【正文】 .................................................. 11 緒 論 1 課題背景 1 燃?xì)鈭?bào)警器的概述 2 課題研究的目的及意義 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 22　系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)要求 4 設(shè)計(jì)思路 4 設(shè)計(jì)方案 5 方案一 6 6 7 系統(tǒng)方案組成 7 8 93　系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 10 氣體濃度檢測模塊 10 10 144　硬件電路設(shè)計(jì)與分析 15 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì) 15 三端固定式集成穩(wěn)壓器 15 +5V電源電路的設(shè)計(jì) 16 信號采集放大電路的設(shè)計(jì) 17 17 信號采集放大電路的設(shè)計(jì) 18 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 19 ADC0809[6]的介紹 19 電路具體設(shè)計(jì)方法 21 存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì) 22 顯示器電路的設(shè)計(jì) 23 23 電路設(shè)計(jì)方法 23 報(bào)警器電路的設(shè)計(jì) 24 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 23 鍵盤的工作原理 22 鍵盤的識別方法 22 鍵盤的工作方式 22 串口通信電路的設(shè)計(jì) 23 RS232標(biāo)準(zhǔn) 24 接口信號[1] 245　軟件設(shè)計(jì) 25 單片機(jī)編程[2] 25 程序框圖和主要程序 246　實(shí)驗(yàn)調(diào)試 25 硬件調(diào)試 25 軟件調(diào)試 25 調(diào)試結(jié)果 27 小結(jié)................................................................ 27參考文獻(xiàn) 29結(jié) 論 30致 謝 30附錄1 31附錄2 32緒 論 課題背景煤氣的主要成分是CO、氫和烷烴、烯烴、芳烴等。燃?xì)鈭?bào)警器可分為可燃?xì)怏w檢漏儀（簡稱“檢漏儀” ），可燃?xì)怏w報(bào)警控制器（簡稱“控制器” ）、可燃?xì)怏w探測器（簡稱“探測器” ）、家用可燃?xì)怏w報(bào)警器（簡稱“報(bào)警器” ）四大系列產(chǎn)品。經(jīng)過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號線性化，經(jīng)微機(jī)處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信號并可顯示燃?xì)鉂舛然騿?dòng)外部聯(lián)運(yùn)設(shè)備（如排風(fēng)扇、電磁閥）。濃度檢測模塊主要由半導(dǎo)體氣體傳感器QMN5組成，它是整個(gè)系統(tǒng)中關(guān)鍵的元件；顯示部分由LCD1602組成。最后在制作完成硬件電路板后要調(diào)試出設(shè)計(jì)要求的功能。將模擬信號送A/D模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過處理后送存儲(chǔ)器保存和送顯示器顯示。采用高性能半導(dǎo)體氣體傳感器[5]，采用四路巡回檢測的方法檢測房間氣體濃度，將檢測的到濃度信號送入A/D芯片中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用AT89S51單片機(jī)控制聲音報(bào)警、鍵盤輸入、存儲(chǔ)器運(yùn)行，并且將氣體傳感器檢測到的濃度值在LCD顯示器上顯示出來。 靜態(tài)功耗：≤(加熱絲冷態(tài)電阻為50Ω 177。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次。自從1962年半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，目前已成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。圖31 AT89S51引腳功能圖（3）輸入/輸出引腳P0，P1，P2，P3：～(39～32腳):PO是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口?！?10～17腳):P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。因此在8031 中，EA 引腳必須接低電位，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。復(fù)位信號是高電平有效，高電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該在24個(gè)時(shí)鐘周期以上，若時(shí)鐘頻率為6MHz,則復(fù)位信號至少應(yīng)持續(xù)4us以上，才可以使單片機(jī)可靠復(fù)位。但真正的程序一般不可能從0000H開始存放，因此，需要在0000H單元開始存放一條轉(zhuǎn)移指令，從而使程序跳轉(zhuǎn)到真正的程序入口地址。此模塊主要由鍵盤、報(bào)警器[11]組成(相關(guān)的電路設(shè)計(jì)下一章將會(huì)有詳細(xì)的介紹)。電路的設(shè)計(jì)都在建立在理論的基礎(chǔ)上。C1，C2一般選用滌綸電容，容量為 μ F 或者幾個(gè)μ F。當(dāng)平滑電容距離穩(wěn)壓器很近時(shí)，可以省掉陶瓷電容。(3)加熱特性半導(dǎo)體氣敏元件需要在加熱狀態(tài)下工作,加熱溫度影響器件的性能,加熱功率變化,元件電阻及靈敏度也相應(yīng)的有所變化，所以傳感器的工作電源應(yīng)使用穩(wěn)壓電源。（2）具有轉(zhuǎn)換起、?？刂贫?。有效信號為一正脈沖。D0為最低有效位（LSB），D7為最高有效位（MSB）。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。該器件使用簡單，操作方便，采用5V單電源供電，能同時(shí)支持字節(jié)寫和頁寫等多種操作方式，讀寫速度快。 顯示電路設(shè)計(jì)LCD1602的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)通過P1口連接，使能端E、VO通過接一個(gè)10K的電位器來控制液晶屏幕的亮度。 鍵盤的工作原理按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。分述如下：識別鍵盤有無鍵被按下的方法是：讓所有的列線均置0電平，檢查各行線的變化，則說明有鍵按下，則說明有鍵按下，如果沒有變化，則說明無鍵按下。鍵盤的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU工作的忙、閑情況而定。其間CPU不能作其他的任何工作，如果CPU工作量較大的時(shí)候，這種方式就不是很實(shí)用。