氣體濃度檢測(cè)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)萬(wàn)能模板

1、中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課設(shè)論文目錄一、 設(shè)計(jì)背景與要求1（一）設(shè)計(jì)背景1（二）設(shè)計(jì)要求1二、方案論證1（一）單片機(jī)選擇1（二） 傳感器的選擇2（三）顯示模塊的選擇2（四）風(fēng)機(jī)的選擇3三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3（一）硬件方框圖4（二）硬件設(shè)計(jì)原理圖5四、系統(tǒng)實(shí)物圖12五、測(cè)試結(jié)果13六、總結(jié)13瓦斯氣體濃度檢測(cè)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（）摘要：瓦斯等可燃危險(xiǎn)氣體的濃度檢測(cè)一直是煤礦安全生產(chǎn)重要前提。鑒于此，利用STC89C52單片機(jī)智能控制技術(shù)并集成了瓦斯傳感器等功能電路設(shè)計(jì)了一種瓦斯氣體濃度檢測(cè)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊、瓦斯傳感器、雙色燈顯示模塊、報(bào)警模塊、液晶顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。系統(tǒng)主控模塊采用

2、性價(jià)比高的單片機(jī)最小系統(tǒng)；選用瓦斯傳感器進(jìn)行信號(hào)采集；利用雙色燈顯示變化信息，報(bào)警裝置報(bào)警，液晶顯示濃度的變化，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)瓦斯氣體的濃度。本系統(tǒng)成本低，性能較穩(wěn)定，可自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)瓦斯氣體濃度并報(bào)警。 關(guān)鍵詞：STC89C52；瓦斯傳感器；成本低；報(bào)警一、 設(shè)計(jì)背景與要求（一）設(shè)計(jì)背景煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)雖在國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)和應(yīng)用，但還沒有一種真正適合于中小型煤礦使用的產(chǎn)品，我國(guó)從八十年代初期開始引進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，歷經(jīng)了直接引進(jìn)、消化吸收、仿制配套、自主開發(fā)的過程，但迄今為止的產(chǎn)品大多都是面對(duì)大型礦井設(shè)計(jì)的，而且自身尚有一些有待解決的問題，如: :造價(jià)高系統(tǒng)最基本的配置過于龐大，運(yùn)行費(fèi)用

3、大傳感器測(cè)量穩(wěn)定性差,調(diào)校頻繁，壽命短。系統(tǒng)安裝、維護(hù)復(fù)雜，操作不便，人機(jī)界面較差。系統(tǒng)設(shè)備可靠性差。必須依賴專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，對(duì)人員技術(shù)，素質(zhì)有較高的要求。綜上所述，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)監(jiān)控器所要實(shí)現(xiàn)的功能包括根據(jù)所選的瓦斯傳感器來設(shè)定瓦斯?jié)舛阮A(yù)警值，采集瓦斯?jié)舛炔⑦M(jìn)行濃度顯示及處理。當(dāng)實(shí)際濃度超限時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警并同時(shí)控制排風(fēng)扇進(jìn)行排風(fēng)以降低濃度含量。所以開發(fā)設(shè)計(jì)出一種操作簡(jiǎn)單的瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控器，對(duì)有效的預(yù)防和減少瓦斯爆炸具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。（二）設(shè)計(jì)要求當(dāng)瓦斯?jié)舛日r(shí)，電動(dòng)機(jī)緩慢正轉(zhuǎn)，雙色燈的顯示綠燈。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^警戒值時(shí)，警報(bào)器報(bào)警，電動(dòng)機(jī)加速正轉(zhuǎn)，超過危險(xiǎn)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)再減速停止，然后反向轉(zhuǎn)動(dòng)，

4、雙色燈顯示紅燈。當(dāng)瓦斯?jié)舛然謴?fù)正常時(shí)，警報(bào)器停止報(bào)警，電動(dòng)機(jī)反向緩慢減速，停止，然后再緩慢正轉(zhuǎn)，雙色燈顯示綠燈。用諾基亞5110液晶顯示瓦斯?jié)舛戎?。二、方案論證（一）單片機(jī)選擇選擇STC89C52RC 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STC89C52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，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 計(jì)數(shù)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)

5、6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 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?？臻e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。 圖1 STC89C52引腳圖 圖2 STC89C52實(shí)物圖（二） 傳感器的選擇由于瓦斯氣體很難提取，我們這次實(shí)訓(xùn)用酒精代替，于是我們選擇了MQ-3酒精傳感器。它具有以下特點(diǎn)： A、具有信號(hào)輸出指示 B、模擬量輸出和TTL電平輸出 C、TTL輸出信號(hào)為低電平，可以直接連

