可燃?xì)怏w檢測裝置論文

1、摘要隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)成為安全方面的有力手段，許許多多安全方面的電子產(chǎn)品，是人們的生活的得力助手。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建了一個(gè)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器。當(dāng)環(huán)境中可燃或有毒氣體泄露時(shí)，當(dāng)氣體報(bào)警器檢測到可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，可燃?xì)怏w報(bào)警器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以提醒工作人員采取安全措施。本文首先簡要介紹了設(shè)計(jì)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的主要方式以及單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢；然后詳細(xì)介紹了可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的設(shè)計(jì)流程，以及硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出了硬件電路的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，包括各部分電路的走向、芯片的選擇以及方案的可行性分析等。本次設(shè)計(jì)采用MQ-2氣體傳感器作為可燃?xì)怏w的

2、信號(hào)采集工具，采集到的模擬電壓量經(jīng)過ADC0804轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)采集到ADC0804的數(shù)字信號(hào)后經(jīng)過計(jì)算，如果可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)單片機(jī)將驅(qū)動(dòng)LED和蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在無可燃?xì)怏w的情況下，發(fā)生未知的危險(xiǎn)，報(bào)警器可以人為的控制按鍵發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒人們。按下S1時(shí)蜂鳴器報(bào)警，LED閃爍；S2用來取消報(bào)警。關(guān)鍵詞MQ-2傳感器；STC89C52單片機(jī)；ADC0804芯片；數(shù)碼管顯示；按鍵第一章 功能要求及方案論證1.1選擇器件按系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)采用市場上很普遍的51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0804，其轉(zhuǎn)換速度完全可以達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求，顯示部分由LED數(shù)

3、碼管進(jìn)行顯示，價(jià)格便宜，顯示醒目。1.2 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ADC0804模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成一個(gè)簡易的可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)，顯示部分由數(shù)碼管進(jìn)行顯示可燃?xì)怏w的濃度級(jí)別。該電路通過MQ-2傳感器檢測可燃?xì)怏w并發(fā)出0-5V的電壓信號(hào)并輸入到ADC0804芯片采樣模擬量電壓，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道DB0DB7傳送給STC89C52單片機(jī)的P1口。STC89C52單片機(jī)負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的7段數(shù)碼管的顯示，顯示可燃?xì)怏w濃度級(jí)別。本系統(tǒng)有單片機(jī)最小系統(tǒng)及電源、數(shù)碼顯示、按鍵、可燃?xì)怏w檢測、報(bào)警

4、電路組成。基本原理如圖1-1所示：上電復(fù)位STC89C52 P1 P3P2 P0ADC0809報(bào)警電路LED顯示器電源電路圖1-1 系統(tǒng)基本方框圖第二章 主要元件介紹2.1STC89C52單片機(jī) 概述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，串行口等，各部分通過內(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

5、器。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(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。2.1.2引腳介紹和最小系統(tǒng)STC89C52芯片為40引腳雙列直插式封裝，其引腳排列如圖2-1-1所示。在40條引腳中，有2條用于電源的引腳，2條外接晶體的引腳，4條控制引腳，其它為I/O引腳。圖2-1-1AT89S51的引腳圖1、 電源引腳Vss和VccVss（20）：接地；Vcc（40）：正常操作時(shí)接+5V電源。2、 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2當(dāng)外接晶體振蕩器時(shí)，XTAL1和XTAL2分別接在外接晶體兩端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，XTAL1接地，XTAL2接外來振蕩信號(hào)。3、 控制

6、引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN、EA/VppRST/VPD:當(dāng)晶體振蕩器正常運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)二個(gè)機(jī)器周期以上的高電平使單片機(jī)復(fù)位。Vcc掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。當(dāng)Vcc下降到低于規(guī)定的電壓，而VPD在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，VPD接向內(nèi)部RAM提供備用電源。ALE/PROG(30):當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，由P2口送出地址的高8位，P0口送出地址的低8位，數(shù)據(jù)也是通過P0口傳送。作為P0口某時(shí)送出的信息到底是低8位地址還是傳送的數(shù)據(jù)，需要有一信號(hào)同步的進(jìn)行分別。當(dāng)ALE信號(hào)（允許地址鎖存）為高電平（有效），P0口送出低8位地址，通過ALE信號(hào)鎖存低8位

