【正文】 TL1 = 0xf9。在開發(fā)大型軟件時更能 體現高級語言的優(yōu)勢[18]。與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。當MODEM已準備好接收終端傳來的數據，并向前發(fā)送時，使該信號有效，通知終端開始沿發(fā)送數據線TxD發(fā)送數據。接口機械性能連接器：由于RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現了DB2DB15DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。所以，以RS232C為主來討論。其中R3到R8為上拉電阻 。基準電壓的中心值（VREF（+）+VREF（））/2應接近于Vcc/2，其偏差值不應該超過 。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。ADC0809是美國NS公司的產品，其性能指標一般，但價格低廉，便于與微機連接，應用十分廣泛。本電路工作時，先將插頭接到+5V市電上，由開關接通電源，此時，黃色發(fā)光二極管工作顯示電源接通狀態(tài)。為了提高Vo的穩(wěn)定性，輸入Vi要采用低紋波電源。安裝時，兩電容應直接與三端集成穩(wěn)壓器的引腳根部相連。至此，本系統(tǒng)三大模塊功能和設計思路已經確立，下文將介紹整個系統(tǒng)的詳細設計過程，并且給出設計電路。復位電路可以參考圖34：圖34 單片機復位電路（2）程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式是單片機的基本工作方式。當訪問外部存儲器時，ALE信號負跳變來觸發(fā)外部的8位鎖存器(如74LS373)，將端口P0的地址總線(A0A7)鎖存進入鎖存器中。（2）外接晶振引腳XTAL1（19腳），XTAL2(18腳)XTAL1：在單片機內部，它是一反相放大器輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。3 .1 煙霧檢測報警器系統(tǒng)模塊設計整個監(jiān)測報警系統(tǒng)由三個部分組成，分為三大模塊：氣體濃度檢測模塊、主控模塊和報警模塊，下面依次介紹。其中以AT89S51單片機為核心構成單片機系統(tǒng)。(4)突出控制功能。靈敏性圖22是傳感器典型的靈敏度特性曲線。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的可能，但是如果長期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會不斷下降，導致傳感器最終喪失檢測煙霧的能力。 (f)熱傳導傳感器 熱傳導傳感器與接觸燃燒式傳感器具有類似的結構形式，但是測量原理不同。 (b)固體電解質煙霧傳感器 固體電解質煙霧傳感器使用固體電解質氣敏材料作為氣敏元件，其原理是利用氣敏材料在通過煙霧時產生電阻，測量其形成電動勢從而測量氣體濃度。具體電路設計將在下文中給出。本設計主要考慮如何有效實現傳感器的溫度補償。煙霧傳感器及單片機是可燃煙霧檢測報警器的兩大核心，根據報警器功能的需要，選擇合適、精確、經濟的煙霧傳感器及單片機芯片是至關重要的。它包括對各種元器件的功能和接法的了解，以及對各種元器件的選擇和設計方案的選擇。 系統(tǒng)的設計任務本文利用單片機電路制作變電轉火災煙霧故障監(jiān)測報警系統(tǒng)。 課題研究的目的及意義火災對變電站的影響很大，因此設計出性能更加可靠，經濟實惠的變電站煙霧監(jiān)測報警系統(tǒng)已成為市場的需要。這些煙、熱和光可以通過探測器轉變?yōu)殡娦盘枅缶蚴棺詣訙缁鹣到y(tǒng)啟動，及時撲滅火災。在工業(yè)生產中，尤其是自動化生產過程中，用各種傳感器來檢測和控制生產過程中的各個參數，如溫度、壓力、流量、PH值等，以便使設備工作在最佳狀態(tài)，產品達到最好的質量。只有系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調一致，才可能組成高性能的單片機應用系統(tǒng)。煙霧檢測報警裝置就是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現火災防范的。經過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補償，使信號線性化，經微機處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當煙霧濃度達到報警設定值時，煙霧報警器發(fā)出聲光報警信號并可顯示煙霧濃度或啟動外部聯(lián)運設備（如排風扇、電磁閥）。在目前中國許多冠名以高新技術的行業(yè)中，中國企業(yè)大多做的是下游的制造和服務，分取極少一部分的利潤，象消防報警產品那樣又擁有自我知識產權，又擁有大量市場的行業(yè)其實是很少的。（2）軟件任務它的軟件設計主要包括主程序和中斷處理兩大部分：主程序要完成I/O口，定時器的初始化及對中斷輸入的設定，然后延時使傳感器進入穩(wěn)定工作狀態(tài)，等待定時器的中斷；中斷處理程序根據具體情況需要有相應的子程序。