6、接單片機(jī) D、模擬輸出量為05V，濃度越高電壓越高 E、對(duì)乙醇濃度具有很高的靈敏性 F、具有快速響應(yīng)恢復(fù)特性 圖3 酒精傳感器實(shí)物圖（三）顯示模塊的選擇選用諾基亞5110液晶顯示，因?yàn)樗?4x48 的點(diǎn)陣LCD，可以顯示4 行漢字; 采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號(hào)線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號(hào)線僅有9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如AVR 單片機(jī)的I、MCS51 的串口模式等），傳輸速率高達(dá)4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時(shí)間;可通過導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換;LCD 控制器驅(qū)動(dòng)器芯片已綁定到L

7、CD 晶片上，模塊的體積很小;采用低電壓供電，正常顯示時(shí)的工作電流在200µA 以下，且具有掉電模式 。 圖4 諾基亞5110液晶顯示（四）風(fēng)機(jī)的選擇在礦道內(nèi)瓦斯氣體濃度正常時(shí)風(fēng)機(jī)的主要作用是正轉(zhuǎn)向礦道中通入空氣當(dāng)?shù)V道內(nèi)瓦斯氣體濃度異常時(shí)風(fēng)機(jī)會(huì)先停止然后反轉(zhuǎn)抽出礦道中高濃度的瓦斯氣體恢復(fù)正常后風(fēng)機(jī)由反轉(zhuǎn)到停止然后再正轉(zhuǎn)向礦道中通入空氣。 風(fēng)機(jī)之所以要先停止在轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)在由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)后有反轉(zhuǎn)直接進(jìn)行正轉(zhuǎn)是瞬間電流會(huì)很大燒毀電機(jī)。 圖5 交流電機(jī)PCB圖三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（一）硬件方框圖1、最小系統(tǒng)及采樣電路設(shè)計(jì)部分框圖本部分包括采樣電路、供電電路、晶振電路、復(fù)位電路、電頻轉(zhuǎn)換電路及單

8、片機(jī)電路部分，供電電路主要是為單片機(jī)提供12V電；復(fù)位電路是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，要想復(fù)位必須達(dá)到兩個(gè)條件，一是復(fù)位引腳處是高電壓，二是時(shí)間達(dá)到兩個(gè)機(jī)器周期以上；晶振電路是由兩個(gè)22PF的電容和一個(gè)晶振構(gòu)成，連接單片機(jī)的18、19引腳；電頻轉(zhuǎn)換電路主要用的是MAX232芯片，它主要是和單片機(jī)進(jìn)行電頻的轉(zhuǎn)換；采樣電路是主要是瓦斯傳感器，對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行采集，將信息傳送給單片機(jī)。框圖如下： 圖 6 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖本部分包括雙色燈顯示部分、報(bào)警模塊、液晶顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，雙色燈顯示電路主要是用于顯示瓦斯?jié)舛仁欠癯^危險(xiǎn)值，如果超過危險(xiǎn)值則顯示紅燈，否則顯示綠燈；報(bào)警電路用于報(bào)警，提

9、示工作人員，給以警報(bào)的作用；液晶顯示電路時(shí)用諾基亞5110液晶，框圖如下： 圖 7 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方框圖3、系統(tǒng)總圖 圖8 總系統(tǒng)方框圖（二）硬件設(shè)計(jì)原理圖1、最小系統(tǒng)電路部分 供電電路圖9是電源電路原理圖，主要由開關(guān)、發(fā)光二極管、電阻組成。在這里電阻的作用是防止二極管擊穿。 圖9 電源電路原理圖 復(fù)位電路圖10是復(fù)位電路原理圖，主要有電阻、電容和按鍵組成。復(fù)位電路分為手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位。上電復(fù)位即通電時(shí)復(fù)位引腳處于高電平狀態(tài)，在此電路中電容與電阻串聯(lián)，電阻所得電壓幾乎為5V,當(dāng)電容進(jìn)行充電時(shí)，電容兩端電壓增大，電阻兩端電壓減小，當(dāng)電阻電壓減小到3.5V時(shí)，復(fù)位引腳處于低電平狀態(tài)，在此期間所需時(shí)間大

