【文章內(nèi)容簡介】 ，就位數(shù)來分，有 8位、 10 位、 12位、 16 位等。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價格也越貴。而就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的 A/D 轉(zhuǎn)換器，有內(nèi)含多路開關(guān)的 A/D 轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本設(shè)計的需要，我選擇的 A/D 轉(zhuǎn)換器是ADC0809 芯片。 ADC0809 是美國 Analog Device 公司生產(chǎn)的 8位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率高，自三態(tài)輸出緩沖電路，可直接與各種典型的 8 位或 16 位的微處理器相連而無需附加邏輯接口電路，且能與 CMOS 及 TTL 兼容，是目前我國應(yīng)用最廣泛，價格便宜的 A/D 轉(zhuǎn)換器。加之內(nèi)部含有三態(tài)輸入緩沖電路，可直接與各種微處理器連接，且無須附加邏輯接口電路，內(nèi)部設(shè)置的高精參考電壓源和時鐘電路，使它不需要任何外部電路和時鐘信號，就能完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用非常方便。 ADC0809 芯片的基本知識 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 ADC0809的內(nèi)部邏 輯結(jié)構(gòu)如圖 31。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 由上圖可知， ADC0809 由一個 8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時，才可 以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 煙霧傳感器 煙霧檢測報警器主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫、液化氣 站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃煙霧泄漏的場所，根據(jù)報警器檢測煙霧 種類的要求，一般選用接觸燃燒式煙霧傳感器和半導(dǎo)體煙霧傳感器。 使用接觸燃燒式傳感器，其探頭的阻緩及中毒，是不可避免的問題。 阻緩是當(dāng)在煙霧與空氣的混合物中含有硫化氫等含硫物質(zhì)的情況下，則有可能在無焰燃燒的同時，有些固態(tài)物質(zhì)附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應(yīng)緩慢反應(yīng)滯緩，靈敏度降低。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，但是如果長期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會不斷下降，導(dǎo)致傳感器最終喪失檢測煙霧的能力。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時，則傳感器將 使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 喪失。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。 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。一般連續(xù)使用兩個月后應(yīng)對傳感器進(jìn)行量程校準(zhǔn)，這種經(jīng)常性對傳感器的維護(hù)，無形中加大了工作人員的工作量，同時增加了報警器的維護(hù)成本。 半導(dǎo)體煙霧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煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器，它具有靈敏度高， 響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價格便宜等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體煙霧傳感器的性能主要看其靈敏度、選擇性 (抗干擾性 )和穩(wěn) 定性 (使用壽命 )。 經(jīng)過對比上述兩種煙霧傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體煙霧傳感器的優(yōu)點更加突出：靈敏度高、響應(yīng)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(xiàn)象，維護(hù)成本較低等。因此，本設(shè)計采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報警器煙霧信息采集部分的核心。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)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(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點。 溫度傳感器 溫度傳感器，使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個階段： （含敏感元件），主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器如熱電偶傳感器。熱電偶傳感器是工業(yè)測量中應(yīng)用最廣泛的一種溫度傳感器，它與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從 50~1600℃進(jìn)行連續(xù)測量 ,特 殊的熱電偶如金鐵 —— 鎳鉻，最低可測到 269℃，鎢 —— 錸最高可達(dá) 2800℃。 /控制器。它的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。 。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 溫度傳感器按傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類：一類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測對象要有良 好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對流原理達(dá)到熱平衡，這是的示值即為被測對象的溫度。這種測溫方法精度比較高，并可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動的、熱容量比較小的及對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產(chǎn)生很大的誤差。 非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸。常用的是輻射熱交換原理。此種測穩(wěn)方法的主要特點是可測量運動狀態(tài)的小目標(biāo)及熱容量小或變化迅速的對象，也可測量溫度場的溫度分布，但受環(huán)境的影響比較大。 