【文章內容簡介】 02 氣體傳感器 火災中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。 TGS202 氣體傳感器能探測 CO2, CO, 甲烷、煤氣等多種氣體 ,他靈敏度高 ,穩(wěn)定性好 ,適合于火災中氣體的探測。如圖 32 所示 ,當 TGS202 探測到 CO2或 CO 時 ,傳感器的內阻變小 ,VA 迅速上升。選擇適當?shù)碾娮枳柚?,使得當氣體濃度達到一定程度 (如 CO 濃度達到 0106%)時 ,VA 端獲得適當?shù)碾妷?。 圖 32 TGS202 應用電路圖 ISD1420 語音芯片 ISD1420 引腳 圖 3 3 ISD1420 引腳 ISD1420 各引腳及其功能介紹 電源（ VCCA， VCCD） ： 芯片內部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，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，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應盡量靠近芯片。 地線（ VSSA， VSSD） ： 芯片內部的模擬和數(shù) 字電路也使用不同的地線，這兩個腳最好在引腳焊盤上相連。 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），芯片即開始錄音。 邊沿觸發(fā)放音（ /PLAYE） ： 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） ： 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。 錄音指示（ /RECLED） ： 處于錄音狀態(tài)時，此端為低，可驅動 LED。 話筒參考（ MIC REF） ： 此端是前置放大器的反向輸入。當以差分形式連接話筒時 ，可減小噪聲，提高共模抑制比。 自動增益控制（ AGC） ： AGC 動 態(tài)調節(jié)器整前置境益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時失真都能保持最小。 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。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應通過外接電容連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP） ： 這對輸出端能驅動 16Ω 以上的喇叭。單端使用時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 ,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 鐘（ XCLK） ： 此端內部有下拉元件，不用時應接地。輸入時鐘的占空比無關緊要，因為內部首先進行了分頻。 地址（ A0~A7） ： 地址端有兩個作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。 語音段的尋址 語音芯片與單片機的連接，常通過串行口來實現(xiàn)，串行口也可以通過輔助電路分時多用。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），當由按鍵輸入或其它需要語音輸出時，串行口向 CPU 申請中斷，響應中斷后， CPU 便可以從串行數(shù)據(jù)中識別出語音段編號，輸出語音信號。發(fā)送 結束，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 個部分敘述個引腳的功能。 （ 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。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機，該引腳接地；對于 CHOMS 單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。在單片機內部，接至片內振蕩器的反相放大器的輸出端。當采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 （ 3）控制信號或與其它電源復用引腳 控制信號或與其它電源復用引腳有 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的上 電復位或掉電保護端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復位操作，使單片機復位到初始狀態(tài)。 當 VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當訪問外部存儲器時， ALE（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲器讀選通輸出端 ,低電平有效。當從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期 PESN 兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間， PESN 信號將不出現(xiàn)。 （ D） EA/Vpp（ 31 腳）： EA為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當 EA端保持高電平時，單片機訪問片內程序存儲器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。若超出該范圍時，自動轉去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當 EA 端保持低電平時，無論片內有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內含有 EPROM 的單片機，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)稱為 P0 口。當不接外部存儲器與不擴展 I/O 接口時，它可作為準雙向 8 位輸入 /輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展 I/O 口時， P0 口為地址 /數(shù)據(jù)分時復用口。它分時提供 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內含有 EPROM 的單片機，當 EPROM 編程時，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。 (B)P1 口（ 1 腳～ 8 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準雙向 I/O 接口使用。