10、于兩個(gè)機(jī)器周期，滿足復(fù)位條件，故單片機(jī)復(fù)位；手動(dòng)復(fù)位即按鍵未按前，復(fù)位引腳處的電位值為0V，處于低電平狀態(tài)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，復(fù)位引腳處的電位值為10K電阻所得電壓值，即：10K*5V/(1+10)K;當(dāng)電壓值大于3.5V時(shí)為高電平，經(jīng)公式算得電壓值大于3.5V，故此時(shí)復(fù)位引腳處于高電平狀態(tài)，按下按鍵所需的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，滿足復(fù)位所需條件，故單片機(jī)復(fù)位。 圖 10 復(fù)位電路原理圖 晶振電路圖11是晶振電路原理圖，主要有晶振和電容組成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩電路，產(chǎn)生單片機(jī)芯片工作所需要的時(shí)鐘脈沖，提供振蕩源。測(cè)量起振方法有兩種，一種是用萬(wàn)用表測(cè)晶振兩端是否有電壓差；第二種方法是用示波器測(cè)量。 圖1

11、1 晶振電路原理圖串行通信電路圖12是串行通信原理圖，串行通信的電路使用的是MAX232芯片，實(shí)現(xiàn)PC和單片機(jī)之間的通信轉(zhuǎn)換，16的引腳是電荷泵電路，79腳懸空，為一組通信；1114腳為通信功能引腳，為另一組通信。C5電容是單獨(dú)的屬性，濾波作用，保護(hù)芯片；C2,C3,C4,C6電容是同一屬性。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。 圖12 串行通信原理圖 最小系統(tǒng)實(shí)物圖 如下：圖13 圖13 最小系統(tǒng)實(shí)物圖1、驅(qū)動(dòng)

12、部分電路 雙色燈顯示電路雙色燈電路主要有三極管和電阻組成。三極管在這里主要事放大作用。如下圖14是雙色燈顯示原理圖，圖15是雙色燈顯示實(shí)物圖 圖14 雙色燈顯示原理圖 圖15 雙色燈顯示實(shí)物圖報(bào)警電路圖16是報(bào)警電路原理圖，聲光報(bào)警電路是由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成的用P1.0和P1.1作為聲光報(bào)警電路的使能信號(hào)輸出端。為了提高聲光報(bào)警電路的驅(qū)動(dòng)能力均加有74LS04反向驅(qū)動(dòng)器同時(shí)為了保證電路可靠工作加了限流電阻。其中蜂鳴器我們采用+5伏直流蜂鳴器其屬于無源蜂鳴器內(nèi)部封裝有音頻振蕩電路只要外加+5直流電源電壓即可起振發(fā)聲。當(dāng)采集到的瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)先設(shè)定的上限值時(shí)系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。圖17是報(bào)警系

13、統(tǒng)的實(shí)物圖。 圖 16 報(bào)警電路原理圖 圖17 警報(bào)器實(shí)物圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由穩(wěn)壓模塊、移相電路模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊組成。A、穩(wěn)壓模塊圖18是穩(wěn)壓模塊原理圖，此部分電路主要有CL7660芯片和78L05芯片。ICL7660主要的作用就是將+5V的電壓轉(zhuǎn)換成-5V電壓；78L05芯片主要是將輸入的12V轉(zhuǎn)換成5V,穩(wěn)壓作用。 圖18 穩(wěn)壓電路原理圖B、移相電路圖19是移相電路原理圖，此部分主要有TCA785芯片、MOC3021和TLP521光耦。TCA785芯片是移向控制電路，用來控制半導(dǎo)體晶閘流管，雙向可控硅開關(guān)，觸發(fā)脈沖在0180度之間，可以手動(dòng)控制脈沖輸出寬度。光耦在這里主要起到隔

14、離電壓作用。在管腳11引入移相控制電平，管腳6接調(diào)制信號(hào)，管腳5接同步信號(hào)，管腳9和管腳10分別接鋸齒波斜率電阻和電容，管腳12通過電容接地，管腳15和管腳14為脈沖輸出端Q1、Q2。由管腳5引入的同步信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部零點(diǎn)鑒別器，同步寄存器控制鋸齒波發(fā)生器，使之產(chǎn)生與同步信號(hào)同步且頻率為同步信號(hào)兩倍的鋸齒波。鋸齒波的斜率由管腳9和管腳10間的電阻電容決定，當(dāng)鋸齒波的電壓等于移相控制電平時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)調(diào)制的脈沖信號(hào)送到內(nèi)部輸出邏輯單元。管腳14、管腳15輸出脈沖相位差180°。光耦在這里主要起到隔離電壓作用。圖 19 移相電路原理圖C、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路圖20是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路原理圖，此部分電路主