綜合以上，我選擇數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。該產(chǎn)品采用美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字 溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。DS18B20 一線總線數(shù)字式傳感器，獨特的單線接口僅需一個端口引腳進(jìn)行通訊，用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置 ?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 4 . 軟件設(shè)計 硬件電路和軟件程序是組成一個系統(tǒng)不 可缺少的兩部分，二者的正確與否將直接影響整個程序的可實現(xiàn)性。在上一章中已經(jīng)將整個系統(tǒng)的硬件部分作了介紹，在這一章中將就系統(tǒng)的軟件部分加以分析說明。本次設(shè)計的軟件要實現(xiàn)的功能是：當(dāng)傳感器在有火災(zāi)信息是，采集信息，用單片機(jī)實現(xiàn)對火災(zāi)信號處理，并在 LED 和蜂鳴器上顯示結(jié)果。 系統(tǒng)軟件流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 采集溫度和煙霧信號 聲光報警 溫度煙霧是否超過設(shè)定上限 Y N 結(jié)束 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ADC0809 流程圖 include sbit OE=P3^2。 sbit EOC=P3^1。 sbit ST=P3^0。 sbit CLK=P1^5。 sbit light=P1^1。 開始 模擬量輸入 初始化 啟動 A/D 正在轉(zhuǎn)化 結(jié)束轉(zhuǎn)化 數(shù)字量輸出 結(jié)束 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 sbit light1=P1^0。 void DelayMS(unsigned int ms) { unsigned int i,j。 for(i=0。ims。i++) for(j=0。j1141。j++)。 } void Delayus(unsigned int us) { unsigned int i。 for(i=0。ius。i++)。 } void main() { unsigned char temp。 TH0=0x14。 TL0=0x00。 ET0=1。 TR0=1。 EA=1。 OE=1。 ST=1。 while(1) { DelayMS(10)。 ST=0。 ST=1。 Delayus(10)。 ST=0。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 while(EOC==0)。 temp=P2。 if(temp126) { light=0。 } else { light=1。 } } } void Timer0_INT() interrupt 1 { CLK=!CLK。 } 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 DS18B20 流程圖 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ = P1^7。//定義 ds18B20 總線 IO sbit deng=P1^0。 void delay(uchar z) { 開始 初始化 啟動溫度轉(zhuǎn)換 初始化 讀取溫度寄存器 讀取高低位溫度 結(jié)束 轉(zhuǎn)換 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 uchar x,y。 for(x=1000。x1。x) for(y=z。y1。y)。 } void tmpDelay(uint num)//延時函數(shù) { while(num)。 } void Init_DS18B20(void)//初始化 ds1820 { unsigned char x=0。 DQ = 1。 //DQ 復(fù)位 tmpDelay(8)。 //稍做延時 DQ = 0。 //單片機(jī)將 DQ 拉低 tmpDelay(80)。 //精確延時 大于 480us DQ = 1。 //拉高總線 tmpDelay(8)。 x=DQ。 //稍做延時后 如果 x=0 則初始化成功 x=1 則初始化失敗 tmpDelay(4)。 } unsigned char ReadOneChar()//讀一個字節(jié) { unsigned char i=0。 unsigned char dat = 0。 for (i=8。i0。i) { DQ = 0。 // 給脈沖信號 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 dat=1。 DQ = 1。 // 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80。 tmpDelay(4)。 } return(dat)。 } void WriteOneChar(unsigned char dat)//寫一個字節(jié) { unsigned char i=0。 for (i=8。 i0。 i) { DQ = 0。 DQ = datamp。0x01。 tmpDelay(4)。 DQ = 1。 dat=1。 } tmpDelay(4)。 } unsigned int Readtemp()//讀取溫度 { unsigned char a=0。 unsigned char b=0。 uchar t=0。 Init_DS18B20()。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 WriteOneChar(0xCC)。 // 跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0x44)。 // 啟動溫度轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20()。 WriteOneChar(0xCC)。 //跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0xBE)。 //讀取溫寄度存器 a=ReadOneChar()。 //連續(xù)讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù) //讀低 8 位 b=ReadOneChar()。 //讀高 8 位 t=((a4)amp。0x0f)。 a=((b4)amp。0xf0)。 t=a|t。 return(t)。 } void main() { uchar t。 while(1) { t=Readtemp()。 if(t80) {deng=0。 delay(100)。 } else {deng=1。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 delay(100)。 } } } 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 5 . 調(diào)試 編程 Keil 環(huán)境介紹 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出