【正文】 函數(shù)的功能是將一個 BYTE 類型的數(shù)據(jù)寫入到 FLASH 里面 。 //ERASE=1。 CPU對 DS18B20 的訪問流程是 ： 先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 RoI1 操作命令，最后 才能對存儲器操作、數(shù)據(jù)操作。這樣在沒有按鍵按下的情況下，該四個管腳的電平為高電平，如果有按鍵按下時，則相應(yīng)的列線管腳為低電平，這時通過設(shè)置 、 、 、 為低電平觸發(fā)中斷方式，低電平就觸發(fā)中斷而進(jìn)入中斷服務(wù)程序，從而基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 40 獲得輸入的數(shù)據(jù) 。如主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個步驟 :每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作圖 42 為該模塊的程序流程圖。 //LCOK=0。 //LOCK=0。該函數(shù)的功能是將一個 WOED 類型的數(shù)據(jù)寫 入到 FILASH 里面 。 與 LCD1602 的 RS 端相連接，用來控制數(shù)據(jù)命令， 與 RW 相連接，用來控制讀 /寫操作， 與使能端E 相連接。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 35 （ 6） 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 33 表 31 引腳口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令原則 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的 ，表 32 為 LCD1602 的控制命令，表中給出了 11 條指令，這些指令包括清顯示，光標(biāo)返回，置輸入模式，顯示開 /控制等等，其中‘ 1’為高電平，‘ 0’為低電平。 （ 3） 第 3 腳 VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波器。好處是： “＋ ”、 “－ ”輸出端可以很好地抵消共模信號，故能有效抑制共模噪聲。 盡管 LM386 的應(yīng)用非常簡單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕）都會帶來的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會產(chǎn)生非常討厭的噪聲。第三級中的 T8和 T9 管復(fù)合成 PNP 型管，與 NPN 型管 T10 構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級。 （ 3） 外圍元件少。依次將 、 、 設(shè)置為低電平來判斷該 行是否有輸入，如果沒有輸 入的話， 、 、 、 均為高電平，如果有輸入的話， 、 、 上為低電平 ，就會觸發(fā)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，獲得輸入數(shù) 據(jù)。 該系統(tǒng)的 鍵盤電路圖如圖 35所示 。而整個系統(tǒng)采用 。顯示模塊采用 LCD1602 顯示溫度。由于該系統(tǒng)采用 DS18B20 作為溫度采集傳感器，這部分電路就比較簡單了， 圖 25 為溫度采集電路。當(dāng) MQ－ 2 所處的環(huán)境煙霧在允許范圍內(nèi)時，其兩端輸出電極 HH 間導(dǎo)電基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 20 率很低，則加在電極間兩端 H— H 電壓很低，則輸出電壓升高，晶體管9013 導(dǎo)通，此時加在繼電器 JRC－ 4100F 兩端的電壓達(dá)到它的啟動電壓（５ V），繼電器跳轉(zhuǎn)，通電指示燈熄滅；風(fēng)扇 FAN 電路接通，風(fēng)扇工作，開始吸收煙霧。5% VH: 177。 Rs 表示傳感器在 不同濃度氣體中的電阻值 Ro 表示傳感器在 1000ppm不同氣體中的電阻值 （ 2）溫 /濕度的影響： 圖 傳感器典型的溫度、濕度特性曲線 圖中縱坐標(biāo)是傳感器的電阻比（ Rs/Ro）。 半導(dǎo)體氣敏傳感器的原理 當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)時，氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附，吸附的分子首先在表面自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處。 半導(dǎo)體的分類 半導(dǎo)體氣敏傳感器有 多種 分類方法，主要一種是將其分為兩類 — 電導(dǎo)控制型氣敏傳感器和電壓控制氣敏傳感器。 12位 A/D 轉(zhuǎn)換用到 2 個參考電平，即 Vr+和 Vr ，作為轉(zhuǎn)換范圍的上 下 限和讀數(shù)的量程值和 0 值。 ? 片內(nèi)提供模擬信號比較器、較多的儲存器。 ? 使用中斷請求將 CPU從低功耗模式 下 喚醒 時間： 6us ? 快速的指令執(zhí)行時間。 ? 模擬比較器 pator_A。 MSP430F149 的組成 ? 基礎(chǔ)時鐘模塊，包括一個數(shù)控振蕩器 (DCO)、 一個高速晶體振蕩器 (最高 8MHz)和一個低速晶體振蕩器 (32768Hz）。 因此，經(jīng)常對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進(jìn)行診斷治療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實現(xiàn)大范圍 的天氣預(yù)報；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動機(jī) 的過熱情況等。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點。測量該電流即可確定氣體濃度。此外， SAW 傳感器采用半導(dǎo)體平面工藝，易于將敏感器與相配的電子器件結(jié)合在一起，實現(xiàn)微型化、集成化，從而降低測量成本。但這種氣體傳感器要通過電聚合過程來激活，這既耗費時間，又會引起各批次產(chǎn)品之間的性能差異。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 7 （ 3） .接觸燒式氣體傳感器 接觸燃燒式氣體傳感器 可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。氣體傳感器作為 燃?xì)庑孤﹫缶?的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 課題研究的主要內(nèi)容 研究 內(nèi)容 本設(shè)計以實現(xiàn) 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 為主要目標(biāo)，主要內(nèi)容有： 介紹 MSP430 單片機(jī) 的結(jié)構(gòu)及工作原理； 實現(xiàn) 對可燃性氣體進(jìn)行檢測，可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報警設(shè)定值時，應(yīng)能報警。 