15、要有PCF8591芯片、和PC817光耦、比較放大器、二極管組成。PCF8591是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個(gè)模擬輸入、1個(gè)模擬輸出和1個(gè)串行I²C總線接口。PCF8591的3個(gè)地址引腳A0, A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個(gè)I²C總線上接入8個(gè)PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向I²C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。光耦在這的作用是將12V和5V隔離，也就是隔離電壓作用。圖20 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路原理圖D、驅(qū)動(dòng)電路實(shí)物圖圖21是驅(qū)動(dòng)電路實(shí)

16、物圖，用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試。然后下載到電路板中。圖21 交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)物圖四、系統(tǒng)實(shí)物圖 圖22 系統(tǒng)實(shí)物圖五、測(cè)試結(jié)果 圖23測(cè)試結(jié)果顯示圖六、總結(jié)通過這次設(shè)計(jì)，復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的Protel和Keil等繪圖知識(shí)，當(dāng)然在這個(gè)過程中我們遇到了好些問題例如：、畫圖的時(shí)候器件查找錯(cuò)誤、畫PCB圖示元器件封裝弄錯(cuò)，把貼片式的封裝搞成了插針式封裝、PCB布線時(shí)布的太亂，元器件之間的空隙過大，造成了很大的浪費(fèi)、使用keil軟件編輯程序時(shí)，總是出現(xiàn)錯(cuò)誤、焊接時(shí)把二極管焊接反了，有的元器件找不到，以至于焊接速度很慢、連接實(shí)物時(shí)電機(jī)總是不轉(zhuǎn)、連接液晶顯示時(shí)總是顯示不了出現(xiàn)了問題當(dāng)然要解決，首先我們小組進(jìn)行了討

17、論，比如說那些畫圖過程中遇到的問題，我們就按照老師給的參考圖去放置元器件，自己動(dòng)手翻書去查找那些元器件的封裝，有的元器件封裝沒有，我們就自己畫；由于我們程序那方面不太熟練，我們就請(qǐng)教老師，幫我查找了錯(cuò)誤；焊接過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤首先自己用萬(wàn)用表測(cè)量下，然后分析哪部分出現(xiàn)了錯(cuò)誤，進(jìn)行解決；連接實(shí)物圖時(shí)由于我們接的是220V的電壓，老師擔(dān)心我們安全，就自己先演示一遍，但我們之前把繼電器焊接錯(cuò)誤，導(dǎo)致連接后電機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)重新焊接繼電器之后電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)了；在接液晶顯示時(shí)出現(xiàn)了液晶亮但不顯示的情況，這個(gè)問題最難解決，我們一開始以為是酒精傳感器的問題，換了兩三個(gè)酒精傳感器之后還是不顯示酒精的度數(shù)，最終我們知道原來

18、是程序上的錯(cuò)誤。通過這次實(shí)訓(xùn)，我最深的感受就是自己真的很缺乏鍛煉，理論學(xué)的再好也得需要實(shí)踐來夯實(shí)。再者就是焊接技術(shù)提高了。這次實(shí)訓(xùn)結(jié)束之后，感覺個(gè)人的思維方式更加完善了，能自己試著找到問題并且解決問題，考慮問題的方法在不知不覺中有了很大的提高。個(gè)人覺得團(tuán)隊(duì)真的很重要，如果沒有老師和隊(duì)友的共同努力，本次實(shí)訓(xùn)也不會(huì)成功，而且我希望以后能有更多機(jī)會(huì)參加這樣的實(shí)訓(xùn)，非常有意義 。參考文獻(xiàn)：1 郭振民：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA,中國(guó)水利北電出版社，2009。2 張毓：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目化教程，安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版，2010。3 劉建清：從零開始學(xué)電路仿真Multisim與電路設(shè)計(jì)Protel技術(shù)，國(guó)防出

19、版社，2009。 機(jī)電綜合應(yīng)用 題 目：溫濕度、酒精濃度、煙霧濃度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)系部名稱： 信息工程系 專業(yè)班級(jí)： 測(cè)控08班 學(xué)生姓名： 陳 帥 學(xué) 號(hào)： 200880864120 指導(dǎo)教師： 張新英、劉秀敏 教師職稱： 講師 2011年 12 月 29 日摘 要酒精泄露的檢測(cè)、監(jiān)控以及對(duì)酒后駕車的檢測(cè)對(duì)居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全都是十分重要且必不可少。資料顯示，我國(guó)近幾年發(fā)生的重大交通事故中，有將近三分之一是有酒后駕車引起的。為了防止機(jī)動(dòng)車輛駕駛?cè)藛T酒后駕車，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)對(duì)人體呼氣中酒精含量的檢測(cè)已日益受到重視，酒精濃度測(cè)試儀逐漸得到廣泛應(yīng)用。此外，酒精測(cè)試也可應(yīng)用于食品加工、釀酒等需要監(jiān)控空氣中酒精

