【正文】 新技術(shù)企業(yè) [M].2021 [4]武衛(wèi)華 ,何自力 ,新型一氧化碳傳感器的應(yīng)用研究礦業(yè)快報(bào) [N].2021 [5]朱媛媛 .傳感器電 橋電路的非線性補(bǔ)償方法學(xué)術(shù)交流 [M].2021 [6]魯杰爽 .基于 ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)與調(diào)試幾點(diǎn)產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 [M].2021 [7]霍星 .基于 ADC0809的微機(jī)原理綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào) [N].2021 [8]寧春巍 ,丁國清 .新型線性光電隔離電路的設(shè)計(jì) [M].2021 [9]趙先勒 .居民生活用氣的安全措施燃?xì)馀c熱力 [M].2021 [10]周捷 .有毒可燃?xì)怏w報(bào)警器原理及設(shè)計(jì)科技信息 [J].2021 [11]余成波 .傳感器與自動(dòng)檢測技術(shù) .高等教育出版社 [M].2021. [12]余成波 .傳 感器與自動(dòng)檢測技術(shù) .高等教育出版社 [M].2021. [13]何立民 .單片機(jī)實(shí)用文集 .北京航空航天大學(xué)出版 [M].1993. [14]肖忠祥主編 .數(shù)據(jù)采集原理 .西北工業(yè)大學(xué)出版社 [M].2021 [15]朱明程等 .一氧化碳傳感器 MGS1100原理及應(yīng)用電子技術(shù) [M].1998年第 1期 . [16]李華 .MCS一 51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社 [J]. [17]陳偉 .MCS一 51系列單片機(jī)實(shí)用子程序集錦 .清華大學(xué)出版社 [M].1993. [18]MGS1100 Carbon Monoxide Gas Sensor MOTOROLA SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA [19] Handbook IC2080C51_Based 8_Bit Microcontrollers 1997 [20] LanJiChang C51 pletely study manual microcontroller [M].beijing: chemical industry press, 2021. 致 謝 在論文即將結(jié)束之際，我要對(duì)我的指導(dǎo)老師羅亞輝 老師表示由衷的感謝！羅老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給予我極大的鼓勵(lì)與幫助。但是，在一定的濃度區(qū)間內(nèi)，二者又呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。傳感器部分采用半導(dǎo)體式 CO 傳感器，具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。 作為保護(hù)人們?nèi)粘Ｊ褂萌細(xì)獍踩膱?bào)警設(shè)施，燃?xì)鈭?bào)警器已然成為了大多數(shù)家庭不可缺少的家用報(bào)警裝置。若超過，則啟動(dòng)報(bào)警裝置；若沒超過，則返回監(jiān)控狀態(tài)。其輸出電流的大小將決定控制輸出外設(shè)的能力一般為 10mA 左右。由于該器件是 通過電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備進(jìn)行控制的，彼此之間沒有電器連接，因而起到隔離作用 ,電信號(hào)傳輸具有單向性特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。當(dāng)發(fā)光二極管正向電流通過時(shí)，即產(chǎn)生人眼看不見的紅外光，其光譜范圍為 700nm— 1000nm。 START 與 EOC 均保持低電平，直至 ADC0809 完成轉(zhuǎn)換。國際標(biāo)準(zhǔn)要求 75ppm 時(shí)在 60～ 180 分鐘內(nèi)報(bào)警，國內(nèi)要求超過 150ppm 時(shí)報(bào)警，由于 CO 氣體對(duì)人體影響很大，而本設(shè)計(jì)主要為了實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警與控制的目的，并且考慮到傳感器的測量范圍，決定在 CO 濃度達(dá)到 80ppm 時(shí)進(jìn)行報(bào)警，即門值電壓設(shè)定為。 數(shù)據(jù)處理 傳感器的非線性信號(hào)的處理 在人們使用傳感 器時(shí)，希望傳感器的輸出量與其所測量的輸入量能夠呈現(xiàn)線性關(guān)開始 程序初始化 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，采集數(shù)據(jù) 數(shù)字濾波 判斷是否超過報(bào)警值 進(jìn)入報(bào)警處理子程序 數(shù)據(jù)處理 Y N 系，但是，由于傳感器的測量誤差與內(nèi)部因素等各種干擾因素的存在，在整個(gè)測量范圍內(nèi)，傳感器的輸入 輸出特性常常并不是嚴(yán)格的直線關(guān)系。