【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 02 氣體傳感器 火災(zāi)中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。 TGS202 氣體傳感器能探測(cè) CO2, CO, 甲烷、煤氣等多種氣體 ,他靈敏度高 ,穩(wěn)定性好 ,適合于火災(zāi)中氣體的探測(cè)。如圖 32 所示 ,當(dāng) TGS202 探測(cè)到 CO2或 CO 時(shí) ,傳感器的內(nèi)阻變小 ,VA 迅速上升。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?,使得當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度 (如 CO 濃度達(dá)到 0106%)時(shí) ,VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷?。 圖 32 TGS202 應(yīng)用電路圖 ISD1420 語(yǔ)音芯片 ISD1420 引腳 圖 3 3 ISD1420 引腳 ISD1420 各引腳及其功能介紹 電源（ VCCA， VCCD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線(xiàn)，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線(xiàn)，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 地線(xiàn)（ VSSA， VSSD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù) 字電路也使用不同的地線(xiàn)，這兩個(gè)腳最好在引腳焊盤(pán)上相連。 錄音（ /REC） ： 低電平有效。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開(kāi)始錄音。 邊沿觸發(fā)放音（ /PLAYE） ： 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開(kāi)始放音。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） ： 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開(kāi)始放音。 錄音指示（ /RECLED） ： 處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng) LED。 話(huà)筒參考（ MIC REF） ： 此端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話(huà)筒時(shí) ，可減小噪聲，提高共模抑制比。 自動(dòng)增益控制（ AGC） ： AGC 動(dòng) 態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話(huà)筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語(yǔ)到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。 模擬輸出（ ANA OUT） ： 前置放大器輸出 .前置電壓增益取決于 AGC 端的電平。 模擬輸入（ ANA IN） ： 此端即芯片錄音的輸入信號(hào)。對(duì)話(huà)筒輸入來(lái)說(shuō)， ANA OUT 端應(yīng)通過(guò)外接電容連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP） ： 這對(duì)輸出端能驅(qū)動(dòng) 16Ω 以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端和喇叭間接耦合電容 ,而雙端輸出既不用電容又能將功率提高 4 倍 。錄音時(shí) ,它們都呈高阻態(tài) 。節(jié)電模式下 ,它們保持為低電平。 外部時(shí) 鐘（ XCLK） ： 此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。輸入時(shí)鐘的占空比無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)閮?nèi)部首先進(jìn)行了分頻。 地址（ A0~A7） ： 地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。 語(yǔ)音段的尋址 語(yǔ)音芯片與單片機(jī)的連接，常通過(guò)串行口來(lái)實(shí)現(xiàn)，串行口也可以通過(guò)輔助電路分時(shí)多用。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器 SCON 字節(jié)地址為 98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語(yǔ)音輸出時(shí)，串行口向 CPU 申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便可以從串行數(shù)據(jù)中識(shí)別出語(yǔ)音段編號(hào)，輸出語(yǔ)音信號(hào)。發(fā)送 結(jié)束，中斷由軟件清零。 80C51 芯片 80C51 芯片的引腳及功能 圖 34 80C51 芯片的引腳圖 下面按引腳功能分為 4 個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。 （ 1）電源引腳 VCC 和 VSS VCC（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； VSS（ 20 腳）：接 +5V 電源正端。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHOMS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。對(duì)于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 （ 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4種形式。 （ A） RST/VPD（ 9腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上 電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期 PESN 兩次有效，以通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 （ D） EA/Vpp（ 31 腳）： EA為訪(fǎng)問(wèn)外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。當(dāng) EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，無(wú)論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器，均只訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0 口、 P1 口、 P2 口 及 P3口 (A)P0 口（ 39 腳～ 22 腳）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P0 口。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入 /輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 口時(shí)， P0 口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。它分時(shí)提供 8 位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時(shí)，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 (B)P1 口（ 1 腳～ 8 腳）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。對(duì)于 MCS— 52 子系列單片機(jī)， 和 還有第 2功能： 口用 作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端T2EX。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P0 口接收輸入的低 8 位地址。 (C)P2口（ 21腳～ 28腳）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P2 口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過(guò) 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2口用于高 8 位地址總線(xiàn)送出高 8位地址。