【正文】 后的結(jié)果來(lái)進(jìn)行顯示或者報(bào)警。 與 LCD1602 的 RS 端相連接，用來(lái)控制數(shù)據(jù)命令， 與 RW 相連接，用來(lái)控制讀 /寫(xiě)操作， 與使能端E 相連接。 （ 10） 指令 10：寫(xiě) 數(shù)據(jù)。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 （ 6） 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線(xiàn)，低電平時(shí)為 8位總線(xiàn) N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 表 31 引腳口說(shuō)明表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令原則 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù) 據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 1602 液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ，表 32 為 LCD1602 的控制命令，表中給出了 11 條指令，這些指令包括清顯示，光標(biāo)返回，置輸入模式，顯示開(kāi) /控制等等，其中‘ 1’為高電平，‘ 0’為低電平。 （ 6） 第 6腳 E端為使能端， E端由高電平跳變成低電平時(shí)，執(zhí)行命令。 （ 3） 第 3 腳 VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 圖 38 放大器增益 =20 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 圖 39 報(bào)警電路 由 圖 39 可知 LM386 的 IN+(3)口與 MSP430F149 的 端口通 過(guò)一個(gè) 100 歐姆的電阻相連接，來(lái)完成相應(yīng)的控制。它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波器。 （ 7） 在器件上電、掉電時(shí)的噪聲就是由該偏置電壓的瞬間跳變所致 。好處是： “＋ ”、 “－ ”輸出端可以很好地抵消共模信號(hào)，故能有效抑制共模噪聲。質(zhì)量太差 的不要，否則受害的是耳朵；阻值不要太大， 10K 最合適，太大也會(huì)影響音質(zhì)！ （ 4） 電源的處理，也很關(guān)鍵。 盡 管 LM386 的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕）都會(huì)帶來(lái)的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會(huì)產(chǎn)生非常討厭的噪聲。輸出端（引腳 5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。第三級(jí)中的 T8和 T9 管復(fù)合成 PNP 型管，與 NPN 型管 T10 構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。與通用型集成運(yùn)放相類(lèi)似，它是一個(gè)三級(jí)放大電路。 （ 3） 外圍元件少。 而驅(qū)動(dòng)該蜂鳴器需要 LM386 功率放大器。依次將 、 、 設(shè)置為低電平來(lái)判斷該行是 否有輸入，如果沒(méi)有輸 入的話(huà)， 、 、 、 均為高電平，如果有輸入的話(huà)， 、 、 上為低電平 ，就會(huì)觸發(fā)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，獲得輸入數(shù) 據(jù)。這樣在沒(méi)有按鍵按下的情況下 ，該四個(gè)管腳的電平 為高電平，如果有按鍵按下時(shí) ，則相應(yīng)的列線(xiàn)管腳為低電平，這時(shí)通過(guò)設(shè)置 、 、 、 為低電平觸發(fā)中斷方式，低電平就觸發(fā)中斷而 進(jìn)入中斷服務(wù)程序，從而獲得輸入的數(shù)據(jù) 。 該系統(tǒng)的 鍵盤(pán)電路圖如圖 35所示 。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 圖 33 電源電路 復(fù)位電路：在單片機(jī)系統(tǒng)里，單片機(jī)需要復(fù)位電路，復(fù)位 電路可以采用 RC 復(fù)位電路，也可以采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路， RC 復(fù)位電路具有經(jīng)濟(jì)性，但可靠性不高，用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路具有很高的可靠性 ，因此為了保證復(fù)位電路的可靠性，該系統(tǒng)采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路，該系統(tǒng)采用 MAX809 芯片 [1]。而整個(gè)系統(tǒng)采用 。考慮到電源的輸入紋波對(duì)單片機(jī)的影響，在電源的管理腳增加一個(gè) 的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。顯示模塊采用 LCD1602 顯示溫度。 電源模塊 采用 TI 公司的TPS76033 芯片，保證 MSP430F149 單片機(jī)的工作電壓。由于該系統(tǒng)采用 DS18B20 作為溫度采集傳感器，這部分電路就比較簡(jiǎn)單了， 圖 25 為溫度采集電路。 注：為了使到在煙敏器件電路發(fā)生故障的時(shí)候煙灰缸還能工作，我們另外接了一個(gè)手動(dòng)的開(kāi)關(guān)（如電路圖中的開(kāi)關(guān) K），這樣，當(dāng)電路發(fā)生故障的時(shí)候，我們可以手動(dòng)的開(kāi)啟電機(jī)，一樣能達(dá)到抽煙過(guò)濾的功能。