將模擬信號送A/D模塊進行模數轉換，然后送到單片機，經過處理后送顯示器顯示。如式（1）： （1）動態(tài)特性是煙霧傳感器的特有問題，反映煙霧傳感器對隨時間變化的輸入響應特性。分析：此設計方法雖然解決了傳感器檢測氣體濃度時溫度和濕度對測量值的影響，但是，在實際制作的過程中，需要利用的核心控制芯片必須最少具有4路8位A/D口，氣體和溫度敏感信號直接由A/D口采集后，進行一定的算法修正和軟件補償。 (2) 煙霧傳感器應滿足的基本條件：一個煙霧傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實體，也可以是由多個不同功能傳感器組成的陣列。高分子氣敏材料由于具有易操 作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉、易與微結構傳感器和聲表面波器件相結合，在毒性煙霧和食品鮮度等方面的檢測中具有重要作用。 (4)常見煙霧傳感器可檢測煙霧種類[３]：由于煙霧的種類繁多，一種類型的煙霧傳感器不可能檢測所有的氣體，通常只能檢測某一種或兩種特定性質的煙霧。而在眾多半導體氣體傳感器中，本設計選用MQ2型煙霧傳感器，這種型號的傳感器不但具備一般半導體煙霧傳感器靈敏度高、響應快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點，還有足夠的耐高溫，耐高濕的特性。它是單片機在系統(tǒng)檢測方面的應用，是典型的嵌入式系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)單片機單片機應用系統(tǒng)人機交互通道應用程序串行通信口后向通道前向通道圖23 單片機應用系統(tǒng)三個層次的關系單片機應用系統(tǒng)的結構分三個層次。 可燃性氣體檢測報警器結構框圖，系統(tǒng)以單片機為核心，配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、狀態(tài)顯示、聲音報警等功能。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次?！?21～28腳):P2是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在執(zhí)行片內程序存儲器指令時，不產生PSEN信號，在訪問外部數據時，亦不產生PSEN信號[12]。在中斷服務程序中要安排這樣的指令：JNB ,$ ；若INT0=0,不往下執(zhí)行JB ,$ ；若INT0=1,不往下執(zhí)行RETI 返回主程序執(zhí)行一條指令[10]（4）掉電和節(jié)電方式 在掉電方式下，單片機的耗電降至最小。為此，本章將著重介紹硬件電路的設計以及分析。三端集成穩(wěn)壓器的功耗幾乎全部變成熱，使穩(wěn)壓器的溫度升高，若發(fā)熱量小，可以依靠穩(wěn)壓器的封裝進行自然散熱，當發(fā)熱量較大時，必須安裝適當的散熱器。8%，高精度為177。 在圖38中，根據運放的“虛短”和“虛斷”的特點可知，I = I+ = 0，所以得出式（31）：Vo= R13*V/R16+V (31)而且V =V+=Vi由以上兩式可求出式（32）：Vo = Vi*（R13+R16）/R13 (32)所以本放大電路的放大倍數A =1+ R16/R13，此放大電路為同相比例放大電路，因此R13~R18均用10k電阻。（6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度。在START信號上升沿之后的0～2us+8個時鐘周期時間內，EOC變?yōu)榈碗娖健?A/D轉換電路的具體設計 ，、ADDB、ADDC選擇通道IN0～IN2，利用74LS74來進行分頻得到時鐘信號。電路使用5V電源供電。圖316 MAX232內部結構、連線示意圖在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)，負電壓)= 3V～15V以上規(guī)定說明了RS323C標準對邏輯電平的定義。接口信號RS232C規(guī)定標準接口有25條線，4條數據線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，它們是：①聯(lián)絡控制信號線：數據裝置準備好（Data set readyDSR)——有效時（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。接收數據(Received dataRxD)——通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數據，(DCE→DTE)。軟件部分是用來配合硬件電路，控制后面電路的響應，以實現設計預定功能。程序的主流程圖見圖41。}開始將電壓轉成濃度值LCD初始化串口通信初始化讀0809的數據將讀到的數據發(fā)送到串口pc機顯示AD轉化延時一秒1602顯示濃度值綠色發(fā)光二極管亮紅色發(fā)光二極管亮蜂鳴器響濃度值是否超過50%圖41 主程序流。 