【正文】 等 )。 下面對工業(yè)上常用的幾種氣體傳感器作以簡單介紹。該傳感器己成為世界上產(chǎn)量 最大、使用最廣的氣體傳感器之一。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。 (3) 接觸燃燒式氣體傳感器 這類傳感器可分 為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式氣體傳感器。在燃?xì)獗ㄏ孪迌?nèi)輸出為線性、只與燃?xì)鉂舛瘸烧?、溫度和濕度的變化對其工作狀態(tài)影響很小、選擇性好、 反映準(zhǔn)確、精度高、再現(xiàn)性好。高分子氣體傳感器具有對特定氣體分子靈敏度高，選擇性好，且結(jié)構(gòu)簡單，能在常溫下使用，可以彌補(bǔ)其它氣體傳感器的不足。它主要適用于毒性氣體的檢測。 阻緩是當(dāng)在可燃?xì)怏w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。 因此，經(jīng)常對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。 經(jīng)過對比上述兩種可燃?xì)怏w傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體可燃?xì)怏w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，且不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低等。具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性， 驅(qū)動電路簡單，較大的電信號輸出 。 圖 21給出了 MQ2 元件對不同氣體的靈敏度特性。 圖 22 負(fù)載測試曲線圖 該傳感器需要施加 2個(gè)電壓：加熱器電壓（ VH）和測試電壓（ Vc）。在滿足傳感器電性能要求的前提下， Vc和 VH可以共用同一個(gè)電源電路。 圖 23 傳感器的測試電路 圖 24傳感器外形 可燃?xì)怏w探測報(bào)警控制器的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 顯示電路（十進(jìn)制數(shù)碼管） 復(fù)位電路（手 動控制） 單片機(jī) 地址鎖存器 內(nèi)存擴(kuò)展 A/D 轉(zhuǎn)換 風(fēng)扇電路 濃度傳感器 NGC0001 Vc VH GND RL VRL A A B B 圖 25 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51為核心，配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、聲音報(bào)警等功能。保證報(bào)警器的精確性及可靠性的同時(shí)，有利降 低報(bào)警器的成本。 在可燃性氣體報(bào)警控制器的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是儀表 的核心部件。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用生產(chǎn)的AT89C51 系列單片機(jī)作為報(bào)警器的核心控制器。 通過預(yù)設(shè)氣體濃度，傳感器進(jìn)行檢測氣體濃度，假如超過預(yù)設(shè)氣體濃度時(shí)，將發(fā)出聲音報(bào)警，并自動啟動排氣裝置。多年來的應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明， 80C51 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)成熟，許多單片機(jī)芯片傾力于提高 80C51 系列產(chǎn)品的綜合功能，從而形成了 80C51的主流產(chǎn)品的地位，近年來推出的與 80C51兼容的主要產(chǎn)品有： ATMEL 公司融入 Flash 存儲器技術(shù)推出的 AT89 系列單片機(jī)； Philips 公司推出的 80C5 80C552 系列高性能單片機(jī)； 華邦公司提出的 W78C5 W77C51 系列高速低價(jià)單片機(jī)； ADI 公司推出的 Adμ C8ⅹⅹ系列高精度 ADC 單片機(jī)； LG 公司推出的 GMS90/97 系列低壓高速單片機(jī)； Maxim 公司推出的 DS89420 高速 (50MIPS)單片機(jī)； Cygnal 公司推出的 C8051F 系列高速單片機(jī)。 （ 3） I/O 口和其他動能單元 4個(gè)并行 I/O 口； 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 1個(gè)全雙工異步串行口；中斷系統(tǒng)（ 5個(gè)中斷源， 2個(gè)優(yōu)先級） 80C51 單片機(jī)的的封裝和引腳 80C51 系列單片機(jī)采用雙列直插式（ DIP） .QFP44（ Quad Flat Pack）和 LCC（ Leaded Chip Caiier）形式封裝。 (3) 控制線 :控制線共有 4根， ALE/PROG:地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8位地址 PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接 備用電源。 (4) I/O 線 80C51 共有 4個(gè) 8位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 個(gè)引腳。 a 內(nèi)部時(shí)鐘方式 利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳 XTALl和 XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。 HMOS 和 CHMOS 單片機(jī)外時(shí)鐘信號接入方式不同。其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。 