【正文】 功能模塊部分 ......................................................................................... 9 的數(shù)據(jù)采集單元 ................................................................. 10 的人機(jī)接口電路模塊 ........................................................... 12 數(shù)據(jù)處理模塊 .................................................................................... 15 聲光報(bào)警模塊 .................................................................................... 16 IV 下載電路 DIY .............................................................................. 17 傳感器的選 用 ....................................................................................... 18 型電化學(xué)式傳感器 ............................................................. 19 半導(dǎo)體氣體傳感器 ................................................................... 20 硬件設(shè)計(jì)小結(jié) ....................................................................................... 22 4 軟件設(shè) 計(jì) .............................................................................................. 23 主程序設(shè)計(jì) ........................................................................................... 23 初始化程序和主程序 ........................................................................ 23 中斷服務(wù)程序 .................................................................................... 27 功能實(shí)現(xiàn)主要子程序 ........................................................................... 28 采集程序 ............................................................................................ 28 數(shù)據(jù)處理模塊 .................................................................................... 30 報(bào)警記錄和報(bào)警模塊 ........................................................................ 31 人機(jī)對(duì)話子程序設(shè)計(jì) ........................................................................ 31 小結(jié) ...................................................................................................... 34 5 系統(tǒng)調(diào)試與分析 ................................................................................. 35 硬件焊接與調(diào)試 ................................................................................... 35 軟件調(diào)試 ............................................................................................... 36 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................................... 38 小結(jié) ...................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 40 附 錄 1 程序源代碼 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 通過(guò) NAP505 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器 對(duì)煤氣進(jìn)行檢測(cè)，將所得的濃度值與設(shè)定濃度值相比較得到偏差。每年，因煤氣泄露造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問(wèn)題 ,造成的一氧化碳中毒事故，全國(guó)均有不少事例 .有甚者 ,因室內(nèi)煤氣濃度過(guò)高，引起煤氣爆炸的事故也不少見(jiàn)?；诖隧?xiàng)規(guī)定，煤氣泄漏自動(dòng)報(bào)警 實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行 1。這就對(duì)煤氣自動(dòng)報(bào)警的器的設(shè)計(jì)更加迫切 2。 在現(xiàn)代化建設(shè)中，人們對(duì)儀器儀表所能起到的監(jiān)控作用，在技術(shù)上有著高層次的要求，因而儀器儀表工業(yè)是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)行技術(shù)改造，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)發(fā)與節(jié)約能源和 材料的先導(dǎo)工業(yè)。這樣就可以同時(shí)在發(fā)生意外的時(shí)候及時(shí)的在總臺(tái)和發(fā)生意外的所在點(diǎn)產(chǎn)生聲光報(bào)警，及時(shí)的疏散意外所在點(diǎn)的人群并告之總臺(tái)的控制端。 方案二，可以通過(guò)傳感器感知信號(hào)多級(jí)放大電路，并用電位器調(diào)節(jié)得到固定的電壓值，當(dāng)?shù)玫娇扇夹詺怏w信號(hào)時(shí)，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(dòng)三極管導(dǎo)通報(bào)警電路。 89s52 單片機(jī) +5v 電源 看門(mén)狗X5045 實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887 顯示與鍵盤(pán)HD7279A AD 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 TLC2543 信號(hào)處理 傳感器 報(bào)警電路 4 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳感器選用 硬件系統(tǒng)的電路 包括 主機(jī)單元的電路和 功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊電路。 控制器部分采用了 美國(guó) ATMEL 公司的 AT89S52 單 片機(jī)， AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)5 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案 5。 