【正文】 0x0f。//讀 9個寄存器，前 2 個為溫度 a=readbyte()。 } dealy(4)。 for(i=8。i0。 delay(80)。 uchar dispbuf[8]。主程序還包括狀態(tài)指示燈及聲音報警功能設(shè)置，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。用 C 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)，用 C語言進行單片機程序設(shè)計是單片機開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。通過 檢測信號。 而傳感器是將非電量需要轉(zhuǎn)換成與非電量有一定關(guān)系的電量。紅燈不亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃氣體濃度極低。首先在圖 1 中設(shè)計溫度值為 ，在 protues 中的仿真結(jié)果如下圖 ： 圖 溫度值設(shè)為 在圖 2中設(shè)置溫度值為 ，其結(jié)果仿真如下圖 ： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 共 44 頁 圖 由上兩圖可以知道此次的溫度傳感器與單片機相連的結(jié)果是正確的。 ③ 、支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 當 8051 單片機的 P0口總線負載達到或超過 P0 最大負載能力時，必須接入74LS245 等總線驅(qū)動器。該電路典型的電容參數(shù)為：晶振為 12MHZ，電容值為 1uF。單片機系統(tǒng)在上電啟動運行時，都需要先復(fù)位。10PF ，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF177。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。欲使中央處理器僅訪問外部程序存儲器， EA 端必須保持低電平。即使不訪問外部存儲器， ALE 以時鐘震蕩頻率的 1/16 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對輸出時鐘或用于定時目的。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。 P1口 ： P1 口一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動 4個TTL 電路。另外， AT89C51還可以進行 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “ 智能型 ” ，如智能型洗衣機 ，各種警報器中的應(yīng)用 等。 注：為了使到在煙敏器件電路發(fā)生故障的時候煙灰缸還能工作，我們另外接了一個手動的 開關(guān)（如電路圖中的開關(guān) K），這樣，當電路發(fā)生故障的時候，我們可以手動的開啟電機，一樣能達到抽煙過濾的功能。 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 50K 的電位器；一個 1 K 的電阻；一個三腳的開關(guān)；晶體管采用 9013 型號；繼電器采用 JRC－ 4100F 5V 的型號；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 。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個用于信號取出，２個用于提供加熱電流 。具有正離子吸附傾向的氣體有 H CO,碳氫化合物和醇類等，被稱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）相對濕度： ≤95% 5）初期穩(wěn)定時間： ≤3 min. 6）檢測濃度范圍： 0~2020ppm（一氧化碳） （ 4） MQ2 的相關(guān)參數(shù) 本次的設(shè) 計采用的 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 (SnO2)。一氧化碳氣敏傳感器是利用以二氧化錫為基體的鉑－銻－二氧化錫敏感材料制成的表面電阻控制型敏感器件 ,當空氣中有微量的一氧化碳存在時 ,器件的電阻急劇下降。 天然氣 泄漏報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下 圖 ： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 氣體檢測報警器的功能 聲光報警功能 當氣體濃度取值處在報警限值之上，蜂鳴器開始報警，且聲音越來越急促，并且伴隨紅燈閃爍。其目標是在傳統(tǒng)的煙霧報警儀的基礎(chǔ)上，盡量提高準確性，降低成本，縮小體積。而在眾多半導(dǎo)體氣敏傳感器中，本設(shè)計選用MQ2 型氣敏傳感器，這種型號的傳感器具備一般半導(dǎo)體氣敏傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點 。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時，則傳感器將使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就喪失。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化 銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。紅外線又稱紅外 光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。這些反應(yīng)由針對被測氣體而設(shè)計的電極材料進行催化。其優(yōu)勢在于選擇性高、靈敏度高、在很寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定、對濕度響應(yīng)低和良好的可重復(fù)性。高分子氣體傳感器根據(jù)氣敏特性主要可分為下列幾種： l)高分子電阻式氣體傳感器 該類傳感器是通過測量高分子氣敏材 料的電阻來測量氣體的體積分數(shù)，目前的材料主要有歐菁聚合物、 LB 膜、聚毗咯等。 開發(fā)新的氣體傳感器，特別是開發(fā)和完善智能氣體傳感系統(tǒng)，使之可以在氣體泄漏事故中起到報警、檢測 、識別、智能決策等方面的作用。 ，應(yīng)能啟動輸出控制功能 。 方案二，可以通過傳感器感知信號多級放大電路，并用電位器調(diào)節(jié)得到固定的電壓值，當?shù)玫娇扇夹詺怏w信號時，電阻值立刻變小，放大器的放大倍數(shù)增加，電壓也就隨著增加，驅(qū)動三極管導(dǎo)通報警電路。 、國內(nèi)外情況及其發(fā)展趨勢 當前應(yīng)用最廣泛的可燃性氣體泄漏報警器與氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測和監(jiān)控，僅用于安全保護家用燃氣泄漏報警器為例，不少發(fā)達國家已經(jīng)明確規(guī)定家庭、公寓等要求安裝相應(yīng)的報警器。天然氣的另一危險是當空氣中的天然氣含量達到一定含量時，遇到明火就會產(chǎn)生爆炸，危及人的生命。由煉廠氣所得的液化石油氣，主要成 分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同時含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物雜質(zhì)。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 timely could trigger, the big bang to people39。天然氣的普及給公共生活帶來了方便 ,減少了城市的污染 ,提高了生活質(zhì)量和效率 ,但是同時 ,天然氣也是潛在的 “ 危險品 ”, 一旦發(fā)生大面積泄漏 ,處置不及時就可能引發(fā)大爆炸 ,給居民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅。經(jīng) AT89C51 單片機 處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值 (也就是報警限 )，如果大于則會自動啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)，而且在此設(shè)計中我們通過DS18B20 溫度傳感器和 AT89C51 單片機進行連接，將溫度信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號，經(jīng)過單片 機處理并對其進行分析，最終將溫度還有氣體的濃度顯示在 LED的顯示管中。常見于家庭居室內(nèi)通風(fēng)差得情況下，煤爐產(chǎn)生的煤氣或液化氣管道泄漏氣中的一氧化碳吸入會導(dǎo)致一氧化碳中毒。 天然氣主要成分是烷烴，其中甲烷含量在 95%以上。 國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展 、可燃性氣體泄漏報警器種類與結(jié)構(gòu) 可燃性氣體泄漏報警器，多用于大型公寓、飲食餐店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠的各種氣體報警器和系統(tǒng)，有單體分離型報警器、外部報警系統(tǒng)、集中監(jiān)視系統(tǒng)、遮斷連動系統(tǒng)、防止中毒報警防護系統(tǒng)等。如美國在燃氣泄漏報警器中嵌入微處理器，使燃氣泄漏報警器具有控制校準和監(jiān)視故障狀況功能，實現(xiàn)了智 能化、涉多功能化。 對于該警報器設(shè)計的要求 1. 對可燃氣體進行檢測，可燃氣體濃度達到報警設(shè)定值時，應(yīng)能報警。其原理是氣敏材料在通過氣體時產(chǎn)生離子，從而形成電動勢，測量電動勢從而測量氣體濃度。例如，在Pt 絲上涂敷活性催化劑 Rh 和 Pd 等制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測各種可燃氣體。兩者之間的區(qū)域淀積 了能吸附 VOC 的聚合物膜。 氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后是憎水屏障，最終到達電極表面。它的測量原理是：將加熱后的鉑電阻線圈置于目標煙霧中，由于向目標氣體傳送熱量造成溫度降低，引起電阻值變化，傳感器即測量電阻值的變化情況。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。 使用接觸燃燒式氣敏傳感器，其探頭的阻緩及中毒 ,是不可避免的問題。半導(dǎo)體氣敏傳感器的性能主要看其靈敏度、選擇性 (抗干擾性 )和穩(wěn)定性 (使用壽命 )。為提高響應(yīng)時間，保證氣體傳感器準確地、穩(wěn)定地工作，報警器需要向氣體傳感器 持續(xù)輸出一個 5V 的電壓。 整個設(shè)計由 4大部分構(gòu)成：氣敏傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 AT89C51 單片機、聲光報警電路。其中電導(dǎo)控制型一般以金屬氧化物 半導(dǎo)體材料 如 SnO、 ZnO、 FeO 系為基體，加入合適的催化金屬和添加劑，采用 燒結(jié)、厚膜或薄膜工藝制成。當半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的 電子 親和力時，則吸附分子 將從器件奪得電子而變成負離子吸附，半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。 Rs表示在 含 1000ppm 甲烷、不同溫 /濕度下 傳感器 的電阻值 Ro表示在含 1000ppm 甲 烷、 20℃ /65%RH環(huán)境條件 下 傳感器 的電阻值 表 傳感器的相關(guān)的參數(shù) （ 3） 規(guī)格： （ 4） B. 環(huán)境條件 C. 靈敏度特性 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 24V DC VH 加熱電壓 177。 V 預(yù)熱時間 不少于 48小時 部件 材料 1 氣體敏感層 二氧化錫 2 電極 金（ Au） 3 測量電極引線 鉑（ Pt） 4 加熱器 鎳鉻合金（ NiCr） 5 陶瓷管 三氧化二鋁 6 防爆網(wǎng) 100目雙層不銹鋼（ SUB316） 7 卡環(huán) 鍍鎳銅材（ NiCu） 8 基座 膠木或尼龍 9 針狀管腳 鍍鎳銅材（ NiCu） 圖 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 44 頁 圖 MQ2/MQ2S氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形 MQ2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。風(fēng)扇產(chǎn)生吸力將煙霧吸入裝有活性炭過濾篩的殼體，先經(jīng)過一層活性炭過濾后，再經(jīng)過負離子發(fā)生器，從而除掉有害物質(zhì)。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。和 128 字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），這種器件采用ATMEL 公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS51 系列的單片機兼容。當 “1” 被寫入 P0口時，每個管腳都能夠作為高阻抗輸入端。對端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時，可 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 共 44 頁 作為輸入口。 RST： 復(fù)位輸入。 PSEN： 程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器讀取指令時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。 外接石英晶體及電容 C1， C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的 要 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 20 頁 共 44 頁 求。 上電要求接通電源后，單片機實現(xiàn)自動復(fù)位操作。因此限流電阻的阻值 =，故本次設(shè)計中采用 220歐的電阻作為限流電阻。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 共 44 頁 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。當有煤氣，天然氣泄漏的時候此時的 LED 為低電平 0V，通過模擬示波器我們可以得到的是 LED 管腳輸出為方波波形，此時的 LED 每 2S 亮滅一次。 總電路設(shè)計 根據(jù)要求，設(shè)計中我們選用 AT89C51 單片機。設(shè)計中，傳感器我們選擇的是 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 32 頁 共 44 頁 MQ2型氣體傳感器 連接在 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入接口。 C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它支持當前程序 設(shè)計中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。//負數(shù)標志 //行掃描數(shù)組 uchar code scan[4]={0xef,0xf7,0xfb,0xfd}。 DQ=1。 } //****************************** //DS18B20 中讀一個字節(jié) //****************************** uchar readbyte(void) { uchar i=0。 delay(4)。 delay(5)。//啟