基于單片機的可燃氣監(jiān)測警報控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-16 12:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 速起振的作用，起電容值一般在1533pF，本次設(shè)計采用33pF電容。晶振頻率的采用6MHz的情況比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實際電路中使用比較多，本次設(shè)計采用12M晶體振蕩器。單片機的時鐘電路產(chǎn)生脈沖然后控制指令精準的執(zhí)行。所謂單片機的時序就是CPU控制信號控制指令執(zhí)行的時間順序。單片機內(nèi)部電路只有在一個時鐘信號下按時序進行工作，才能確保各部件同時工作。89C51的時鐘分為外部時鐘和內(nèi)部時鐘兩種方式[5]。外部時鐘方式是利用外部振蕩脈沖接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS單片機的外部時鐘信號接入方式不同。XTAL1XTAL2晶振XTAL2XTAL1外部振蕩器+5VRXD接地，TXD接入外部振蕩器。外部振蕩信號無其他特殊要求，只確保脈沖寬度，因此采用頻率低于12MHz的信號。片內(nèi)發(fā)生器將振蕩頻率變兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2，來供單片機使用。 （a）內(nèi)部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路 時鐘電路復(fù)位是對單片機進行初始化操作。單片機上電后，先復(fù)位，這樣的作用是使得CPU和系統(tǒng)的其他元件恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài)，然后從這個狀態(tài)開始工作。因此，復(fù)位是一個很重要的操作。然而單片機本身是不能進行復(fù)位的，必須配合外部復(fù)位電路才能實現(xiàn)。當89C51通電時，時鐘電路工作，在89C51單片機的第9引腳加上大于24個時鐘周期以上的脈沖，系統(tǒng)就開始進行復(fù)位。先進行初始化操作，PC指向0000H。此時P0,P1,P2,P3口都輸出高電平，除堆棧指針寫入07H外，其余寄存器都被清零。RST由高變?yōu)榈碗娖胶?，系統(tǒng)指向0000H。單片機的外部復(fù)位有兩種方式：上電復(fù)位、手動復(fù)位。上電復(fù)位是利用RC充電實現(xiàn)的。（a），圖中給出了復(fù)位電路的參數(shù)。上電的瞬間，由于電容兩端的電壓不能突變，RST為高電壓，出現(xiàn)的是正脈沖，但是它的持續(xù)時間由RC電路的時間常數(shù)來決定。RST必須要有足夠的時間才能使復(fù)位有效。按鍵手動復(fù)位也有兩種方式：按鍵電平和按鍵脈沖復(fù)位。（b）是按鍵電平復(fù)位，（c）是按鍵脈沖復(fù)位。復(fù)位按鍵按下去之后，復(fù)位端通過小電阻與電源接通，立刻放電，使RST變?yōu)楦唠娖?，?fù)位按鍵彈起來后，電源通過電阻對電容重新充電，RST引腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖，持續(xù)的時間取決于RC電路時間常數(shù)。 VocRST/VpoVssVcc+C22uFR1KVocRST/VpoVssVcc+C22uF2001KVocRST/VpoVssVcc+C22uF2001K （a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位 復(fù)位電路 AT89C51單片機內(nèi)部的兩個定時/計數(shù)器都是16位的：T0、T1分別為定時器定時器2。兩者即可定時又能進行外部計數(shù)。T0和T1做計數(shù)器時實際上都是進行加1操作。T0內(nèi)部為兩個8位專用寄存器TH0和TL0，T1是由TH1和TL1組成。用軟件對專用寄存器TMOD設(shè)置和TCON控制使每個定時器工作在定時或計數(shù)或是其他可控的方式。 ADC0804是8位8通道逐次逼近式A/D模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，是將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。信號輸入端可以是傳感器或轉(zhuǎn)換器的輸出，而 ADC轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號提供給微處理器應(yīng)用更加廣泛[6]。ADC0804是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。輸入電壓范圍為0～5V，分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時間100μs。