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2口接收輸入的 8 位地址。 (D)P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P3 口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn) 雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2功能。 P3口的第 2 功能見(jiàn)下表 表 1 單片機(jī) 管腳含義 綜上所述， MCS— 51 系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： 1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第 2功能； 引腳 第 2功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 2).單片機(jī)對(duì)外呈 3總線(xiàn)形式，由 P P0 口組成 16 位地址總線(xiàn)；由 P0 口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線(xiàn) 。 ． 4 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，控制或測(cè)量對(duì)象的有關(guān)變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、位移、速度等物理量。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識(shí)別和處理數(shù)字量， 因此必須經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 (A／ D轉(zhuǎn)換 )，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象的識(shí)別和處理。完成 A／ D 轉(zhuǎn)換的器件即為 A／ D 轉(zhuǎn)換器。 A／ D 轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)有： (1) 分辨率分辨率表示 A／ D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)的分辨能力。 A／ D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示； (2) 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間指 A／ D 轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來(lái)開(kāi)始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)； (3) 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差表示 A／ D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別，常用最低有效位的倍數(shù) 表示； (4) 線(xiàn)性度線(xiàn)性度指實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線(xiàn)的最大偏移。 目前有很多類(lèi)型的 A／ D轉(zhuǎn)換芯片，它們?cè)谵D(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價(jià)值上都各具特色，綜合全部因素設(shè)計(jì)決定采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn) 換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8位通用 A/D 芯片 . A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片 ADC0809， ADC0809由 8路模擬開(kāi)頭、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖 35所示 , 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 36所示 。 圖 35 ADC0809 引腳 圖 圖 36 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC0809的 引腳功能 : D7D0 ： 8位數(shù)字量輸出引腳 IN0IN7 ： 8位模擬量輸入引腳 VCC ： +5V工作電壓 GND ：地 REF（ +） ：參考電壓正端 REF（ ） ：參考電壓負(fù)端 START :A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端 ALE ：地址鎖存允許信號(hào)輸入端 ADC0809的 主要性能指標(biāo)為 : （ 1） 分辨率為 8位。 （ 2） 最大不可調(diào)誤差 ： ADC0809為 ? 1LSB。 （ 3） 單電源 +5v供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時(shí)允許輸入模擬電壓為 0— 5V。 （ 4） 具有鎖存控制的 8路模擬選通開(kāi)關(guān)。 （ 5） 可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL電平兼容。 （ 6） 轉(zhuǎn)換速度取于決 芯片的時(shí)鐘頻率。 當(dāng) 時(shí)鐘頻率 500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μ s。 數(shù)碼管顯示電路 ICM7218 是 INTERSIL 公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用 8 位 L ED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 , 28 腳雙列封裝 ,是一種多功能 L ED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片 ,可與多種單片機(jī)接口使用。 ICM7218 的輸出可直接驅(qū)動(dòng) L ED 顯示器 ,不需外接驅(qū)動(dòng)電路 ,工作電壓為 +5V,其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,使用方便。同樣由單片機(jī)向 ICM7218寫(xiě)控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部 RAM 寫(xiě)數(shù)據(jù)一樣簡(jiǎn)單。 當(dāng)單片機(jī)寫(xiě)入模式控制字后， ICM7218 以約定的方式接收顯示數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入靜態(tài)顯示 RAM 中。數(shù)據(jù)接收結(jié)束， ICM7218 在掃描控制電路的控制下，按設(shè)定的譯碼模式，以動(dòng)態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動(dòng)器和位控驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，直到下一個(gè)控制字寫(xiě)入前，不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示工作。其引腳圖和內(nèi) 部框圖如圖 37 所示。 單片機(jī)外圍接口電路 晶振電路 晶振電路為單片機(jī) 80C51 工作提供時(shí)鐘信號(hào)，芯片中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器。電路中的外接石英晶體及電容 C C3 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路 ，系統(tǒng)的晶振電路如圖 所示 。由于外接電容 C C3 的容量大小會(huì)輕微影響振 蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn) 定性，如果使用石英晶體，電容的容量大小范圍為 30 10pF pF? ；如果使用陶瓷諧振，則電容容量大小為 40 10 FpF p? 。本設(shè)計(jì)中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為30pF。 復(fù)位電路 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，圖