圖 33 89s52最小系統(tǒng) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片及其電路 DS12887 實(shí)時(shí)鐘芯片的特點(diǎn)，可作為 IBM AT 計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和日歷；與 MC146818B和 DS12887 的管腳兼容；在沒(méi)有外部電源的情況下可工作 10 年；自帶晶振及電池；可計(jì)算到 2100 年前的秒、分、小時(shí)、星期、日期、月、年七種日歷 信息并帶閏年補(bǔ)償；用二進(jìn)制碼或 BCD 碼代表日歷和鬧鐘信息；有 12 和 24 小時(shí)兩種制式， 12 小時(shí)有 AM 和PM 提示；可選夏令時(shí)模式；可以應(yīng)用與 NMOTOROLA 和 INTERL 兩種總線；數(shù)據(jù) /地址總線可以復(fù)用；內(nèi)建 128 字節(jié) RAM（ 14 字節(jié)時(shí)鐘控制寄存器， 114 字節(jié)通用 RAM）；可編程方波輸出；總線兼容中斷（ /IRQ）；三種可編程中斷。因?yàn)橐婕暗酵獠看鎯?chǔ)設(shè)備的寫(xiě)入和讀取，所以DS12887 的 RD 和 WR 兩個(gè)引腳，直接接 89S52 的 RD 和 WR 兩個(gè)引腳，可以實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)的通信控制。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過(guò)設(shè)置時(shí)間時(shí)，電路中的看門(mén)狗將通過(guò) RESET信號(hào)向 CPU 作出反應(yīng)。而 CS 和 SCK 分別接單片機(jī)的 和 用作控制端口使用?？梢詫?shí)現(xiàn) 89S52 單片機(jī)的對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行采集計(jì)算比較，并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警措施。通過(guò)編程器件的 DATA INPUT 管腳串行輸入的 8 位通道 /方式控制字節(jié)的高 4位 (MSBs)，可選擇 11 個(gè)模擬輸入通道中的任一個(gè)。器件進(jìn)入 I/O 周期后同時(shí)進(jìn)行兩種操作。這個(gè)數(shù)據(jù)串是前一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果 ,在第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)位之后的每個(gè)后續(xù)位均由后續(xù)的 I/O 時(shí)鐘下降沿輸出。 和 分別接上輸入 ADIN 和輸出 DOUT 引腳。 12 圖 311 TLC2543 的總體設(shè)計(jì) 圖 312 基準(zhǔn)電壓的設(shè)計(jì) 的人機(jī)接口電路模塊 HD7279A的特點(diǎn)是 一片具有串行接口的 ,可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8 位共陰極數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片。引腳 3 ,5 (NC)不連接 ,使用時(shí)要求懸空 。引腳 17 (DP)為小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出 。21 帶數(shù)據(jù)指令 ,寬度為 16 個(gè) BIT 位 ,即微處理器需要發(fā)送 16 個(gè) CLK 脈沖 。下拉電阻為10K100k，位選電阻為 1K10K。因?yàn)樾酒苯域?qū)動(dòng) LED 顯示，電流較大，且為動(dòng)態(tài)掃描，如果該部分電路的電源線較細(xì)較長(zhǎng)，可能會(huì)有電源噪聲干擾，所以在 HD7279A 的正負(fù)電源端并上去耦電容，提高電路的抗干擾能力。 本設(shè)計(jì)中涉及到多個(gè)傳感器，而且每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)不一，有些是輸出電壓信號(hào)，有些是輸出電流信號(hào)（工業(yè)用），所以本設(shè)計(jì)中采用不同的方法作為信號(hào)處理。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制、儀器儀表、電氣測(cè)量 等 數(shù)字采集的系統(tǒng)中。 ISP下載線的引線不要太長(zhǎng)，不然抗干擾能力差，一般小于 20 厘米。 圖 321 ISP 下載模塊電路 18 傳感器的選用 對(duì)于煤氣報(bào)警器的實(shí)現(xiàn)，感應(yīng)器的選擇也相當(dāng)?shù)闹匾?，是系統(tǒng)重要 的組成部分之一，其性能對(duì)于系統(tǒng)的精確度和實(shí)現(xiàn)范圍有這相當(dāng)大的影響，也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀的標(biāo)志。 圖 322 電化學(xué)氣體傳感器典型構(gòu)造 （ 2） 電化學(xué)氣體傳感器優(yōu)點(diǎn)： 1） 對(duì)于氣體的濃度能夠線形輸出信號(hào)重現(xiàn)性好 2） 對(duì)被測(cè)氣體具有良好選擇性 ， 不受溫濕度的影響 3） 空氣中的輸出值漂移小，可以獲得穩(wěn)定的輸出信號(hào) 4） 功耗低，電池即可驅(qū)動(dòng)器工作 5） 體積小，重量輕，作為便攜式儀器首選 6） 本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)，機(jī)械性能穩(wěn)定 （ 3） 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本特點(diǎn)： 本質(zhì)特征： NAP505 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級(jí)別產(chǎn)品，通過(guò)成熟的電極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其具有長(zhǎng)壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技術(shù)特點(diǎn)。在這里我們主要他對(duì)對(duì) 氫氣的檢測(cè)功能能。 MQ9 的管腳連接如圖 326 所示， 1 或 3 接傳感器， 4 或 6 接傳感器， 2 和 5 接加熱器 圖 326 基本連接 MQ9 傳感器 的工作原理是它的 表面電阻 Rs ，是通過(guò)與其串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的有效電壓信 VRL 輸出而獲得的。 靈敏度的調(diào)整程序： a. 將傳感器連接在應(yīng)用回路中 b. 接通電源，通電老化 48小時(shí)以上。并且在設(shè)計(jì)中加入了不少的去耦電容提高電源的穩(wěn)定性、阻容濾波、多個(gè)擴(kuò)展的接口和特別添加的基準(zhǔn)電壓。 本設(shè)計(jì)采用 Keil C51 軟件進(jìn)行編程， Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編 ,PLM 語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用， 給我在設(shè)計(jì)者帶來(lái)很大的方便。單片機(jī)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，等待中斷。 表 42 DS12887 的主要變量表 符號(hào) 偽指令 地址或產(chǎn)量 意義 SCS BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SCK BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SI BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 SO BIT 代表 89s52 的 ，既硬件連接 AL1_L,AL1_H ……… . AL8_L,AL8_H DATA 00H,01H …… .. 0EH,