shí)，處于報(bào)警狀態(tài)的探測(cè)器將自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。 (3)可實(shí)現(xiàn)對(duì)聲光報(bào)警電路氣體濃度閥值的手動(dòng)調(diào)節(jié)。 2.2系統(tǒng)的組成系統(tǒng)整體由以下各個(gè)模塊組成： (1)電源模塊：為整體電路提供穩(wěn)定電流輸入。 (2)主控模塊：即單片機(jī)STC89C51，其作用是根據(jù)氣體檢測(cè)模塊輸出的高低電平，控制聲光報(bào)警模塊的工作狀態(tài)，并完成溫度的采集及顯示功能。 (3)氣體檢測(cè)模塊：MQ-2氣體傳感器與ADC0809組成，將泄漏的氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換為利于單片機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并將此信號(hào)

19、傳到單片機(jī)。 (4)聲光報(bào)警模塊：由蜂鳴器和LED構(gòu)成,其作用是當(dāng)檢測(cè)到有煤氣、天然氣泄漏時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒用戶(hù)有煤氣、天然氣泄漏，采取相應(yīng)措施。 (5)溫度檢測(cè)模塊：由DS18B20溫度傳感器構(gòu)成，DS18B20將檢測(cè)到的溫度值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，并傳到單片機(jī)進(jìn)行處理。 (6)溫度顯示模塊：LCD1602A 工業(yè)字符型液晶屏，顯示當(dāng)前溫度值，氣體濃度值。 (7)軟件部分：軟件部分主要通過(guò)軟件編程控制主控模塊，根據(jù)氣體檢測(cè)模塊檢測(cè)到氣體的狀態(tài)，控制聲光報(bào)警模塊是否發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，從而完成對(duì)煤氣、天然氣檢測(cè)報(bào)警功能。同時(shí)通過(guò)編程控制主控模塊對(duì)溫度采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)溫度顯示模塊顯示

20、當(dāng)前溫度值。系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖2-1： 圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第3章 系統(tǒng)硬件3.1 系統(tǒng)模塊元件選型根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，智能化等要求。采用微處理器STC89C51單片機(jī)作為核心芯片，它具備高可靠、低誤報(bào)的特點(diǎn)。在氣體傳感器選擇上，選用MQ-2型傳感器。它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定，不易受環(huán)境影響及抗溫度影響等特點(diǎn)。在信號(hào)處理上，使用ADC0809芯片，將氣體信號(hào)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。在溫度信號(hào)收集檢測(cè)上，傳感器選用DS18B20智能溫度傳感器，高精度、多功能、總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)。溫度顯示模塊選擇LCD1602A液晶屏，顯

21、示精度通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3.2 主控電路主控電路中選用STC89C51芯片為主控制芯片，下面就該模塊的做詳細(xì)介紹。 3.2.1 STC89C51的介紹 該系統(tǒng)主控電路以STC89C51為主控芯片，是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一

22、個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X51 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHZ，6T/12T可選。 STC89C51引腳介紹：(1)主電源引腳（2根） VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線(xiàn)(2)外接晶振引腳（2根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 (3)控制引腳（4

23、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。 (5)可編程輸入/輸出引腳（32根） STC89C51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。 P0口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線(xiàn)，名稱(chēng)為P0.0P0.7 P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線(xiàn)，名稱(chēng)

24、為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線(xiàn)，名稱(chēng)為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線(xiàn)，名稱(chēng)為P3.0P3.7 工作頻率35MHZ，6T/12T可選。 STC89C51DIP封裝如圖所示： 圖3-1 STC89C51DIP封裝3.2.2 STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)包括單片機(jī)及其所需的必要的電源、時(shí)鐘、復(fù)位等部件，能使單片機(jī)始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。電源、時(shí)鐘等電路是使單片機(jī)能運(yùn)行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展、A/D擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。STC89C51是片內(nèi)有RO