增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為5V。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當與微處理器連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出無需附加邏輯接口電路就可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線上。 ADC0804引腳圖 DGND:數(shù)字地。 VIN+、VIN:ADC0804的能接收單極性、雙極性和差模輸入信號的兩個模擬信號輸入端。 CLKIN:輸出時鐘脈沖信號送入外部電路。 CLKR:外接電阻，與CLKIN配合可由芯片本身產(chǎn)生時鐘脈沖， D7～D0:A/D轉(zhuǎn)換輸出端，該輸出端能與微處理器數(shù)據(jù)總線相連。CS:A/D片選信號端，有效電平為低電平，當CS為低，說明A/D轉(zhuǎn)換器啟動工作。 RD:A/D讀信號端，有效電平為低電平，當CS、RD同時有效時，轉(zhuǎn)換結(jié)束可讀取數(shù)據(jù)。INTR:A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，有效電平為低電平。此引腳有效表示轉(zhuǎn)換已完成 。該信號常用作系統(tǒng)中斷請求信號。 WR:A/D寫信號端，接收控制系統(tǒng)的啟動輸入端，有效電平為低電平， 當CS、WR同時有效時，啟動轉(zhuǎn)換。AGND:模擬信號地。 A/D的性能參數(shù)一般用A/D轉(zhuǎn)換的最低有效位表示（LSB），ADC0804總誤差為1LSB。ADC0804如完成一次A/D需要100uS,則轉(zhuǎn)換率100KHZ1460KHZ。ADC0804的分辨率為8位。 A/D轉(zhuǎn)換的方法和原理。前一種速度慢，但是精度高。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換。速度快，精度稍差。 ADC0804是屬于連續(xù)漸進式的A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計上。等待連接方式IN0~IN7接模擬信號8通道輪流采集一次數(shù)據(jù)，并在內(nèi)部RAM中。ADC0804后用地址為0000H~7FFFH，該接口采用延時等待方式，即沒有利用EOC信號，而是經(jīng)過一定的延時等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。本次設(shè)計采用的即是等待連接方式。中斷連接方式ADC0804的EOC信號經(jīng)過一反相器反相后接到51的外部中斷輸入端形成另一種接口電路為中斷方式接口電路，即利用EOC信號產(chǎn)生中斷，通知單片機A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。查詢連接方式ADC0804的EOC信號直接接到51的I/O線上（），8051通過循環(huán)查詢EOC信號，判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。 MQ2傳感器MQ2/MQ2S氣體傳感器使用的氣敏材料是二氧化錫(SnO2)，SnO2在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的。當環(huán)境中的可燃氣體的濃度逐漸增加時，傳感器的電導(dǎo)率也伴隨著增大。電導(dǎo)率的變化經(jīng)過簡單的電路轉(zhuǎn)換輸出的電壓與特定的氣體濃度對應(yīng)。MQ2/MQ2S氣敏傳感器對丙烷、氫氣、液化氣、天然氣以及其它可燃蒸汽檢測的靈敏度較高。該傳感器可檢測的可燃氣體較多，且成本較低，應(yīng)用廣泛。 （Rs/Ro），橫坐標為氣體濃度。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 氫氣中的電阻值[7]。靈敏度特性： 傳感器典型的靈敏度特性曲線、濕度特性曲線。圖中縱坐標是傳感器的電阻比（Rs/Ro）。Rs表示在含1000ppm 丙烷、不同溫/濕度下傳感器的電阻值。Ro表示在含1000ppm 丙烷、20℃/65%RH環(huán)境條件下傳感器的電阻值[8]。圖2VcVHGNDRLVRL圖3 溫度、濕度特性曲線 傳感器基本測試電路。該傳感器需要施加2 個電壓：加熱器電壓（VH），為傳感器提供特定的工作溫度。測試電壓（VC），用于測定負載電阻（RL）上的電壓（VRL）。這種傳感器具有輕微的極性，VC 為直流電源。在滿足傳感器電性能的前提下，VC 和VH可以共享同一個電源。恰當?shù)倪x擇RL值可以使傳感器達到最佳性能。規(guī)格
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1