煙霧檢測報警器軟件流程及設計 本論文中，軟件解決的主要問題是檢測煙霧傳感器的煙霧濃度信號，然后對信號進行AD轉換，段式液晶濃度顯示，以及報警器聲光警報。因此，使用C語言進行程序設計已成為軟件開發(fā)的一個主流。振鈴指示(RingingRI)——當MODEM收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫?？梢娺@個最大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。目前在IBM PC機上的COMCOM2接口，就是RS232C接口。寫狀態(tài),下降沿有效注意常用的命令：0x01：清屏； 0x38：8位數據傳送（0x28,4位數據傳送）； 0x0C：開LCD；0x08：關LCD； 0x18：字符左移； 0x04：向左移動光標；0x06：向右移動光標；(2) 通信方式線并行通信（命令：0x38）采用8線并口通信,占微控制端的I/O口,具體程序可以見發(fā)布的程序。直到A/D轉換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。在脈沖上升沿，A/D轉換器內部寄存器均被清零在下降沿開始A/D轉換。（4）單個＋5V電源供電。對于輸入電壓Vi也有一定的要求，因為通過前面章節(jié)對傳感器的分析得知當傳感器的煙霧濃度達到100%時對應的電壓值為0V，煙霧濃度為0%，所以模擬樣機采用兩倍放大，假使傳感器輸出電壓在0~，放大兩倍之后達到0~，所以要用一個電阻與變阻器分壓，使變阻器輸出的電壓在0~，電路采用的變阻器為1k的，在輸入電壓為5v的情況下。8%幾類。當平滑電容距離穩(wěn)壓器很近時，可以省掉陶瓷電容。電路的設計都在建立在理論的基礎上。將外加脈沖加到INT0輸入，平時為低電平。訪問外部程序存儲器選通信號，低電平有效。 圖33 AT89S51引腳功能圖表31 P3口的引腳功能引腳信號 控制信號說明RXD串行數據輸入TXD串行數據輸出INT0外部中斷0INT1外部中斷1T0定時器0輸入T1定時器1輸入WR寫存儲器信號RD讀存儲器信號 ～(1～8腳):Pl是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。采集信號經過ADC0809處理后送單片機進行數據處理，處理后的信息將通過單片機控制，在LCD顯示器上顯示出來。 為適應變電站和工業(yè)等場所對可燃性易爆煙霧安全性要求，設計的可燃性煙霧報警儀應不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應具有顯示可燃煙霧濃度、延時報警功能及可接計算機進行現場遠測等功能。為提高響應時間，保證傳感器準確地、 穩(wěn)定地工作，報警器需要向煙霧傳感器持續(xù)輸出一個5V的電壓。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。 經過對比上述兩種煙霧傳感器的應用特性，發(fā)現半導體煙霧傳感器的優(yōu)點更加突出：靈敏度高、響應快、抗干擾性好、使用方便、價格便宜，且不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現象，維護成本較低等。 不同的煙霧吸收不同波長的IR，所以傳感器根據目標煙霧而調整，典型應用包括測量CO和CO冷凍劑煙霧和一些易燃氣。 (d)高分子煙霧傳感器 利用高分子氣敏材料制作的煙霧傳感器近年來得到很大的發(fā)展。 (b)利用物理性質的煙霧傳感器：如熱導煙霧傳感器、光干涉煙霧傳 感器、紅外傳感器等。由于方案一傳感器測量精度不高，所以不予采納。靜態(tài)特性通常反映在靈敏度上。（2）依據上面所說的思路，得到如下一些基本的結論：①信號采集部分為了能準確采集到氣體濃度的變化應選用半導體氣體傳感器，為使其有效的檢測煙霧濃度，采用電阻型半導體氣體傳感器；而放大部分使用運放進行放大。硬件的設計需要單片機、模電及其數電的相關知識。是物理傳感技術、自動控制、計算機技術、數據傳輸和管理、智能樓宇等技術的綜合集成，屬于高新技術。煙霧報警器的核心是氣體傳感器，俗稱“電子鼻”。此次三路檢測系統(tǒng)正是把ADC0809與AT89S51單片機有機的結合起來，也符合了本設計的要求。單片機應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。本文的變電站煙霧監(jiān)測報警系統(tǒng)就是單片機應用系統(tǒng)的一種典型應用，要求能夠檢測煙霧濃度，并且在氣體濃度超過給定值時能實時報警。集中報警是將接收到的信號以聲光方式顯示出來，其屏幕上也具體顯示出著火的樓層和房間號，機上停走的時鐘記錄下首次報警時間性，利用本機專用電話，還可迅速發(fā)出指示和向消防隊報警。（2）該產品無需專業(yè)人員操作，只要放在合適位置，通電即可，連續(xù)使用、方便簡捷。這也是在設計過程中需要解決的關鍵的問題。 設計要求設計的監(jiān)測報警系統(tǒng)應實現如下功能：系統(tǒng)能檢測三個不同位置的煙霧濃度，把檢測到的信號送單片機處理，處理過的數據送顯示器顯示，在煙霧濃度達到設