20、濃度場(chǎng)合。如今，氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向的發(fā)展，因此，酒精濃度檢測(cè)儀具有十分廣闊的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)和潛在的市場(chǎng)要求。煙霧報(bào)警器就是通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙感器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報(bào)警器。本文運(yùn)用了單片機(jī)，并借助相應(yīng)的外圍電路，將檢測(cè)結(jié)果通過LCD、LED等顯示方法告知使用者。本設(shè)計(jì)用的MQ303酒精傳感器就是一種對(duì)氣體敏感的化學(xué)傳感器，以及MQ-2煙霧濃度傳感器，它們隨著外部氣體的濃度不同而改變敏感膜的電阻。系統(tǒng)選STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，對(duì)檢測(cè)到

21、的氣體狀況進(jìn)行相應(yīng)的處理分析、處理和顯示，并能夠?qū)崿F(xiàn)超限報(bào)警。關(guān)鍵字： 酒精傳感器，煙霧傳感器，STC89C52單片機(jī)，顯示報(bào)警Alcohol smoke sensor reportsAbstract Alcohol, leak detection, monitoring and drunk driving detection on Residents' personal and property safety is very important and essential. Data shows, our country in last few years the major tra

22、ffic accidents, there are nearly 1/3 is a drunken driving. In order to prevent the motor vehicle drivers drunk driving, live on human breath alcohol content detection has received increasing attention, alcohol concentration test instrument widely used. In addition, alcohol test can also be used in f

23、ood processing, wine and other need to monitor air alcohol concentration.Nowadays，the gas sensor to low power, multi-function, integrated development， therefore, the alcohol concentration detector has a very broad market and potential market demand. The smoke alarm is by monitoring the smoke concent

24、ration to achieve fire prevention, smoke detectors, the internal use of ion smoke sensor, ion smoke sensor is a kind of advanced technology, stable and reliable operation of the sensor， is widely used in all kinds of fire alarm system, performance far superior to the gas sensing resistance type fire

25、 alarm.This paper uses the single chip microcomputer, and with the aid of the peripheral circuit, the detection results by LCD, LED and other display methods to inform the user of. The design of the MQ303 alcohol sensor is a kind of gas sensitive chemical sensor, as well as MQ-2 smoke concentration

26、sensor, with external gas concentrations or in different sensitive membrane resistance， Selection of STC89C52RC MCU as the control core, the detected gas condition corresponding treatment analysis, processing and reality, and through the alarm to prompt.Keywords: alcohol sensor smoke sensor single c

27、hip STC89C52 display alarm目 錄1、總體思想11.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需資源12.2 系統(tǒng)框圖和主程序流程圖12、方案選擇32.1 單片機(jī)的選擇32.2 傳感器的選擇42.2.1 酒精傳感器的選擇42.2.2 煙霧傳感器的選擇42.2.3 溫濕度傳感器52.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇52.4 LCD液晶顯示52.5 報(bào)警方案63、硬件設(shè)計(jì)73.1 STC89C52單片機(jī)73.2 傳感器123.2.1 酒精傳感器MQ-3123.2.2 煙霧傳感器MQ-2133.2.3 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器143.3 TLC2543數(shù)模轉(zhuǎn)換器163.4 LCD液晶顯示183.5 按鍵電路223

28、.6 報(bào)警電路233.7 時(shí)鐘芯片DS1302244、軟件設(shè)計(jì)265、結(jié) 論27參考文獻(xiàn)28附 錄：29III中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課設(shè)論文1、總體思想1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需資源STC單片機(jī)STC89C52，MQ-2電阻式煙霧傳感器、MQ-3A酒精傳感器各1個(gè)，16P，40P等底座若干,LED發(fā)光二極管各若干個(gè),蜂鳴器一個(gè),5V直流電機(jī)及電機(jī)配套的風(fēng)扇葉一個(gè),5V直流電機(jī)及配套偏心輪（震動(dòng)使用）,單面覆銅板（印制PCB版）,電位器102，103各若干,LM324或LM339一個(gè),12864液晶一塊,按鍵若干,自鎖按鍵若干,繼電器一個(gè),導(dǎo)線若干。2.2 系統(tǒng)框圖和主程序流程圖 STC89C52單片