7、地址。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6，因此可以做對(duì)外輸出的時(shí)鐘。對(duì)于有程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)在對(duì)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。PESN(29)：程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。51單片機(jī)可以外接程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它們的地址可以是重合的。51 單片機(jī)時(shí)通過相應(yīng)的控制信號(hào)來區(qū)別到底是P2口和P0口送出的是程序存儲(chǔ)器還是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，此時(shí)地址總線上送出地址程序存儲(chǔ)器地址；如果訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是靠

8、RD及WR信號(hào)控制的，PSEN同樣可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入。EA/Vpp（31）：當(dāng)EA保持高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（4KB），但當(dāng)PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器（從0000H開始），不管單片機(jī)內(nèi)部是否有程序存儲(chǔ)器。對(duì)于內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)在對(duì)內(nèi)部程序新學(xué)期編程期間，此引腳用于施加21V的編程電源（Vpp）。4、 輸入輸出引腳：P0口時(shí)一個(gè)漏極開路型標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)切換的地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線，在訪問外部設(shè)備期間使用內(nèi)部的上拉電阻。在對(duì)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，它接收指

9、令字節(jié)，而在驗(yàn)證內(nèi)部程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證內(nèi)部程序時(shí)，要求外接上拉電阻。：P1口是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O接口。在內(nèi)部程序存儲(chǔ)器編程和驗(yàn)證時(shí)，它接收8位地址。：P2口時(shí)一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O接口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。在對(duì)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器編程和驗(yàn)證期間，它接收高8位地址。：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O接口。在51單片機(jī)中，這8個(gè)引腳還兼有第二功能，這些功能見圖2-1-2.端口線第二功能P3.0RXD 串行輸入P3.1TXD 串行輸出P3.2INT0 外部中斷0輸入P3.3INT1 外部中斷1輸入P3.4T0 定時(shí)器0外部輸入P3.5T1 定時(shí)

10、器1外部輸入P3.6WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)P3.7ED 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)圖2-1-2P3口的第二功能第二功能在單片機(jī)與外部設(shè)備接口方面具有非常重要的作用。單片機(jī)的最小系統(tǒng)由AT89S51、6M晶振、兩個(gè)20p電容、10K電阻、復(fù)位開關(guān)組成。如圖2-1-3所示：圖2-1-3AT89S51的最小系統(tǒng)圖中電容器C1和C2其穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，起電容值一般在15-30pF本次設(shè)計(jì)采用22pF電容。晶振頻率的典型值位12MHz,采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際電路中使用比較多，本次設(shè)計(jì)采用12M晶體振蕩器。上電復(fù)位時(shí)利用RC充電來實(shí)現(xiàn)的。按鍵復(fù)位又分

11、為：按鍵電平復(fù)位，相當(dāng)于RST端通過電阻接高電平；按鍵脈沖復(fù)位，利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖。2.1.3定時(shí)器描述AT89S51單片機(jī)內(nèi)有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器1（T0）、定時(shí)器2（T1）、和定時(shí)器3（T2）它們都有定時(shí)或?qū)ν獠渴录?jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件檢測和計(jì)數(shù)等場合。定時(shí)器T0和T1兩個(gè)16位定時(shí)器實(shí)際上都是16位加1計(jì)數(shù)器。T0實(shí)際是由兩個(gè)8位專用寄存器TH0（8CH）和TL0（8AH）組成，T1是由TH1（8DH）和TL1（8BH）組成。每個(gè)定時(shí)器都可由軟件設(shè)置為定時(shí)工作方式或計(jì)數(shù)工作方式及其他靈活多樣的可控功能方式。這些都是由專用寄存器TMOD設(shè)置和TC

12、ON控制。在89S52單片機(jī)中，增加了一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2。T2和T0和T1有類似的功能即可以做定時(shí)器或計(jì)數(shù)器使用，同時(shí)還增加了捕捉等新的功能。它的功能比其它兩個(gè)定時(shí)器更強(qiáng)，使用也較復(fù)雜。在特殊功能寄存器組中有6個(gè)與T2有關(guān)的積存器，它們分別是：控制寄存器T2COM、方式控制寄存器T2MOD、捕捉寄存器RCAP2L和RCAP2H、定時(shí)/計(jì)數(shù)器TL2、TH2。它們?cè)谄瑑?nèi)存儲(chǔ)器中的地址依次從C8H至CDH。設(shè)置為定時(shí)方式時(shí)，定時(shí)器記數(shù)片內(nèi)震蕩器輸出經(jīng)12分頻后的脈沖（機(jī)器周期信號(hào)）。即每個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)器（T0或T1）的數(shù)值增加1直至計(jì)滿溢出。當(dāng)采用12MHZ晶體時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1US，計(jì)