25、M/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單且可靠。用STC89C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。 STC89C51最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：時(shí)鐘電路單 片 機(jī)I/O接口復(fù)位電路電源圖3-2 STC89C51最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)STC89C51單片機(jī)時(shí)鐘電路：STC89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳TXAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)引角跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋

26、電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 STC89C51時(shí)鐘電路如圖所示：圖3-3 STC89C51時(shí)鐘電路圖上圖中，電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率典型值為12MHZ。STC89C51單片機(jī)復(fù)位電路：當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要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。除了上電復(fù)位外，

27、有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST端與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。 STC89C51按鍵手動(dòng)復(fù)位電路如圖所示： 圖3-4 STC89C51復(fù)位電路圖3.2.3 STC89C51中斷單片機(jī)中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，要求單片機(jī)能及時(shí)地響應(yīng)中斷請(qǐng)求源提出的服務(wù)請(qǐng)求，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來(lái)被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)

28、行被中斷的主程序。單片機(jī)中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如圖3-5所示： 圖3-5 單片機(jī)中斷響應(yīng)處理過(guò)程圖如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢(xún)是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢(xún)操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢(xún)方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。3.3 氣體檢測(cè)電路氣體檢測(cè)電路分兩部分，主要部分是氣體傳感器，它將檢測(cè)到的氣體而產(chǎn)生的電壓信號(hào)給ADC0809，再通過(guò)ADC0809內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)供單片機(jī)識(shí)別，然后單片機(jī)根據(jù)讀取的相應(yīng)數(shù)值調(diào)整電路工作狀態(tài)。 氣體檢測(cè)電路如圖3-6所示：圖3-6 氣體檢測(cè)電路在氣體檢測(cè)電路中，主要是通過(guò)氣體傳感器

29、RL3來(lái)檢測(cè)當(dāng)前氣體濃度值，輸入端C4，R8構(gòu)成低通濾波器，用來(lái)消除傳感器及信號(hào)采集過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲。3.3.1 氣敏傳感器MQ-2MQ-2型氣體傳感器用于以氫氣為主要成分的城市煤氣、天然氣、液化石油的測(cè)量，抗干擾能力強(qiáng)，水蒸氣、煙等干擾氣體對(duì)它的影響小。 MQ-2型氣敏元件具有以下特點(diǎn)： (1) 采用燒結(jié)半導(dǎo)體所形成的敏感燒結(jié)體，具有穩(wěn)定的R (即器件在純潔空氣中的阻抗)阻值，從而保證了長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。 (2) 單電源供電，其功耗僅0.7W左右。 (3) 對(duì)所測(cè)試的氣體有極高的靈敏度和信噪比。 (4)廣泛的探測(cè)范圍和高靈敏度快速響應(yīng)恢復(fù)。 MQ-2型氣敏元件主要參數(shù)如下: 響應(yīng)時(shí)間：Tr1

30、0s 恢復(fù)時(shí)間：Tn60s加熱電壓：V=5+0.2V 加熱功率：約0.7W 抗干擾能力：丁烷濃度在0.2%時(shí)在濕度小于85%RH，在-10+40溫度下不會(huì)引起誤報(bào)。 工作環(huán)境：溫度-10+50， 濕度85%RH。 器件的靈敏度：S=Ro/Rx為1030。常見(jiàn)為QM系列的S值僅8左右。Rx為器件在丁烷濃度為0.2%時(shí)的阻抗。 以下為MQ-2元件內(nèi)外部結(jié)構(gòu)圖：圖3-7 MQ-2元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3-8 MQ-2元件外部結(jié)構(gòu)圖MQ-2基座采用耐高溫酚醛塑料壓制，引腳為鍍鎳銅絲，上罩采用雙層密紋不銹鋼網(wǎng)壓制，有較高的強(qiáng)度和防爆能力。MQ-2氣敏元件由微型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必要工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。元件在氣體濃度0.6%以下有極高的靈敏度。元件通電6090s后，即進(jìn)入穩(wěn)定待測(cè)工作狀態(tài)。 3.3.2 ADC0809芯片介紹ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。 下面就ADC0809各引腳功