對于 MCS— 52 子系列單片機， 和 還有第 2功能： 口用 作定時器 /計數(shù)器 2 的計數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時器 /計數(shù)器 2 的外部控制端T2EX。對于 EPROM 編程和進行程序校驗時， P0 口接收輸入的低 8 位地址。 (C)P2口（ 21腳～ 28腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為準雙向 I/O接口。當接有外部程序存儲器或擴展 I/O 接口且尋址范圍超過 256 個字節(jié)時， P2口用于高 8 位地址總線送出高 8位地址。對于 EPROM 編程和進行程序校驗時， P2口接收輸入的 8 位地址。 (D)P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。它為雙功能口，可以作為一般的準 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 功能見下表 表 1 單片機 管腳含義 綜上所述， MCS— 51 系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點： 1).單片機功能多，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 請求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請求輸入端，低電平有效） T0（時器 /計數(shù)器 0計數(shù)脈沖端） T1（時器 /計數(shù)器 1數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù) 存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效） 2).單片機對外呈 3總線形式，由 P P0 口組成 16 位地址總線；由 P0 口分時復用作為數(shù)據(jù)總線 。 ． 4 A/D 轉換芯片 在單片機控制系統(tǒng)中，控制或測量對象的有關變量，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)單片機本身只能識別和處理數(shù)字量， 因此必須經(jīng)過模擬量到數(shù)字量的轉換 (A／ D轉換 )，才能夠實現(xiàn)單片機對被控對象的識別和處理。完成 A／ D 轉換的器件即為 A／ D 轉換器。 A／ D 轉換器的主要性能參數(shù)有： (1) 分辨率分辨率表示 A／ D轉換器對輸入信號的分辨能力。 A／ D轉換器的分辨率以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示； (2) 轉換時間轉換時間指 A／ D 轉換器從轉換控制信號到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。不同類型的轉換器轉換速度相差甚遠； (3) 轉換誤差轉換誤差表示 A／ D轉換器實際輸出的數(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) 線性度線性度指實際轉換器的轉移函數(shù)與理想直線的最大偏移。 目前有很多類型的 A／ D轉換芯片，它們在轉換速度、轉換精度、分辨率以及使用價值上都各具特色，綜合全部因素設計決定采用美國國家半導體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 轉換器 ADC0809。其內部有一個 8 通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉 換。是目前國內應用最廣泛的 8位通用 A/D 芯片 . A/D轉換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉換專用芯片 ADC0809， ADC0809由 8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖 35所示 , 內部結構圖 如圖 36所示 。 圖 35 ADC0809 引腳 圖 圖 36 ADC0809 內部結構圖 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（ ） ：參考電壓負端 START :A/D轉換啟動信號輸入端 ALE ：地址鎖存允許信號輸入端 ADC0809的 主要性能指標為 : （ 1） 分辨率為 8位。 （ 2） 最大不可調誤差 ： ADC0809為 ? 1LSB。 （ 3） 單電源 +5v供電，基準電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時允許輸入模擬電壓為 0— 5V。 （ 4） 具有鎖存控制的 8路模擬選通開關。 （ 5） 可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL電平兼容。 （ 6） 轉換速度取于決 芯片的時鐘頻率。 當 時鐘頻率 500KHz時，轉換時間為128μ s。 數(shù)碼管顯示電路 ICM7218 是 INTERSIL 公司生產(chǎn)的一種性能價格比較高的通用 8 位 L ED 數(shù)碼管驅動電路 , 28 腳雙列封裝 ,是一種多功能 L ED 數(shù)碼管驅動芯片 ,可與多種單片機接口使用。 ICM7218 的輸出可直接驅動 L ED 顯示器 ,不需外接驅動電路 ,工作電壓為 +5V,其構成的顯示電路結構簡單 ,使用方便。同樣由單片機向 ICM7218寫控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部 RAM 寫數(shù)據(jù)一樣簡單。 當單片機寫入模式控制字后， ICM7218 以約定的方式接收顯示數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)顯示 RAM 中。數(shù)據(jù)接收結束， ICM7218 在掃描控制電路的控制下，按設定的譯碼模式，以動態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅動器和位控驅動器發(fā)出控制信號，直到下一個控制字寫入前，不停地進行動態(tài)顯示工作。其引腳圖和內 部框圖如圖 37 所示。 單片機外圍接口電路 晶振電路 晶振電路為單片機 80C51 工作提供時鐘信號，芯片中有一個用于構成內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? 。本設計中使用石英晶體，電容的容值設定為30pF。 復位電路 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，圖