【正文】 驅(qū)動(dòng)該蜂鳴器需要 LM386 功率放大器。與通用型集成運(yùn)放相類似，它是一個(gè)三級(jí)放大電 路。輸出端（引腳 5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。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。 （ 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 。 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。 （ 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。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 （ 10） 指令 10：寫數(shù)據(jù)。主處理模塊首先完成初始化上作，初始化后進(jìn)入循環(huán)處理， 在循環(huán)過(guò)程中主處理獲得采集模塊的數(shù)據(jù)，井將 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)處理 后的結(jié)果來(lái)進(jìn)行顯示或者報(bào)警。 //WRT=1。 } 該函數(shù)的功能是將 FLASH 里而的內(nèi)容擦除掉。見(jiàn)附錄 2。鍵盤的行線作為鍵盤的控制輸出端，鍵盤的列線作為鍵盤的輸入端。該系統(tǒng)的鍵盤設(shè)計(jì)是采用掃描方式實(shí)現(xiàn)的矩陣鍵盤。 } 根據(jù)上而流程圖給出簡(jiǎn)單的程序， 下面 的程序是簡(jiǎn)單化的處理，只是將得到的結(jié)果除以 100 獲得整數(shù)部分，該程序忽略小數(shù)部分的處理，該程序也是假定 上下限在 0100 之間。 //WRT=1。 //LOCK=0。 下面 具體介紹各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì) [1]。 （ 8） 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 （ 2） 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 （ 5） 第 5 腳 R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。分別測(cè)試，發(fā)現(xiàn) 10uF/ 最為合適。工作穩(wěn)定后，該管腳 電壓值約等于電源電壓的一半。因此用不到大的增益，電容就不要接了，不光省了成本，還會(huì)帶來(lái)好處 噪音減少 （ 2） PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，所有外圍元件盡可能靠近 LM386；地線盡可能粗一些；輸入音頻信號(hào)通路盡可能平行走線，輸出亦如此。 引腳 2為反相輸入端，引腳 3 為同相輸入端。 （ 5） 低失真度。另外還要考慮鍵盤的抖動(dòng)處理。鍵盤的行線作為鍵盤的控制輸出端，鍵盤的列線作為鍵盤的輸入端。為了使輸出電源的紋波小，在輸出部分用了一個(gè) 和 的 電容，另外在芯片的輸入端也放置一個(gè) 的濾波電容，減少 輸入端受到的干擾。 從單片機(jī)最小系統(tǒng)電路可以看出，單片機(jī)接口電路非常簡(jiǎn)單，分別采用單片機(jī)的一般 I/O 口實(shí)現(xiàn)與其他電路的連口，在單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)上與其他單片機(jī)有一定的區(qū)別， MSP430F149 單片機(jī)采用兩個(gè)時(shí)鐘的輸入，一個(gè) 32kHz 的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè) 8MHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 I/O 口 可以與 MSP430F149 的 口直接相連，來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳送。過(guò)濾篩可以拆下來(lái)清理或更換，活性炭也可以更換。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。0. 2V ACorDC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。具有負(fù)離子吸附傾向的氣體，如基于 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) 15 O2 和 NON,等被稱為氧化型氣體或電子接收型氣體。 半導(dǎo)體氣敏傳感器包括硫化氫氣敏傳感器和一氧化碳?xì)饷魝鞲衅鲀蓚€(gè)敏感器件。 ADC12 有 4 種 工 作模式。 ? 提供 六個(gè)數(shù)據(jù)端口，能為用戶提供更多的處理功能。 ? 片內(nèi)有 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)提供參考電壓。 ? 兩通道串行通信接口可用于異步或同步 (USART0、 USA1T1)。 ? 帶有 3 個(gè)捕獲 /比較寄存器的 16 位定時(shí)器 Timer_A3。 半導(dǎo)體氣敏傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的氣體傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的氣體傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因而得基于 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) 11 到廣泛應(yīng)用。 天 燃?xì)庑孤﹫?bào)警器 主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫(kù)、液化氣站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏的場(chǎng)所，根據(jù)報(bào)警器檢測(cè)氣體種類的要求，一般選用接觸燃燒式氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。 （ 6） .熱傳導(dǎo)傳感器 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) 9 熱傳導(dǎo)傳感器與接觸燃燒式傳感器具有類似的結(jié)構(gòu)形式，但是測(cè)量原理不同。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極（或工作電極）和反電極組成，并由一個(gè)薄電解層隔開。 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) 8 3)聲表面波 (SAW)式氣體傳感器 SAW 氣體傳感器制作在壓電材料的襯底上，一端的表面為輸入傳感器，另一端為輸出傳感器。這種傳感器只能測(cè)量可燃?xì)怏w，對(duì)不燃性氣體不敏感。 氣體傳感器介紹 （ 1） .半導(dǎo)氣體傳感器 這種類型的傳感器在氣體傳感器中約占 60%，根據(jù)其機(jī)理分為電導(dǎo)型和非電導(dǎo)型，電導(dǎo)型中又分為表面型和容積控制型 . （ 2） .固體電解質(zhì)氣體傳感器 固體電解質(zhì)氣體傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料做氣敏元件。 論文安排 (1) 原理部分： 第 1 章主要介紹了 MSP430 單片機(jī) 的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)和工基于 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) 5 作原理。