【正文】 ......................... 12 管腳說明 ……………………………………………………………… .12 引腳電路的連接 ……………………………………………………… ..14 振蕩器特性 …………………………………………………………… .15 單片機(jī)領(lǐng)域前景及發(fā)展?fàn)顩r ........................................................................... 15 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) .................................................... 16 電源電路 ……………………………………………………………… .16 時(shí)鐘電路 ……………………………………………………………… .17 IV 復(fù)位電路 ……………………………………………………………… .18 傳感器電路 ....................................................................................................... 19 MQ2 傳感器介紹 …………………………………………………… ...19 傳感器電路的連接 …………………………………………………… .21 顯示電路 ........................................................................................................... 21 串口下載模塊 ................................................................................................... 22 關(guān)于 RS232………………………………………………………… ...22 4 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的軟件部分設(shè)計(jì) ................................ 24 主程序設(shè)計(jì)流程與編程 ................................................................................... 24 主程序設(shè)計(jì)流程圖 …………………………………………………… .24 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的編程 ........................................................................................ 26 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu) ……………………………………………… ...26 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序 ………………………………………………… ...26 5110 液晶模塊的編程 .................................................................................... 27 液晶模塊編程模式 …………………………………………………... 27 液晶模塊程序 ……………………………………………………… ...27 報(bào)警主程序 ..................................................................................................... 31 5 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的調(diào)試 ........................................ 33 Keil 簡(jiǎn)介 ............................................................................................................ 33 程序調(diào)試的步驟 ............................................................................................... 34 程序調(diào)試過程中的問題及解決 ……………………………………… .35 總結(jié)與展望 ........................................................... 37 致謝 ................................................................. 38 參考文獻(xiàn) ............................................................. 39 附錄 A ............................................................... 40 附錄 B ............................................................... 49 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 引言 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的背景及意義 近年來隨著人們生活水平的提高，管道煤氣和罐裝煤氣已經(jīng)深入到百姓家庭。這些足以表明人們最注重的還是安全。而且國(guó)家建設(shè)部規(guī)定，目前住宅小區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中就包括實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控管理；防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安紅外或微波與煤氣泄漏報(bào)警器等各種類型報(bào)警裝置，基于此項(xiàng)規(guī)定，煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行。但是由于使用不當(dāng)或者設(shè)備老化等原因?qū)е碌拿簹庑孤O大的威脅著人 們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全 CO是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)刺激性的氣體，幾乎不溶于水，當(dāng)與空氣混合達(dá)到12． 5％～ 80％時(shí)具有爆炸性。煤氣專家指出，煤氣泄漏或廢氣排放而大量產(chǎn)生的一氧化碳是煤氣中毒事件的根源，如采用煤氣泄漏報(bào)警器就能得到及時(shí)的警示。煤氣泄漏報(bào)警器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、公司、工廠、學(xué)校、倉(cāng)庫(kù)、化工等眾多領(lǐng)域。 工業(yè)用固定式氣體報(bào)警器是由報(bào)警控制器和探測(cè)器組成，控制器可防止于值班室。相比之下我國(guó)的研究和應(yīng)用比較滯后，特別在產(chǎn)品開發(fā)上亟待加強(qiáng)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煤氣檢測(cè)電路送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。 氣體傳感器介紹 氣體傳感器種類繁多，從檢測(cè)原理 上可以分為三大類： (1)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。按照敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。 （ 4）高分子氣體傳感器 利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來得到很大的發(fā)展。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的 IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)氣體而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測(cè)量 CO 和 CO冷凍劑煙霧和一些易然氣。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致該傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。因此，本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體氣敏傳感器作為報(bào)警器氣體信息采集部分的核心。 系統(tǒng) 使用 STC12C5A60S2 單片機(jī)，選用 氣敏 傳感器作為敏感元件， 顯示電路 ， 及報(bào)警裝置 開發(fā)了可用于 家庭或 小型單位 天煤氣泄漏 報(bào)警器。本章主要介紹一些單片機(jī)最小系統(tǒng)，顯示電路，傳感器電路 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸 出 原 碼 ， 此 時(shí) P0 外部必 須 被 拉 高 。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的 輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 X2：來自反向振蕩器的輸出。晶振、電容 C1 /C2 及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電感三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容 C C2 的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師和科學(xué)家。 電源電路 單片機(jī)的電源電路顧名思義是給單片機(jī)供電的。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 圖 3 2 電源電路 時(shí)鐘電路 圖 3 3 時(shí)鐘電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路圖如上。如果RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無(wú)法執(zhí)行程序。通常選用 C=1030μ F,R=10K。 AA 和 BB 管腳在電路中是短接的 。 RXD 數(shù)據(jù)接收引腳，串行數(shù)據(jù)由此輸入。此外， C 語(yǔ)言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法 提供了有力的保障。本論文的主程序設(shè)計(jì)先對(duì)傳感器預(yù)熱三分鐘，預(yù)熱同時(shí)，對(duì)傳感器加熱絲故障檢測(cè)，采用軟件方式檢測(cè)傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序 /* 獲取 A/D 轉(zhuǎn)換后的值 */ BYTE GetADCResult(BYTE ch) { ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START。= ~ADC_FLAG。編程模式為 SPI 模式，我們用單片機(jī)的 、 和 一共 4 個(gè) I/O 口來驅(qū)動(dòng)液晶顯示。0x80) sdin=1。 } /* 諾基亞 5110 液晶 LCD 初始化 */ void LCD_init(void) { res=0。//使用基本指令 LCD_write_byte(0x0C,0)。t++) { for(k=0。 } LCD_set_XY(row*8, page+1)。i++) { LCD_write_byte(hanzi[c*32+i],1)。主程序如下： /*************************************************** 主程序 ***************************************************/ void main () { P3 = 0xFF。amp。用過匯編語(yǔ)言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 圖 5. 1 Keil UV3 環(huán)境 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 程序 調(diào)試的步驟 (1)源文件的建立：使用菜單“ FileNew‖或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序（ 小節(jié)所示）。 （ 3）工程的詳細(xì)設(shè)置：首先點(diǎn)擊左邊 Project 窗口的 Target 1,然后使用菜單“ ProgetOption for target ?target 1‘”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)這個(gè)對(duì)話框可謂非常復(fù)雜，共有 8 個(gè)頁(yè)面，要全部高清可不容易，好在絕大部分設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值就行了。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 （ 4）編譯、連接：在設(shè)置好工程后，既可以進(jìn)行編譯、連接。 （ 2）建立工程文件：點(diǎn)擊“ ProjectNew Project”菜單，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求給工程起一個(gè)名字，我們輸入天煤氣 ,不需要擴(kuò)展名，點(diǎn)擊保存按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能 體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。amp。 LCD_init()。// 列，頁(yè) for(i=16。 i16。k++) { LCD_write_byte(0x00,1)。// column LCD_write_byte(0x80 | X, 0)。 res=1。 dt=dt1。 液晶模塊程序 /* LCD_write_byte: 使用 SPI 接口寫數(shù)據(jù)到 LCD */ void LCD_write_byte(unsigned char dt, unsigned char mand) { unsigned char i。 } 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文