29、機(jī)電源切換按鍵模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543酒精傳感器QM303兩重報(bào)警LCD 顯 示濃度顯示時(shí)間顯示發(fā)光二級(jí)管蜂鳴器溫濕度傳感器煙霧傳感器MQ-2時(shí)鐘DS1102溫度顯示圖1-1 框圖NYN開 始初始化設(shè)置初始化設(shè)置按鍵掃描有鍵按下讀 鍵 值顯示子程序圖1-2 流程圖2、方案選擇2.1 單片機(jī)的選擇Atmega8單片機(jī)ATmega8是在AVR家族中，ATmega8是一種非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備AVR高檔單片機(jī)MEGE系列的全部性能和特點(diǎn)【1】。但由于采用了小引腳封裝（為DIP 28和TQFP/MLF32），所以其價(jià)格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，再加

30、上AVR單片機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，使得無需購(gòu)買昂貴的仿真器和編程器也可進(jìn)行單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，同時(shí)也為單片機(jī)的初學(xué)者提供了非常方便和簡(jiǎn)捷的學(xué)習(xí)開發(fā)環(huán)境。 ATmega8的這些特點(diǎn)，使其成為一款具有極高性能價(jià)格比的單片機(jī)，深受廣大單片機(jī)用戶的喜愛，在產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)上極具競(jìng)爭(zhēng)力，被很多家用電器廠商和儀器儀表行業(yè)看中，從而使ATmega8迅速進(jìn)入大批量的應(yīng)用領(lǐng)域。但是其管腳比較少，不適合這次課設(shè)。 STC89C52單片機(jī)STC單片機(jī)是MICROCHIP公司的產(chǎn)品，其突出的特點(diǎn)是功耗低， 精簡(jiǎn)指令集 ，抗干擾性好，可靠性高，但是存在溢出隱患問題。8051系 列采用的是堆棧指針，STC采用硬件堆

31、棧8級(jí)。當(dāng)堆棧指針設(shè)定合理，局部變量少的情況下，8051系列用10層的程序嵌套不會(huì)出現(xiàn)問題。而STC單片機(jī)程序嵌套包括中斷最多不能超過8層。所以如果用C語(yǔ)言進(jìn)行STC編程設(shè)計(jì)容易堆棧溢出2。匯編語(yǔ)言對(duì)于不同的CPU，其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移 植。而C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語(yǔ)言，雖然占用資源較匯編多，但是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。鑒于C語(yǔ)言的易讀性和普遍性，本論文的軟件設(shè)計(jì)選擇C語(yǔ)言編程。為適用于本論文設(shè)計(jì)的煙霧酒精檢測(cè)報(bào)警器，應(yīng)選擇一種比8051系列速度快，功耗低，抗干擾性好，而又避免C語(yǔ)言編程溢出問題的單 片機(jī)。 宏晶科技新推出的STC89C52系列單片機(jī)具有

32、高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。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。其突出的特點(diǎn)是功耗低， 精簡(jiǎn)指令集 ，抗干擾性好，可靠性高。是的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，速度 卻比8051單片機(jī)快812倍。而且在功能同樣的情況下， 管腳較少封裝體積小，價(jià)格比其他型號(hào)便宜，因此具有很好的性價(jià)比和應(yīng) 用適應(yīng)性。2.2 傳感器的選擇2.2.1 酒精傳感器的選擇方案1：直熱式MnO半導(dǎo)體氣敏傳感器制作工藝簡(jiǎn)單、成本低

33、、功耗小，可以在高回路電壓下使用、價(jià)格低廉的可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警器。但是其熱容量小，易受環(huán)境氣流的影響；測(cè)量回路與加熱回路間巷削輯離，互相影響；加熱絲在加熱和不加熱狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生漲縮，易造成與材料的接觸不良。方案2：旁熱式MnO半導(dǎo)體氣敏傳感器克服了直熱式的缺點(diǎn)，其測(cè)量極與加熱絲分開，加熱絲不與氣敏元件接觸，免了回路間的相互影響；元件熱容量大，降低了環(huán)境氣氛對(duì)元件加熱溫度的影響，并保持了材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不過價(jià)格昂貴。近年來，使用二氧化錫(SnO2)氣敏元件制成的酒精檢測(cè)器，不僅對(duì)酒精味敏感，對(duì)汽油味、香煙味同樣敏感，易造成檢測(cè)失誤，因此限制了它的普遍推廣和使用。綜上我選擇了方案二旁熱式MnO半導(dǎo)體