當(dāng)空氣中沒有較高濃度的 CO 溢出到空氣中時(shí)，即空氣中的 CO 含量未超過最低限制值時(shí)，兩盞燈均不亮，表示空氣環(huán)境正常，沒有發(fā)生燃?xì)庑孤划?dāng)發(fā)生燃?xì)庑孤r(shí)，經(jīng)過信號(hào)的采集與處理后，得到報(bào)警信號(hào)，此時(shí)黃燈與紅燈交替閃亮，并且，單片機(jī)輸出低電平，使三極管 8550 導(dǎo)通，從而激發(fā)蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。 聲光報(bào)警單元 聲光報(bào)警，又稱聲光警號(hào)，是一種通過聲音與各種光來向人們發(fā)送出警示信號(hào)的報(bào)警信號(hào)裝置。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，利用低電壓來控制高電壓； （ 4）熱敏干簧繼電器：是一種通過用熱敏磁性材料來檢測并且控制溫度的新型熱敏開關(guān)。通過在線圈的兩端加上電壓，是線圈充電，進(jìn)而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，因而銜鐵可以再電磁力的作用下吸合鐵芯，最后帶動(dòng)觸點(diǎn)吸合。固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。信號(hào)是通過光信號(hào)傳輸?shù)?，但是輸入?cè)與輸出側(cè)電氣性絕緣。此時(shí)，銜鐵會(huì)在電磁力的吸引作用下克服掉返回彈簧的拉力，被吸向鐵芯，因而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)吸合（即如圖上的 3點(diǎn)與 5 點(diǎn)吸合）。通常繼電器應(yīng)用到自動(dòng)化的控制電路之中。 作為光電隔離最重要的部分之一，繼電器起到了自動(dòng)化控制的作用。一般由通電線圈和觸點(diǎn)構(gòu)成。其中，發(fā)光源的引腳作為輸入端，而受光器的引腳作為輸出端。 光電耦合器 光電耦合器也稱光耦合器，多用于開關(guān)控制電路中。該感應(yīng)電壓與 VCC 的和有時(shí)有可能過大，若比晶體管 8050 的集電極反向電壓大，那么，晶體管就有可能損壞。反之， 輸出的是低電平的話，經(jīng)反相器反向變?yōu)楦唠娖?，發(fā)光二級(jí)管不導(dǎo)通，繼電器 K1 處于釋放狀態(tài)，開關(guān)保持?jǐn)嚅_，閥門維持原狀。 光電隔離概述 光電隔離電路的作用是指，在電隔離的情況下，以光作為媒介來傳送信號(hào)，從而能夠?qū)斎牒洼敵鲭娐愤M(jìn)行隔離，因此，光電隔離電路具有有效抑制系統(tǒng)噪聲的功能，并且可以消除接地回路的干擾，有體積小、耐沖擊、壽命長且響應(yīng)速度快等好處。在 AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出兩個(gè)脈沖（兩次 PSEN 有效）；在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不出現(xiàn)這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)。當(dāng) EA 保持低電平時(shí)， CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。另外，該引腳被略微的拉高，因而如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 則禁止，置位無效。 ALE/PROG：在 FLASH 編程時(shí)，此引腳用來輸入編程脈沖；在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存所允許的輸出電平用來鎖存地址的低位字節(jié)。當(dāng) P3口寫入“ 1”時(shí)，被內(nèi)部上拉為高電平，并且用作輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）。并因此， P2 口被外部拉低，將輸出電流； 當(dāng) P2 口用于 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者外部程序存儲(chǔ)器來存取數(shù)據(jù)時(shí)， P2 口用來輸出地址的高八位。 