當(dāng) MQ－ 2 所處的環(huán)境煙霧在允許范圍內(nèi)時(shí)，其兩端輸出電極 HH 間導(dǎo)電基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 率很低，則加在電極間兩端 H— H 電壓很低，則輸出電壓升高，晶體管9013 導(dǎo)通，此時(shí)加在繼電器 JRC－ 4100F 兩端的電壓達(dá)到它的啟動(dòng)電壓（５ V），繼電器跳轉(zhuǎn)，通電指示燈熄滅；風(fēng)扇 FAN 電路接通，風(fēng)扇工作，開(kāi)始吸收煙霧。 元器件選擇 電源采用 輸入 AC： 220V 50Hz，輸出 DC：穩(wěn)壓 5V 的電源變壓器；煙霧傳感器 MQ－ 2；一個(gè) 50K 的電位器；一個(gè) 1 K 的電阻；一個(gè)三腳的開(kāi)關(guān)；晶體管采用 9013 型號(hào)；繼電器采用 JRC－ 4100F 5V 的型號(hào)； 通電指示燈采用 的淡綠發(fā)光二極管；風(fēng)扇 FAN 為 5V 的單轉(zhuǎn)向小型風(fēng)扇 。5% VH: 177。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個(gè)用于信號(hào)取出，２個(gè)用于提供加熱電流 。 Rs 表示傳感器在 不同濃度氣體中的電阻值 Ro 表示傳感器在 1000ppm不同氣體中的電阻值 （ 2）溫 /濕度的影響： 圖 傳感器典型的溫度、濕度特性曲線(xiàn) 圖中縱坐標(biāo)是傳感器的電阻比（ Rs/Ro）。具有正離子吸附傾向的氣體有 H CO,碳?xì)浠衔锖痛碱?lèi)等，被稱(chēng)為還原型氣體或電子供給型氣體 半導(dǎo)體氣敏傳感器的參數(shù) 1）工作電壓： 5VDC 2）靜 態(tài)功耗： ≤15mW 3）工作溫度：－ 10℃ ~50℃ 4）相對(duì)濕度： ≤95% 5）初期穩(wěn)定時(shí)間： ≤3 min. 6）檢測(cè)濃度范圍： 0~2021ppm（一氧化碳） MQ2 的相關(guān)參數(shù) 采用的 MQ2氣體傳感器， MQ2氣敏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。 半導(dǎo)體氣敏傳感器的原理 當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附，吸附的分子首先在表面自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處。一氧化碳?xì)饷魝鞲衅魇抢靡远趸a為基體的鉑－銻－二氧化錫敏感材料制成的表面電阻控制型敏感器件 ,當(dāng)空氣中有微量的一氧化碳存在時(shí) ,器件的電阻急劇下降。 半導(dǎo)體的分類(lèi) 半導(dǎo)體氣敏傳感器有 多種 分類(lèi)方法，主要一種是將其分為兩類(lèi) — 電導(dǎo)控制型氣敏傳感器和電壓控制氣敏傳感器。對(duì)于序列通道轉(zhuǎn)換，采樣順序完全由用戶(hù)定義。 12位 A/D 轉(zhuǎn)換用到 2 個(gè)參考電平，即 Vr+和 Vr ，作為轉(zhuǎn)換范圍的上 下 限和讀數(shù)的量程值和 0 值。 MSP430F149 的定時(shí)器及轉(zhuǎn)換模塊 在 MSP430F149中有一個(gè) 16位定時(shí)器和一個(gè) 12位轉(zhuǎn)換模塊 ADC12。 ? 片內(nèi)提供模擬信號(hào)比較器、較多的儲(chǔ)存器。 ? 具有靈活的時(shí)鐘設(shè)計(jì)。 ? 使用中斷請(qǐng)求將 CPU從低功耗模式 下 喚醒 時(shí)間： 6us ? 快速的指令執(zhí)行時(shí)間。 [2] 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 MSP430F149 的特點(diǎn) ? 低電壓 (電壓范圍是 }，超低功耗 ( 1MHz 280uA ) 。 ? 模擬比較器 pator_A。 ? 兩個(gè)具有中斷功能的 8 位并行端口 。 MSP430F149 的組成 ? 基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊，包括一個(gè)數(shù)控振蕩器 (DCO)、 一個(gè)高速晶體振蕩器 (最高 8MHz)和一個(gè)低速晶體振蕩器 (32768Hz）。 經(jīng)過(guò)對(duì)比上述兩種氣敏傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半 導(dǎo)體氣敏傳感器的優(yōu)點(diǎn)更加突出：靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜，且不會(huì)發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低等。 因此，經(jīng)常對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。阻緩是當(dāng)在氣體與空氣的混合物中含有硫化氫等含硫物質(zhì)的情況下，則有可能在無(wú)焰燃燒的同時(shí)，有些固態(tài)物質(zhì)附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應(yīng)緩慢反應(yīng)滯緩，靈敏度降低。例如采用紅外線(xiàn)傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療（見(jiàn)熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線(xiàn)傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍 的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線(xiàn)傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。紅外線(xiàn)傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。