但都是在RS232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。目前在IBM PC機(jī)上的COMCOM2接口，就是RS232C接口。DB25連接器定義了25根信號線，分為4組：異步通信的9個(gè)電壓信號（含信號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22；20mA電流環(huán)信號 9個(gè)（12，13，14，15，16，17，19，23，24）；空6個(gè)（9，10，11，18，21，25）；保護(hù)地（PE）1個(gè)，作為設(shè)備接地端（1腳）。 接口信號RS232C規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時(shí)線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，它們是：①聯(lián)絡(luò)控制信號線：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（Data set readyDSR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。這對RTS/CTS請求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號是用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。接收數(shù)據(jù)(Received dataRxD)——通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE)。具體的調(diào)試方法是使用數(shù)字萬用表，把旋鈕開關(guān)旋到電阻檔，紅黑表筆分別去測同一根銅線的電阻，如果線沒有斷的話，萬用表的顯示應(yīng)該是都為0，若出現(xiàn)無窮大的顯示則表示此線以斷了，這時(shí)只要烙鐵輕輕點(diǎn)少量焊錫把線連上即可。由于編程時(shí)用的是C語言，程序編寫簡單，編程時(shí)不必考慮單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以程序總體上沒有錯(cuò)誤。適用于天然氣、煤氣、氫氣、烷類氣體、烯類氣體、汽油、煤油、乙炔、氨氣、煙霧等的檢測，屬于N型半導(dǎo)體元件。該產(chǎn)品必須能夠有效預(yù)防廣大農(nóng)村居民的冬季燃煤取暖一氧化碳中毒事件的發(fā)生，同時(shí)也能夠給城鎮(zhèn)居民安全使用煤氣提供有力的保障。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)我不但學(xué)到了很多新的知識，而且鞏固了原來學(xué)過的知識，我們把所學(xué)的東西貫通起來，能夠把硬件的知識和軟件的知識很好的結(jié)合在一起，學(xué)會(huì)如何使軟件與硬件配合工作。我還要感謝給予我?guī)椭膸孜煌瑢W(xué)，夏海智同學(xué)在方案選擇和實(shí)現(xiàn)上給了我很多的建議和幫助；袁水碧同學(xué)在硬件制作上給了我很多的幫助和提醒；胡新豪同學(xué)在編寫程序上給我很大的幫助。sbit adca=P2^5。sbit RW=P3^6。 //配置adc0809void nongdu(void)。039。439。839。c39。f39。s0。}void main(void){ unsigned char keyvalue=0xff。 input=log2(in)。 WriteStr1602(3,0,Designed by)。 //顯示初始化界面 DelayA()。 out=pow(2,output)。 int a2=Un。 }unsigned char Decode(unsigned char Data){ unsigned char i,tmp=1,res=0。void DelayA(void) //延時(shí)約300秒{ unsigned char m,n,s。c39。939。539。139。 //adc0809的I/O線bit flag。void Delay(void)。sbit r1out=P3^0。他們在我最無助的時(shí)候?qū)ξ疑斐隽嗽?，給了我極大的幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年專業(yè)所學(xué)知識的鞏固和深化，理論知識和實(shí)踐知識相結(jié)合，學(xué)以致用，使我們學(xué)會(huì)了提出問題，分析問題，解決問題的能力。期間，我收集了大量的關(guān)于檢測報(bào)警系統(tǒng)的資料，經(jīng)過比較分析得出此設(shè)計(jì)方案。用它做成的報(bào)警器完全可以達(dá)到UL2034標(biāo)準(zhǔn)，不需溫、濕度補(bǔ)償。設(shè)定，采集，報(bào)警這三個(gè)模塊的調(diào)試比較順利，基本是和預(yù)期的一樣。檢查方法和檢查斷線的方法相似，也是利用萬用表，旋鈕開關(guān)旋到測二極管的檔位，將紅黑兩表筆分別測懷疑已經(jīng)短路的線或者焊盤上，如果已經(jīng)短路的話萬用表會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，反之，萬用表不會(huì)報(bào)警。設(shè)計(jì)如下圖413所示：圖413 串口通信電路設(shè)計(jì)5　軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)編程[16]本設(shè)計(jì)可以用C語言編程序，也可以用匯編語言編程序，本人選擇了用C語言編寫程序。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號，使其變高。這兩個(gè)信號有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。DB25型連接器的引腳分配與DB25型引腳信號完全不同。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=3V～15V邏輯0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=3V～15V（2）電平轉(zhuǎn)換EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIARS232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。RS323C標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。可以說，前兩個(gè)掃描方式，CPU對鍵盤的監(jiān)視時(shí)主動(dòng)進(jìn)行的，而后一種方式，CPU對鍵盤的監(jiān)視是被動(dòng)的。通常鍵盤有編程掃描，定時(shí)掃描和中斷掃描。(2)鍵盤的編碼。平時(shí)無按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；而當(dāng)由按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將有與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。LCD1602與單片機(jī)連接電路