34、氣敏傳感器MQ-3氣體傳感器，MQ-3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)境中存在酒精蒸汽時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中酒精氣體濃度的增加而增大。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)。MQ-3氣體傳感器對(duì)酒精的靈敏度高，可以抵抗汽油、煙霧、水蒸氣的干擾。這種傳感器可檢測(cè)多種濃度酒精氣氛，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器.所以我們選擇MQ-3酒精傳感器。2.2.2 煙霧傳感器的選擇GQQ0.1型煙霧傳感器質(zhì)安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中，與綜保監(jiān)控儀配套，（也可用于其它電控裝置配套），用于煤礦井下皮帶輸送機(jī)膠

35、帶因摩擦發(fā)熱或其它原因產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)，通過可編程控制器編程實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的保護(hù)。主要用于煤礦井下皮帶輸送機(jī)膠帶因摩擦發(fā)熱或其它原因產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)，通過可編程控制器編程實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的保護(hù)。MQ-2煙霧傳感器煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣 體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換電路 將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度 處理及報(bào)警控制等工作。按敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。半導(dǎo)體氣敏元件也有N型和P型之分。N型在檢測(cè)時(shí)阻值隨煙霧濃度的增大而減??；P型阻值隨煙霧濃度的增大而增大。適用于家庭或工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置

36、，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等監(jiān)測(cè)裝置。對(duì)比過后，本設(shè)計(jì)選用MQ-2型煙霧傳感器，這種型號(hào)的傳感器具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度 高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換電路 將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度 處理及報(bào)警控制等工作。2.2.3 溫濕度傳感器DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)熟悉信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，

37、并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇ADS8364是一款六路模擬輸入、16位并行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。六路模擬輸入分為三組(A,B 和C) ,每個(gè)輸入端都有一個(gè)保持信號(hào)來實(shí)現(xiàn)所有通道的同時(shí)采樣與轉(zhuǎn)換功能，非常適合于多路(多種)采集系統(tǒng)的需要。ADS8364提供了一個(gè)靈活的高速并行接口，可以運(yùn)行在直接尋址、循環(huán)采樣、FIFO等三種模式，每個(gè)通道的輸出數(shù)據(jù)都可直接作為一個(gè)16bit的字。TLC2543是11輸入端是我12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換快、穩(wěn)定性好、與微處理器接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景好。由于它帶有串行外

38、設(shè)接口，而51系列單片機(jī)沒有SPI，因此研究它的接口與51單片機(jī)的接口非常有意義。所以課設(shè)選擇了TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換器。2.4 LCD液晶顯示顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。功耗低，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，因而耗電量

39、比其它顯示器要少得多。2.5 報(bào)警方案方案1：蜂鳴器發(fā)音報(bào)警蜂鳴器是一種給它接上一定電壓后發(fā)出“嘀嘀嘀”響聲的發(fā)音設(shè)備。其耗電低，發(fā)音效果好，容易引起人們注意，不過其功能小，應(yīng)用領(lǐng)域不大方案2：揚(yáng)聲器報(bào)警用揚(yáng)聲器發(fā)出設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)錄制好的聲音，提醒駕駛員切勿酒后駕駛。雖然很貼近實(shí)際，可以讓人不必再用“解碼”就可以知道，但是其聲音響度不夠。經(jīng)過考慮，蜂鳴器發(fā)音報(bào)警其耗電低，發(fā)音效果好，容易引起人們注意，不過其功能小，應(yīng)用領(lǐng)域不大。但考慮到不需要其太大功能，所選擇蜂鳴器。該電路將通過發(fā)光二極管（LED）閃亮來實(shí)現(xiàn)光報(bào)警3、硬件設(shè)計(jì)3.1 STC89C52單片機(jī)STC89C52單片機(jī)引腳如圖3-1：圖3

40、-1 STC89C52引腳圖Vcc：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。P3口：P3口時(shí)一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE ：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

41、器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 ：程序儲(chǔ)存允許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)89C5X單片機(jī)由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在次期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 信號(hào)。 /VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFH）， 端必須保持低電平（接地）。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端時(shí)鐘電路：STC單片機(jī)STC89C5

42、2內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD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32(a) 所示，在RXD和TXD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。外部方式的時(shí)鐘電路如圖32（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，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，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和

43、P2，供單片機(jī)使用。（a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路圖32時(shí)鐘電路復(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)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)如表一所示。表一 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-P3FFHSCO

44、N00HIPXX000000BSBUF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6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖43所示：圖33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，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

45、兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖34（a）所示。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過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34（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖34（c）所示：（a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位圖34復(fù)位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)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34（b）上電復(fù)位