其中，看門狗可以使程序失控時(shí)迅速?gòu)?fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出 A/D 轉(zhuǎn)換器； 16 位定時(shí)器（ Timer_A 和 Timer_B）具有捕獲 /比較功能，大量的捕獲 /比較寄存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問(wèn)串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的 I/O 端口， P0、 P P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 10/12 位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá) 200kbps，能夠滿足大多數(shù)數(shù) 據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動(dòng)液晶多達(dá) 160 段；實(shí)現(xiàn)兩路基于 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) 4 的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換；硬件 I2C 串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器串行擴(kuò)展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的 DMA 模塊?？梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器（ 32768Hz），也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。 MSP430 的特點(diǎn) [1] 處理能力強(qiáng) MSP430 系列單片機(jī)是一個(gè) 16 位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集（ RISC） 結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址， 4 種目的操作數(shù)尋址），簡(jiǎn)介的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以參加多種運(yùn)算；還有高效的 查表處理命令。這種以 Flash 技術(shù)與 FET 開發(fā)工具組合的開發(fā)方式，具有方便、廉價(jià)、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，給用戶提供了一個(gè)較為理想的樣機(jī)開發(fā)方式。而片內(nèi)高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器又只有 32x 系列才有。 EPROM 型的價(jià)格昂貴，運(yùn)行環(huán)境溫度范圍窄，主要用于樣機(jī)開發(fā)。 溫度傳感器 DS18B20 特點(diǎn)： ....... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。經(jīng) msp430 單片機(jī)處理，并對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是否大于或等于某個(gè)預(yù)設(shè)值 (也就是報(bào)警限 )，如果大于則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出 報(bào)警聲音，反之則為正常狀態(tài)，而且在此設(shè)計(jì)中我們通過(guò) DS18B20 溫度傳感器和 msp430 單片機(jī)進(jìn)行連接，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理并對(duì)其進(jìn)行分析，最終將溫度還有氣體的濃度顯示 1602 液晶顯示器中 。天然氣的普及給公共生活帶來(lái)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(shí) ,天然氣也是潛在的 “ 危險(xiǎn)品 ”, 一旦發(fā)生大面積泄漏 ,處置不及時(shí)就可能引發(fā)大爆炸 ,給居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的威脅。s life and property safety brought great threat. Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. Use of natural gas alarm is deal with gas invisible killer one of the important means. This papers to the semiconductor gas sensors and single chip microputer as the core design can realize the gas alarm soundlight alarm functions, is a kind of simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive and intelligent gas alarm, has certain practical value. Among them we choose MQ2 of gas detection sensor, it has a high sensitivity, fast response, strong antijamming capability etc, and the price is low, service life long. by msp430 for processing the data and analysis, whether is equal to or greater than the a default value (that is, the alarm limit), if beyond the limit than it will automatically start alarm circuit warning voice, otherwise conversely for normal state. In this design, we connected DS18B20 temperature sensor and the msp430 micr ocontroller ,it turns the temperature signals into the digital signal which the microcontroller can identify. Finally the temperature of gas will be displayed on the LED display tube. Keywords ： gas sensor alarm msp430 single chip microputer temperature sensor 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) III 目 錄 摘 要 ...................................................... I Abstract .................................................. II 第 1 章 緒論 ............................................... 1 MSP430 單片機(jī)概述 ..................................... 1 MSP430 的特點(diǎn) ......................................... 2 課題研究的主要內(nèi)容 ..................................... 4 研究?jī)?nèi)容 ........................................ 4 論文安排 ........................................ 4 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .................................. 5 控制系統(tǒng)的原理圖 ....................................... 5 溫度測(cè)量原理 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .......................................... 20 第 3 章 硬件部分 .......................................... 22 硬件電路圖 ........................................... 22 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) IV 電源及復(fù)位模塊 ....................................... 24 鍵盤輸入模塊