P1 口管腳寫入 1 時(shí)，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入； P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由 于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P0口的管腳第一次寫入 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 AT89C51 的功能特性概述 AT89C51 能夠提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： （ 1） 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器； （ 2） 32 個(gè) I/O 口線； （ 3） 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM； （ 4）兩個(gè) 16 位定時(shí)器； （ 5）一個(gè)全雙工串行通信口； （ 6）片內(nèi)振蕩器； （ 7）一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷機(jī)構(gòu)； （ 8）時(shí)鐘電路。 單片機(jī) AT89C51 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種低電壓、高性能的 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ（一般為 500kHz）； ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路； VCC：電源，接＋ 5V； OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入高電平有效。保持 START 處于低電平，直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)已存入鎖存器，同時(shí)， EO=1 這個(gè)信號(hào)可以用作中斷申請(qǐng)。 ADC0809 的工作過程 首先，當(dāng)模擬量送至某一輸入通道（ IN0— IM7）后， CPU 將標(biāo)識(shí)該通道編碼的三位地址信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線或地址線分別輸入到 ADDA、 ADDB、 ADDC 的引腳上。并且，在轉(zhuǎn)換期間， START 需保持低電平。 ADDA,ADDB,ADDC 均為地址輸入線，用于選通IN0IN7 間的一路模擬量輸入。 INOIN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78路模擬量開關(guān)ABCALE地址鎖存與譯碼器→ →8 路A/D轉(zhuǎn)換器VREF+VREF三態(tài)輸出鎖存器ST CLKD0D1D2D3D4D5D6D7EOC 圖 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 Fig ADC0809 internal structure diagram 模擬輸入部分， ADC0809 具有 8個(gè)通道的模擬輸入線 (IN0IN7)，可以選通 8路模擬開關(guān)，允許 8路模擬量輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn) 換器來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 18V (7)寬的共模輸入電壓范圍：177?？梢詮V泛應(yīng)用于精密絕對(duì)值電路、高增益的測量設(shè)備、比較器以及微弱信號(hào)的精確放大等。 溫度補(bǔ)償電路 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。在實(shí)驗(yàn)前需要給加熱器通電，使傳感器在高溫狀態(tài)下清除 SnO2 表層的雜質(zhì)與水分。 (5) 對(duì)檢測信號(hào)響應(yīng)速度快，并且重復(fù)性好。 (2) 對(duì)被測氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內(nèi)的氣體濃度。作為 CO 氣體敏感元件， MGS1100具有穩(wěn)定性好、對(duì) CO響應(yīng)的選擇性好，靈敏度高等特點(diǎn)。 3 各個(gè)模塊及功能 CO 氣體傳感器 傳感器的概述 在半導(dǎo)體式傳感器中，我選用了 Motorola 生產(chǎn)的一種專門適合家庭使用的應(yīng)用了全微電子工藝制成的半導(dǎo)體氣體傳感器，即 MGS1100 型 CO 氣體傳感器。若超標(biāo)，則單片機(jī)立即向光電隔離接口輸出控制信號(hào)，啟動(dòng)光電隔離電路，然后通過繼電器打開排氣扇，關(guān)閉閥門。 系統(tǒng)框圖 圖 系統(tǒng)框圖 Fig system chart 系統(tǒng)整體工作流程介紹： 如圖 所示。軟件部分主要是報(bào)警系統(tǒng)控制程序。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)思路 在本設(shè)計(jì)中，基于單片機(jī)的燃?xì)鈭?bào)警裝置的主要功能就是能夠準(zhǔn)確而又快速的檢測出被測氣體中 CO 氣 體的含量，并判斷其是否超標(biāo)。缺點(diǎn)是：易受環(huán)境溫度及濕度的影響。其優(yōu)點(diǎn)是輸出信號(hào)線性好，指數(shù)可靠，價(jià)格便宜，不會(huì)與其他非可燃性氣體發(fā)生交叉感染；缺點(diǎn)是電流功耗大，不易做成總線連接，缺氧環(huán)境下檢測值誤差較大。它的