溫度的變化情況是目標(biāo)氣體熱傳導(dǎo)率的函數(shù)，而對(duì)于一種給定的氣體，熱傳導(dǎo)率是它固有的物理特性。測(cè)量該電流即可確定氣體濃度。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，以形成充分的電信號(hào)，同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。此外， SAW 傳感器采用半導(dǎo)體平面工藝，易于將敏感器與相配的電子器件結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)微型化、集成化，從而降低測(cè)量成本。被吸附的分子增加了傳感器的質(zhì)量，使得聲波在材料表面上的傳播速度或頻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量聲波的速度或頻率來(lái)測(cè)量氣體體積分?jǐn)?shù)。但這種氣體傳感器要通過(guò)電聚合過(guò)程來(lái)激活，這既耗費(fèi)時(shí)間，又會(huì)引起各批次產(chǎn)品之間的性能差異。接觸燃燒式氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，并能對(duì)爆炸下限的絕大多數(shù)可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)，普遍應(yīng)用于石油化工廠、造船廠、礦井隧道、浴室、廚房等處的可燃性氣體的監(jiān)測(cè)和報(bào)警 。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 （ 3） .接觸燒式氣體傳感器 接觸燃燒式氣體傳感器 可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，僅次于金屬氧化物半導(dǎo)體氣體 傳感器。氣體傳感器作為 燃?xì)庑孤﹫?bào)警器 的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 (3)軟件部分 ： 介紹了系統(tǒng)的軟件流程圖。 課題研究的主要內(nèi)容 研究 內(nèi)容 本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn) 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為主要目標(biāo)，主要內(nèi)容有： 介紹 MSP430 單片機(jī) 的結(jié)構(gòu)及工作原理； 實(shí)現(xiàn) 對(duì)可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)，可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，應(yīng)能報(bào)警。 方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類(lèi)型的器件，這些器件的開(kāi)發(fā)手段不同。 片內(nèi)資源豐富 MSP430 系列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下，打開(kāi)和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)總體功耗的控制。 其次，獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 運(yùn)算速度快 MSP430 系列單片機(jī)能在 25MHz 晶體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn) 40ns 的指令周期 16 位的數(shù)據(jù)寬度、 40ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實(shí)基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 現(xiàn)乘加運(yùn)算）相配合 ,能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些算法（如 FFT 等）。一是從存儲(chǔ)器方面來(lái)說(shuō)，將 RAM 容量大大增加，如 F1611 的 RAM 容量增加到了 10KB。這為系統(tǒng)軟件的升級(jí)提供了又一方便的手段。 MSP430 系列的部分產(chǎn)品具有 Flash 存儲(chǔ)器，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)點(diǎn)。這些全部是 Flash 型單片機(jī)。 33x 系列價(jià)格較高，比較適合于較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)。 2021 年推出了 11X/11X1 系列。 德州儀器 1996 年到 2021 年初 ， 先后推出了 31X、 32X、 33X 等幾個(gè)系列，這些系列具有 LCD 驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)提高系統(tǒng)的集成度較有利 。 溫度傳感器 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ..... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 DS18B20 的應(yīng)用范圍 .............. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。s pollution and improve the life quality and efficiency, but at the same time, natural gas is also potential dangerous, once produce large leak, disposal not t