13、數(shù)頻率為1MHZ。設(shè)置為計(jì)數(shù)方式時(shí)，通過引腳T0（P3。4）和T1（P3。5）對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)。當(dāng)輸入脈沖信號(hào)產(chǎn)生由1至0的下降沿時(shí)，定時(shí)器的值增加1。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0和T1腳的輸入電平，若前一個(gè)機(jī)器周期采樣值為1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1。此后的機(jī)器周期53P1期間，新的數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以，檢測一個(gè)1至0的跳變需要二個(gè)機(jī)器周期，故最高計(jì)數(shù)頻率為震蕩頻率的1/24。雖然對(duì)輸入信號(hào)的占空比無特殊要求，但為了確保某個(gè)電平在變化之前至少被采樣一次。要求電平保持時(shí)間至少是一個(gè)完整的機(jī)器周期。2.2模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804概述ADC0804是典型的8位8通道逐次逼

14、近式A/D轉(zhuǎn)換器，它采用CMOS工藝20引腳集成芯片，分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100us，輸入電壓范圍為0-5V。芯片內(nèi)具有三態(tài)輸出鎖存器，可直接連接在數(shù)據(jù)總線上。實(shí)物如圖2-2-1所示：圖2-2-1 ADC0804實(shí)物圖2.2.2引腳介紹ADC0804的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)和引腳封裝如圖2-4所示：圖2-2-2 ADC0809引腳圖1.CS 芯片選擇信號(hào)，低電平有效，一旦CS=0表明AD轉(zhuǎn)換器被選中，可以啟動(dòng)工作。2.RD 外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制輸出信號(hào)。RD 為高時(shí)，DB0DB7 處理高阻抗；RD 為低時(shí)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才會(huì)輸出。3.WR：用來啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于ADC 的轉(zhuǎn)換開始（/CS=0

15、時(shí)），當(dāng)/WR 由高變?yōu)榈蜁r(shí)，轉(zhuǎn)換器被清除：當(dāng)WR 回到高時(shí)，轉(zhuǎn)換正式開始。4.CLK IN，CLK R：時(shí)鐘輸入或接振蕩無件（R，C）頻率約限制在100KHZ1460KHZ，如果使用RC 電路則其振蕩頻率為1/（1.1RC）5.INTR:中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出,低地平動(dòng)作.6.VIN(+) VIN(-) :差動(dòng)模擬電壓輸入.輸入單端正電壓時(shí), VIN(-)接地:而差動(dòng)輸入時(shí),直接加入VIN(+) VIN(-).7.AGND,DGND:模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的接地.8VREF:輔助參考電壓.9.DB0DB7:8 位的數(shù)字輸出.10.VCC: 電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓.ADC0809典型接法如圖2

16、-2-3所示：圖2-2-3 ADC0804典型接法2.2.4 A/D轉(zhuǎn)換的性能參數(shù)1、轉(zhuǎn)換精度通常用A/D轉(zhuǎn)換的最低有效位表示（LSB） 2、轉(zhuǎn)換率完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間的倒數(shù)。如完成一次A/D需要100uS,則轉(zhuǎn)換率為10KHZ. 3、分辨率對(duì)一個(gè)n位的A/D，分辨率為2n位2.2.5A/D轉(zhuǎn)換的方法和原理1、計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換2、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換前兩種速度慢，但是精度高。3、次逼近式A/D轉(zhuǎn)換速度快，精度稍差。連接方式1、等待連接方式IN0IN7接模擬信號(hào)8通道輪流采集一次數(shù)據(jù)，并在內(nèi)部RAM中。ADC0804后用地址為0000H7FFFH，該接口采用延時(shí)等待方式，即沒有利用EOC信號(hào)

17、，而是經(jīng)過一定的延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。2、中斷連接方式ADC0809的EOC信號(hào)經(jīng)過一反相器反相后接到51的外部中斷輸入端形成另一種接口電路為中斷方式接口電路，即利用EOC信號(hào)產(chǎn)生中斷，通知單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。3、查詢連接方式ADC0809的EOC信號(hào)直接接到51的I/O線上（P1.0），8051通過循環(huán)查詢EOC信號(hào)，判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。2.3 MQ-2傳感器MQ-2/MQ-2S氣體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)，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。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃

18、度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。 部件材料1氣體敏感層二氧化錫2電極金（Au）3測量電極引線鉑（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）MQ-2/MQ-2S氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖2-3-1所示(結(jié)構(gòu)A 或 B),由微型Al2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔

19、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?；倦娐啡鐖D2-3-2。圖2-3-1結(jié)構(gòu)和外形圖2-3-2MQ-2基本電路2.4 數(shù)碼管LED數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，其工作特點(diǎn)是，當(dāng)筆段電極接低電平，公共陽極接高電平時(shí)，相應(yīng)筆段可以發(fā)光。共陰極LED數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰極(負(fù)極)短接后作為公共陰極。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平、端接低電平時(shí)，才能發(fā)光。LED數(shù)碼管等效于多只具有發(fā)光性能的PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)導(dǎo)通時(shí)，依靠少數(shù)載流子的注人及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光，其伏安特性與普通二極管相似。在正向?qū)ㄖ埃螂娏鹘朴诹?，筆

20、段不發(fā)光。當(dāng)電壓超過開啟電壓時(shí)，電流就急劇上升，筆段發(fā)光。因此，LED數(shù)碼管屬于電流控制型器件，其發(fā)光亮度L(單位是cdm2)與正向電流IF有關(guān)，用公式表示：L=KIF即亮度與正向電流成正比。LED的正向電壓U，則與正向電流以及管芯材料有關(guān)。使用LED數(shù)碼管時(shí)，工作電流一般選10mA左右段，既保證亮度適中，又不會(huì)損壞器件。圖2-4-1 一位數(shù)碼管的原理圖本實(shí)驗(yàn)的顯示模塊主要由一個(gè)4位一體的7段LED數(shù)碼管(SM410564)構(gòu)成，用于顯示測量到的電壓值。它是一個(gè)共陽極的數(shù)碼管，每一位數(shù)碼管的原理圖如圖2-4-1所示。每一位數(shù)碼管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自連接在一起，用于接收ST

21、C89C52的P1口產(chǎn)生的顯示段碼。1，2，3，4引腳端為其位選端，用于接收STC89C52的P3口產(chǎn)生的位選碼。圖2-5-2分別為其實(shí)物圖和引腳圖。圖2-4-2 數(shù)碼管的實(shí)物圖和引腳圖第三章 電路各部分介紹3.1可燃?xì)怏w信號(hào)采集部分在本設(shè)計(jì)中，采用MQ-2傳感器作為信號(hào)采集器件，器件的1、3、4腳連接電源的正極（+5V），2、5、6腳連接地。采集到的信號(hào)通過1k歐姆電阻后送到ADC0804的模擬輸入端，R2用來調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小。具體電路連接如圖3-1-1所示：圖3-1-1信號(hào)采集部分3.2顯示部分顯示模塊采用共陽極數(shù)碼管顯示。單片機(jī)P0口控制LED數(shù)碼管顯示，其中P0接4.7k歐姆的上拉電

22、阻后8個(gè)管腳接1k歐姆的限流電阻后分別于控制數(shù)碼管的a，b，c，d，e，f，dp連接。LED顯示0-9的段碼為0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90。具體電路連接方式如圖3-2-1所示：圖3-2-1數(shù)碼管顯示部分3.3A/D轉(zhuǎn)換部分由MQ-2傳感器采集到的電壓信號(hào)接10k歐姆的電阻后接到ADC0804的Vin+端；ADC0804的A-GND和Vin-端接地；CLK-IN端接104電容后接地；CLK-R接10k歐姆電阻接104電容接地；Vref/2接2.5V電壓，電路中采用兩個(gè)1k歐姆的電阻分壓得到；DB0-DB7分別連接單片機(jī)的P1.

23、0-P1.7用于單片機(jī)采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)；CS、RD、WR三端分別連接P3.0、P3.1、P3.2用于控制單片機(jī)于ADC0804進(jìn)行通信。具體電路連接方式如圖3-3-1所示：圖3-3-1A/D轉(zhuǎn)換部分3.4報(bào)警顯示部分采集到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)計(jì)算后如果可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)將控制蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)LED閃爍。LED的正極接電源正極（+5V），負(fù)極接1K歐姆電阻后接單片機(jī)P2.0端。蜂鳴器采用NPN3041三極管來驅(qū)動(dòng)，三極管集電極接電源正極（+5V），基極接5.1k歐姆電阻后接P2.1端，發(fā)射極接蜂鳴器，通過蜂鳴器后接地。具體電路連接方式如圖3-4-1所示：圖3-4-1

