【正文】 一、系統(tǒng)設計技術基礎 微處理器的出現極大地促進了生產力的發(fā)展，提高了人們生活的質量，實現了工業(yè)的現代化和自動化。 Inter 技術的飛速發(fā)展，使得基于分組交換技術的通信性能、通信質量和可靠性得到穩(wěn)步提高。基于 8 位和 16 位單片機的嵌入式設備 (如儀器儀表、數據采集和顯示、過程控制、工業(yè)自動化等 )的實時應用、測控系統(tǒng)正在走向網絡智能化。這就要求企業(yè)從現場控制層到管理層能實現全方位的無縫信息集成，實現遠程維護、智能診斷以及遠程管理功能，提供一個開放的基礎構架，并具有高可靠性、分散控制、集中監(jiān)視和管理的功能。 系統(tǒng)實現方案與選擇 針對目前主要處理芯片的不同，本文提出了 2 種實現方案，分別為基于 8051單片機實現方案以及基于 Rabbit RCM5700 實現方案。并最終選擇了一種方案進行系統(tǒng)實現。 基于 8051 單片機實現的煤氣報警器的具體方案如圖 所示。該方案主要包括了可燃氣體傳感器、 A/D 轉換器、鍵盤控制電路、 8051 單片機電路、晶振、蜂鳴器以及 LED 顯示電路 [1]。 可燃氣體傳感器輸出為模擬量，需要利用 A/D 轉換器將模擬量轉換成數字量送給 8051 單片機；晶振和鍵盤控制作為 8051 單片機的外圍輸入電路，蜂鳴器作為 報警用的 8051 單片機的外圍輸出電路；顯示電路采用了 LED 顯示，由 8051單片機控制實現顯示。 方案選擇 方案 1 中采用的是 8051 單片機實現煤氣報警器，該方案具有結構化設計簡單，器件成本較低的特點，是一種較為廣泛采用的實現方案。 方案 2 中采用的是 Rabbit RCM5700 模塊實現煤氣報警器，該方案基于 Rabbit RCM5700 模塊進行開發(fā)設計， Rabbit MiniCore 模塊用于加速嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和實施。編程開發(fā)采用我們經過業(yè)界廣為驗證的 Dynamic C 開發(fā)系統(tǒng) , 一個包括編輯 器、鏈接器、裝載器和編譯器在內的 C 語言集成開發(fā)環(huán)境。從你的計算機通過 USB 端口或串口下載程序，立即在目標硬件上進行調試 ——無需在圖 1 基于 8051 單片 機的實現 線仿真器。這種開發(fā)環(huán)境減少了工作量，加速了軟硬件集成。 Rabbit 提供了廣泛的驅動函數庫和例程、免費的 TCP/IP 及其源代碼。 針對其應用擴展，本設計選擇了方案 2，基于 Rabbit RCM5700 模塊實現煤氣報警器的方案。 既基于 Mini Core 實現的家用煤氣報警系統(tǒng)，利用可燃氣體傳感器檢測某一環(huán)境中可燃氣體含量的指標，對于可燃氣體的檢測，由于可燃氣體傳感器輸出量為模擬量，需 要將其進行 A/D 轉換后送給 Rabbit RCM5700 模塊，當其含量超過設定值時，由主芯片 Rabbit RCM5700 模塊控制蜂鳴器進行報警。 MINI CORE 芯片選擇 Mini Core RCM5700 是 Rabbit半導體公司在 2021 年 9 月 30 日推出的一款尺寸緊湊的經濟型核心模塊，設計人員可以將其用于小尺寸、低價格、可實現控制或采集且支持網絡功能的系統(tǒng)中去，是高性能低成本的嵌入式解決方案。典型應用在遠程數據記錄和上傳、儲罐監(jiān)控、自動抄表系統(tǒng)、遠程能源管理等領域。 Mini Core 芯片選擇了 Rabbit RCM5700 模塊。 Rabbit 充分結合了易于使用和最大限度的降低產品成本提供可以構成當今體積最緊湊、成本最低的嵌入式解決方案。 Mini Core 系列也是 Rabbit 產品中體積最近湊和成本最低的嵌入式解決方案，設計人員可以為他們設計的系統(tǒng)方便可靠增加網絡連接 [12]。 主要特點： (1) 微處理器為 Rabbit5000(內含 128 KB 的 SDRAM)，主頻為 50MHz； (2) 程序存儲器為 1 MB 閃存； (3) 32 個 GPIO(可配置 )； (4) 6個 (可配置 )CMOS兼容的串 El； (5) 帶實 時時鐘 (電池供電 )； (6) 10個 8位定時器， 10位和 l6位定時器各 1個； (7) 有兩路觸發(fā)輸入和兩路正交解碼輸入； (8) 帶有看門狗； (9) 支持 10／ 100Base—T 以太網功能； (10) 接口為 Mini PCI Express 接口。 Rabbit Core Mini Core 模塊用于加速嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和實施。編程開發(fā)采用我們經過業(yè)界廣為驗證的 Dynamic C 開發(fā)系統(tǒng)，一個包括編輯器、鏈接器、裝載器和編譯器在內的 C 語言集成開發(fā)環(huán)境。 從計算機通過 USB 端口或串口下載程序，立即在目標硬件 上進行調試 ，無需在線仿真器。這種開發(fā)環(huán)境減少了工作量，加速了軟硬件集成。 Rabbit 提供了廣泛的驅動函數庫和例程、免費的 TCP/IP 及其源代碼。 RCM5700 模塊接口包括了 52 個接口，各個接口定義如圖 2 所示。 根據 RCM5700 模塊接口定義可知， 52 個接口可以劃分為幾個主要部分：端口 Port A、 Port B、 Port C、 Port D、 Port E、 Serial Port A、 RAM、 Misc. I/O 等，具體如圖 3 所示。 一氧化碳傳 感器的選擇 市面上的煤氣感應器多種多樣，特性價格也各有不同。根據實際應用和成本性價比，本設計一氧化碳氣體傳感器選擇了 NGCO001 型電化學一氧化碳氣體圖 2 RCM5700模塊接口定義 圖 3 RCM5700模塊端口說明 傳感器，其詳情如下 [4]： NGCO001 型電化學一氧化碳氣體傳感器屬工業(yè)級別產品， 如圖 4 所示。通過成熟的電極制備處理技術及傳感器結構設計，使其具有長壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技術特點。傳感器與外部電路連接部位通過接插元件完成，利于傳感器與電子線路的兼容與互換。產品組裝工藝簡化，有利的降低了產品成本。 用途：工廠一氧化碳濃度檢測儀器；氣體計量器 具；空