【正文】 5410AD 單片機內 A/D 轉換、濃度比較，對數據進行線性化處理，將數字化電壓信號轉化成為對應的十進制濃 度值；最后，將實際可燃性氣 體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警限，當濃度處于正常狀態(tài)綠燈長亮，當煙霧濃度超出設定的限定值時，發(fā)出聲音報警并伴隨紅燈閃亮。經過對比上述兩種煙霧傳感器的應用特性，發(fā)現(xiàn)半導體煙霧傳感器的優(yōu)點更加突出：靈敏度高、響應快、抗干擾性好、使用方便、價格便宜，且不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護成本較低等。因此，經常對傳感器進行標定，是保證其準確性的必要的途徑。 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 3 含量轉化成電壓或者電流信號，通過 A/D 轉換電路將模擬量轉換成數字量后送到單片機，進 而由單片機完成數據處理、濃度處理及報警控制等工作。為方便檢測與監(jiān)控，使儀器測試人員及用戶能夠直 觀地觀察到環(huán)境中的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。 煙霧檢測報警器的方案設計 煙霧檢測報警器是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度，并具有報警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應包括：煙霧信號采集電路、模數轉換電路、單片機控制電路。若有燃氣泄漏，檢漏儀便會發(fā)出聲光報警，同時數字顯示煙霧濃度，以便及時采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。 (1)民用火災煙霧報警器 ： 民用火災煙霧報警器為居民家庭用的火災報警器 ,一般安裝在廚房，遇到火災產生的煙霧時 ，報警器可發(fā)出聲光報警，或同時伴有數字顯示，同時聯(lián)動外部設備 ， 有的報警器可自動開啟排風扇，把煙霧排出室外 。我國在 70 年代初期開始研制煙霧報警器，生產型號多樣、品種較齊全，應用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴展到幾乎所有危險作業(yè)環(huán)境的各種類型報警器，產品數量也在不斷增加。近十年來，農村的沼氣使用也得到了極大的發(fā)展。該報警裝置是石油化學工業(yè)、有 毒 氣體泄漏可能的生產工廠及家庭防火防爆必備的儀器。 為了早期發(fā)現(xiàn)和通報火災，防止和減少火災危害，保護人身和財產安全 ，保衛(wèi)社會主義現(xiàn)代 化 建設 ，防止火災引起燃燒、爆炸等事故，造成嚴重的經濟損失，甚至危及生命安全。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對煙霧進行現(xiàn)場實時檢測，采用先進可靠的安全檢測儀表，嚴密監(jiān)測環(huán)境中煙霧的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和家庭生活安全。 目前我國已有許多城市鋪設了煤氣管道，使用人口約達二億人，煤氣發(fā)生基地及中轉站也達幾千家。到 2021 年底，全國沼氣池數量已達近 1300 萬座，這就為檢測沼氣濃度的儀器提供了市場。但主要是在引進國外先進的傳感器技 術和先進的生產工藝基礎上，進 行研究與開發(fā)形成自己的特色。 (2)工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器 ： 工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器只是檢測探頭有差異，而在原理和應用中都很相近?？刂破髋c探測器結合使用，可在防爆現(xiàn)場長期監(jiān)測煙霧的濃度。煙霧信號采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉化為模擬的電信號。方便調節(jié)報警限，可以加入按鍵。傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。一般連續(xù)使用兩個月后應對傳感器進行量程校準，這種經常性對傳感器的維護，無形中加大了工作人員的工作量，同時增加了報警器的維護成本 。因此，本設計采用半導體煙霧傳感器作為報警器煙霧信息采集部分的核心。另外由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應越快，響應時間和恢復時間就越快。 當然幾種狀態(tài)的報警信號是各不相同的。 圖 可燃性氣體檢測報警器結構框圖 根據本設計要求及使用環(huán)境、成本等因素選用的 MQ2 型半導體電阻式煙霧敏感 器件。它一方面要接收來自傳感器送來的煙霧濃度對應的模擬信號和故障檢測信號，另一方面要對兩種 信號分別進行處理，控制后續(xù)電路進行相應動作；與此同時查詢是否有鍵按下的請求。 5 單片機的選擇 單片機是煙霧檢測報警器的核心部件，一方面它要接收來自傳感器的煙霧濃度的模擬信號和故障檢測信 號，另一方面要對兩種信號分別進行處理，控制后續(xù)電路的相應工作；同時，查詢是否有鍵按下的命令。 匯編語言對于不同的 CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。 STC12 系列單片機具有高速、低功耗、超強抗干擾等優(yōu) 點，是新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，速度卻比 8051 單片機快 812 倍。 Flash 存儲器的掉電保護功能可用于程序數據保存，可以按字或字節(jié)讀寫，最小擦除單位為 1段，經過擦除的位為“ 1”，寫入位為“ 0”。在對同一個 I/O 口進行操作 前要選擇其要實現(xiàn)的功能，這樣大大地增強了端口的功能和靈活性。這樣， A/D 轉換和 I/O 口可以靈活的運用，節(jié)省了軟件及時間。本系統(tǒng)采用的半導體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個參考電阻，再經過一個放大電路即可發(fā)送給 ADC 采集。同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負反饋，同樣可以利用理想運放工作在線性區(qū)時的兩個特點來分析其電壓放大倍數。如果不接 R3和 R4，則此電 路就成了電壓跟隨器， 它可以減少電路模塊間由于阻抗引起的干擾。報警裝置采用 無源壓電式 KM3712x型蜂鳴器，較一般的蜂鳴器體積大，聲音響亮，適用于家用煤氣報警器的報警聲音源。顯示濃度級別，其主要技術參數 如下：模塊工作電壓： ； 工作電流： 80ma,每段 10ma； 字高： ； 環(huán)境相對濕度： 85％ ； 視角： 6:00 ； 工作溫度： 10+50176。單片機 STC12C5410AD 的 18 腳、 9 12 腳、 13 腳，控制輸出的狀態(tài)指示燈。 當煙霧濃度超過報警限，報警器發(fā)出鳴叫，用戶到達現(xiàn)場，