24、報(bào)警部分3.5最小系統(tǒng)及按鍵單片機(jī)接+5V電源；晶體振蕩器頻率為12MHz，晶振的兩個(gè)引腳分別連接在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2端，晶振的兩端再分別連接一個(gè)22pF電容后接地；復(fù)位電路經(jīng)電源正極（+5V）接10uF電容后接1k歐姆電阻接地，單片機(jī)復(fù)位端RST接在電容和電阻之間。本次設(shè)計(jì)電路中加入兩個(gè)按鍵，用于人為報(bào)警。單片機(jī)P3.6和P3.7端分別連接一個(gè)按鍵后接地。當(dāng)按下S1時(shí)蜂鳴器報(bào)警，LED閃爍；S2用來取消報(bào)警。具體電路連接方式如圖3-5-1所示：圖3-5-1 最小體統(tǒng)及按鍵第四章 整體電路圖4-1-1 系統(tǒng)整體圖4.2元器件清單AT89S52單片機(jī)1個(gè)、ADC0804轉(zhuǎn)換器1個(gè)、蜂

25、鳴器1個(gè)、數(shù)碼管1個(gè)、MQ-2傳感器1個(gè)、LED發(fā)光二極管1個(gè)、按鍵2個(gè)、22皮法電容2個(gè)，10微法電容1個(gè)、104電容2個(gè)、12MHz晶振1個(gè)、3041三極管1個(gè)、20k歐姆電位器1個(gè)、1k歐姆電阻13個(gè)、10k歐姆電阻2個(gè)、4.7K歐姆9腳排阻1個(gè)。4.3軟件設(shè)計(jì)部分4.3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖取消報(bào)警報(bào)警檢測按鍵S1譯碼顯示模塊報(bào)警數(shù)據(jù)處理將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送到P1口后傳給單片機(jī)ADC0804信號(hào)轉(zhuǎn)換MQ-2氣體檢測信號(hào)采集OE=1檢測按鍵S24.3.2單片機(jī)程序設(shè)計(jì)見附錄。第五章 總結(jié)經(jīng)過近一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)集成電路的使用有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，要想學(xué)好它要重在實(shí)踐，通過實(shí)踐，我也發(fā)現(xiàn)我

26、的很多不足之處，把所學(xué)習(xí)到的知識(shí)融合到一塊還不是想象中的那么簡單，其中涉及了單片機(jī)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、protel 99se等學(xué)科知識(shí)，要學(xué)好這門課程還需要更多的努力。通過實(shí)踐的學(xué)習(xí)，使我對(duì)整體的電路設(shè)計(jì)有了一個(gè)更全面的了解，鍛煉了重全局考慮局部的能力。深刻體會(huì)了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，從老師提出設(shè)計(jì)要求到完成設(shè)計(jì)報(bào)告，不斷的完善自己的設(shè)計(jì)和電路。在圖書館查資料到寫出具體的實(shí)施方案、畫出電路圖都要認(rèn)真考慮，尋找最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過多次修改最終于實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)1 ISBN 7-81077-517-0，李光飛，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)，-1版，-北京，-北京航空航天大學(xué)出版社，20

27、042 ISBN 7-81077-368-2，馬忠梅，單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，-3版，-北京，-北京航空航天大學(xué)出版社，20033 ISBN 978-7-5084-4302-7，張道德，單片機(jī)接口技術(shù)：C51版，-1版，-北京，-中國水利水電出版社，20074 ISBN 7-900101-08-X，夏路易，電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程protel 99se，-1版，-北京，-北京希望電子出版社，2002附錄單片機(jī)程序：#include<reg52.h>/載入頭文件#include<intrins.h>#define uchar unsigned char/簡化變量定義

28、方法#define uint unsigned intuint num,aa,bb,adval;/定義全局變量uint table10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/數(shù)組用于數(shù)碼管顯示0-9 sbit wr=P30; /位定義 AD wr腳sbit rd=P31; /位定義 AD rd腳sbit csad=P32; /位定義 AD cs腳sbit led=P20; /位定義 LED sbit beep=P21; /位定義 蜂鳴器sbit key0=P37; /位定義按鍵0sbit key1=P36; /位定義按鍵1void init(); /子函數(shù)聲明void start();/子函數(shù)聲明void read();/子函數(shù)聲明void delay(uint z)/延時(shí)子函數(shù)z msuint t1,y;/定義局部變量t1，yfor(t1=z;t1>0;t1-)for(y=110;y>0;y-);void main()/主函數(shù)init(); /定時(shí)器 AD初始化while(1)/while循環(huán)start();/啟動(dòng)ADdelay(200);/延時(shí)200ms用于AD處理read();/讀取AD數(shù)據(jù)num=a