片內(nèi)資源豐富 MSP430 系列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。 其次，獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計。一是從存儲器方面來說，將 RAM 容量大大增加，如 F1611 的 RAM 容量增加到了 10KB。 MSP430 系列的部分產(chǎn)品具有 Flash 存儲器，在系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)調(diào)試及實際應(yīng)用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)點。 33x 系列價格較高，比較適合于較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)。 德州儀器 1996 年到 2020 年初 ， 先后推出了 31X、 32X、 33X 等幾個系列，這些系列具有 LCD 驅(qū)動模塊，對提高系統(tǒng)的集成度較有利 。 DS18B20 的應(yīng)用范圍 .............. 錯誤 !未定義書簽。 本論文以半導(dǎo)體氣敏傳感器和單片機(jī)技術(shù)為核心設(shè)計的氣體報警器可實現(xiàn)聲光報警功能，是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的氣體報警器，具有一定的實用價值。使用天然氣報警器是對付燃?xì)鉄o形殺手的重要手段之一。 DS18B20 的技術(shù)性能： ............ 錯誤 !未定義書簽。稱之為混合信號處理器，主要是其針對實際應(yīng)用需求，把許多模擬電路，數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上。它的許多重要特性如：片內(nèi)串行通信接口、硬件乘法器、足夠的 I/O引腳等，只有 33x 系列才具備。并且相應(yīng)地調(diào)整了顯示存儲器在存儲區(qū)內(nèi)的地址 ,為以后的發(fā)展拓展了空間。在這一新的系列中，有了兩個方面的發(fā)展。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運(yùn)行時，芯 片的電流最低會在 165μA 左右， RAM 保持模式下的最低功耗只有 。在實時時鐘模式下，可達(dá) ，在 RAM 保持模式下，最低可達(dá) 。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言 。 圖 21 控制系統(tǒng)原理圖 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 6 氣體傳感器的選型 氣體傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報警控制等工作。大大提高氣體泄漏事故處置的工作效率和安全性，對于控制事故損失具有重要的作用。其主要優(yōu)點是制作工藝簡單、成本低廉。 SAW 傳感器輸出為準(zhǔn)數(shù)字信號，因此可簡 便地與微處理器接口。 通過電極間連接的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負(fù)極間流動。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。 紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)懷疑檢測環(huán)境中存在這些物質(zhì)時，經(jīng)常對探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。 MSP430F149 單片機(jī) 本設(shè)計采用 MSP430F149 單片機(jī)作為核心部件。P P P5 與 P6。就是在 (、 1MHz)條件下電流只有 280uA。通過集成的 IDE 開發(fā)環(huán)境，使用戶很容易調(diào)試程序。另外，定時器還具有捕獲模式，我們可以通過定時器的捕獲功能實現(xiàn)各種測量，比如脈沖寬度測量 。并且，它具有靈敏度高、響應(yīng)時間和恢復(fù)時間快、使用壽命長及價格低等優(yōu)點，成 為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。感應(yīng)時間均≤1 秒。 （ 1） 靈敏度特性： 圖傳感器典 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 16 型的靈敏度特性曲線 注：圖中縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比（ Rs/Ro），橫坐標(biāo)為氣體濃度。 V 相對濕度： 65%177。 穩(wěn)壓電壓同時供控制電路 工作，接在繼電器、通電指示燈和風(fēng)扇上。由于每片DS18B20 含有唯一的硅串行數(shù)，從 DS18B20 讀出的信息或?qū)懭?DS18B20的信息，僅需要一根口線（單線接口）。 報警模塊 采用 LM386 芯片，實現(xiàn)報警控制。為了方便起見，本系統(tǒng)采用電池（如 2 節(jié)普通 5 號電池）供電，因此輸出電壓為 3V。該系統(tǒng)的鍵盤設(shè)計是采用掃描方式實現(xiàn)的矩陣鍵盤。如果沒有按鍵按 下 的話，則 、 和 上為高電平，不會進(jìn)入中斷服務(wù)程序。 （ 2） 工作電壓范圍寬， 412v 或 518v。 第二級為共射放大電路 T7 為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。 查 LM386 的 datasheet，電源電壓 412V或 518V(LM386N4)；靜態(tài)消耗電流為 4mA；電壓增益為 20200dB；在 8 腳開路時，帶寬為300KHz；輸入阻抗為 50K；音頻功率 。 （ 5） 盡可能采用雙音頻輸入 /輸出。隔斷直流電壓，直流電壓過大有可能會損壞喇叭線圈；耦合音頻的交流信號。 （ 2） 第 2腳 VDD 接 5V 正電源。 （ 9） 第 16腳 是 背光源負(fù)極。 （ 5） 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。 是用來顯示數(shù)據(jù)， 分別與對應(yīng) LCD1602 的 D0— D7 相連接， P2 . 和 是用來控制數(shù)碼管的選通狀態(tài)。 圖 41主處理器流程圖 考慮到需要對設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，這樣需要對 FLASH 進(jìn)行操作，下面給出 FLASH 操作的函數(shù)。 基于 MSP430 單片機(jī)的室內(nèi)煤氣與天然氣泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計 38 void FLASH_wb(char *pData char nValue) { PCTL3=0xA500。 PCTL3=0Xa500。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工 作時序和通信協(xié)議。 鍵盤的工作原理具體如下 :首先將 、 、 、 設(shè)置為輸出，將 、 、 、 設(shè)置為輸入，并將 、 、 、 設(shè)置為低電平觸發(fā)中斷方式，將 設(shè)置為低電平，如果 該行上有按鍵按下的話，則 、 、 、或者 ，就會觸發(fā)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)