46、方式。STC89C52主要功能如表二所示。表二 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能下圖為單片機(jī)的最小系統(tǒng)圖：圖3-53.2 傳感器3.2.1 酒精傳感器MQ-3MQ-3酒精傳感器對(duì)乙醇蒸氣有很高的靈敏度，并且響應(yīng)和恢復(fù)快速。另外，MQ-3酒精傳感器簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)回路和可靠的穩(wěn)定性是相比較于其他型號(hào)傳感器的優(yōu)點(diǎn)。MQ-3酒

47、精傳感器可用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，也可用于其他場(chǎng)所乙醇蒸氣的檢測(cè)。MQ-3酒精傳感器有6只針狀管腳，其中4個(gè)管腳（兩個(gè)A和兩個(gè)B）用于信號(hào)讀取，兩個(gè)H腳用于提供加熱電流。MQ3型氣敏傳感器技術(shù)指標(biāo)如下：使用氣體：酒精(乙醇）探測(cè)范圍：101000*10-6 特征氣體：100*10-6靈敏度：Rin air/Rin typical gas5敏感體電阻：4004000k（空氣中）響應(yīng)時(shí)間：10s（70% Response)恢復(fù)時(shí)間：30s（70% Response)加熱電阻：313加熱電流：180mA加熱電壓：5V0.2V加熱功率：900mW工作條件：環(huán)境溫度：1065

48、攝氏度 濕度：95%RH貯存條件：溫度：2070攝氏度 濕度：70%RH靈敏度調(diào)整：MQ3 型氣敏元件對(duì)不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。 因此，在使用此類型氣敏元件時(shí) ，靈敏度的調(diào)整是很重要的。 建議使用 200ppm 的乙醇蒸汽校準(zhǔn)傳感器。當(dāng)精確測(cè)量時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的設(shè)定應(yīng)考慮溫濕度的影響。電路圖如圖3-5： 圖3-6 MQ-3傳感器電路原理圖3.2.2 煙霧傳感器MQ-2MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖所示(結(jié)構(gòu) A or 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

49、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。特點(diǎn)：1、具有信號(hào)輸出指示。2、雙路信號(hào)輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）3、TTL輸出有效信號(hào)為低電平。（當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮，可直接接單片機(jī)） 4、模擬量輸出05V電壓，濃度越高電壓越高。5、對(duì)液化氣，天然氣，城市煤氣有較好的靈敏度。6、具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性7、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性電路圖如3-6:圖3-73.2.3 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳 感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高 的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻

50、式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè) 溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快 響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的 濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi) 部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集 成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使 其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。應(yīng)用領(lǐng)域暖通空調(diào)測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備汽車數(shù)據(jù)記錄器 消費(fèi)品自動(dòng)控制氣象站家電濕度調(diào)節(jié)器醫(yī)療除濕器圖3-8圖3-9DHT11引腳說明Pin名稱注釋1VDD供電 35.5VDC2

51、DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請(qǐng)懸空4GND接地，電源負(fù)極本系統(tǒng)中得電路：圖3-103.3 TLC2543數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC2543數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊采用TI公司的TLC2543 12位串行A/D轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省51系列單片機(jī)I/O資源，且價(jià)格適中。其特點(diǎn)有：（1）12位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器；（2）在工作溫度范圍內(nèi)10s轉(zhuǎn)換時(shí)間；（3）11個(gè)模擬輸入通道；（4）3路內(nèi)置自測(cè)試方式；（5）采樣率為66kbps；（6）線性誤差+1LSB（max）（7）有轉(zhuǎn)換結(jié)束（EOC）輸出；（8）具有單、雙極性輸出；（9）可編程的MSB或LSB前導(dǎo)；

52、（10）可編程的輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。TLC2543的引腳排列如圖1所示。圖1中AIN0AIN10為模擬輸入端；為片選端；DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端；DOUT為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束端；CLK為I/O時(shí)鐘；REF+為正基準(zhǔn)電壓端；REF-為負(fù)基準(zhǔn)電壓端；VCC為電源；GND為地圖3-11TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換程序：#ifndef _TLC2543_H_#define _TLC2543_H_sbit CS = P14; /片選sbit CLOCK =P11; /時(shí)鐘sbit DIN = P12; /數(shù)據(jù)入口sbit DOUT = P13; /數(shù)據(jù)出口sbit EOC =P10;uint AD_Conver(uchar port)uchar i;uint AD= 0;CLOCK = 0;CS= 0;EOC=1;port <<= 4;for (i = 0; i < 12; i+) /注意:在12個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿產(chǎn)生了數(shù)據(jù)輸出 /在前4個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),TLC2543已經(jīng)知道下一次將if (DOUT