上電復(fù)位 上電復(fù)位利用電容器的充電實(shí)現(xiàn)， 圖 34 是 80C51 單片機(jī)的上電 +按鍵復(fù)位電路。該電路典型的電阻值和我電容參數(shù)為：晶振為 12MHZ，電容值為 10uF，電阻值為 。此時(shí)，單片機(jī)從起始地址0000H 開始重新執(zhí)行程序。對應(yīng) ALE 上 跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 通道端口選擇線， A為低地址， C 為高地址，引腳圖中為 ADDA， ADDB 和 ADDC。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號 EOC—— 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。 Vcc—— +5V 電源。根據(jù)單片機(jī)制作的原理以及報(bào)警器實(shí)現(xiàn)的功能，其接口電路主要分為五個(gè)部分。在本 設(shè)計(jì)中，采用的是阻容 RC 上電復(fù)位電路，通過電容加到 RST 端上一個(gè)高電平復(fù)位信號，高電平持續(xù)時(shí)間取決于 RC 電路參數(shù)。在 STC89C52 的 18 腳 (XTAL1)和19腳 (XTAL2)外接 12M 的晶體，同時(shí)并連 2個(gè) 22pF 的電容，產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng)可燃性 氣體濃度超過限定值時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出鳴叫報(bào)警，同時(shí)啟動 54繼電器。當(dāng)可燃?xì)怏w的濃度超標(biāo)時(shí)，報(bào)警器報(bào)警并且黃燈閃爍，提示存在危險(xiǎn)，以便及時(shí)采取措施。由于數(shù)碼管內(nèi)是沒有限流電阻的，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須對每一段發(fā)光管回路中串一限流 電阻，否則極容易損壞數(shù)碼管。 圖 310燈光報(bào)警控制電路 黃燈閃爍時(shí)表示當(dāng)前處于初始化狀態(tài)，報(bào) 警器初始化完成后。 橋式整流電路將正負(fù)交替的正弦交流電壓整流成為單向脈動電壓。電源穩(wěn)壓常采用三端集成穩(wěn)壓器，本設(shè)計(jì)可以采用三端集成穩(wěn)壓器 W7805，它具有體積小、可靠性高以及溫度特性好等優(yōu)點(diǎn)，而且使用靈活、價(jià)格低廉，只有三個(gè)引出端子，分別接輸入端、輸出端和公共端，基本上不需外接元件，而且內(nèi)部有限流保護(hù)、過熱保護(hù)和過壓保護(hù)電路，使用方便、安全。當(dāng)可燃?xì)怏w的濃度超過極限值 1 時(shí)， 變?yōu)榈?，打開Q1并通過肖特基二極管 D2 向風(fēng)扇施加大約 3V 的電壓。 當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)， O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總 線。 當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。HBM EIA/JESD22 A114B 超過 2021 V 178。C 和 40 176。 主程序設(shè)計(jì)流程圖 主流程圖 Y N N Y 圖 2 主程序設(shè)計(jì)流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 采集濃度 啟動換氣扇 查詢濃度 與設(shè)定值比較 調(diào)顯示子程序 調(diào) A/D 轉(zhuǎn)換子程序 設(shè)定濃度？ 是否大于上限值？ 報(bào)警器報(bào)警 啟動換氣扇 ADC0809對傳感器檢測的氣體濃度信號進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 ,單片機(jī)對轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理后，將濃度值與報(bào)警值相比較，判斷是否報(bào)警。 EOC 經(jīng)過一個(gè)反相器連接 口， OE連接 口。 A/D 轉(zhuǎn)換控制程序設(shè)計(jì)流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換控制程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 4 所示 在硬件電路中 START， ALE這兩個(gè)信號端連接在一起， 這時(shí) 通過軟件輸入一個(gè)正脈沖 信號 ，便立即啟動模／數(shù)轉(zhuǎn)換。 數(shù)碼管與單片機(jī)的接口電路控制程序設(shè)計(jì)流程圖 顯示子程序 N Y 開始 開顯示控制 關(guān)顯示控制 顯示實(shí)際濃度 置顯示緩沖區(qū) 置顯示個(gè)數(shù) 2 個(gè) LED 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 是 否 完 畢？ 返回 圖 6 顯示子程序流程圖 顯示電路是由數(shù)碼管及 74F164D 移 位寄存器組成，顯示當(dāng)前濃度，當(dāng)濃度超過設(shè)定值時(shí)，紅燈常亮，正常工作時(shí)單片機(jī)對應(yīng)腳輸出低電平，使綠燈常亮，當(dāng)濃度超標(biāo)時(shí)，啟動電風(fēng)扇，降低當(dāng)前濃度。 報(bào)警子程序 N 序 Y 開始 檢測氣體濃度 氣體濃度是否超標(biāo)？ 報(bào)警器開始報(bào)警 啟動換 氣扇 圖 10 報(bào)警子程序流程圖 讀取可燃?xì)怏w濃度值后，判斷是否大于設(shè)定的報(bào)警值。 8255 為接口擴(kuò)展電路，主要進(jìn)行鍵盤控制。