【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在 內(nèi)，從 5V 釋放到變?yōu)榱?，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候 10K 電阻兩端的電壓為 ，甚至更大，所以 RST 引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。圖 24 復(fù)位電路原理圖R2100+5V C21ufBR11k本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由組成單片機(jī)系統(tǒng)必需的一些元件構(gòu)成的，除了單片機(jī)之外，還需要包括電源供電電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。圖 25 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖第 3 章 CO 濃度監(jiān)測(cè)儀輸入輸出電路設(shè)計(jì) CO 傳感器的選擇選擇一氧化碳傳感器主要考慮以下的性能指標(biāo)：(1)輸入和輸出之間成比例，直線性好、靈敏度高、分辨力強(qiáng)、測(cè)量范圍寬。 (2)滯后、漂移誤差小 (3)動(dòng)態(tài)特性好 (4)功耗小 (5)時(shí)間老化特性優(yōu)良 (6)與被測(cè)體匹配良好，既不因接入傳感器而使得被測(cè)對(duì)象受到影響，受被測(cè)量之外的影響小。EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U189C51C133pC233pX1CRYSTALR2100+5V C21ufBR11k+5V本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9(7)體積小、重量輕、價(jià)格低廉。(8)故障率低，易于校準(zhǔn)和維護(hù)。(9)由于傳感元件的輸出信號(hào)一邊比較小，為了便于能夠驅(qū)動(dòng)控制電路，在傳感器電路中還應(yīng)該包括放大器。鑒于以上選擇要點(diǎn)，本文中用到的傳感器必須具備良好的測(cè)量效果、功耗小、動(dòng)態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價(jià)格低廉等幾個(gè)主要特性。為此我們選擇了MQ7 系列傳感器。半導(dǎo)體一氧化碳傳感器 MQ7 所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。采用高低溫循環(huán)檢測(cè)方式低溫( 加熱)檢測(cè)一氧化碳，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度增加而增大，高溫( 加熱)清洗低溫時(shí)吸附的雜散氣體。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化，轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ7 氣體傳感器對(duì)一氧化碳的靈敏度高，這種傳感器可檢測(cè)多種含一氧化碳的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。主要特點(diǎn)及應(yīng)用：? 對(duì)一氧化碳的高靈敏度。? 長(zhǎng)壽命，低成本。? 簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可? 家用氣體泄漏報(bào)警器? 工業(yè)用一氧化碳報(bào)警器? 便攜式氣體檢測(cè)器MQ7 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖 31 所示，由微型 Al2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，為了改善傳感器的選擇性，傳感器氣室用活性炭過濾層與外界隔開。加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有 6 只針狀管腳，其中 4 個(gè)用于信號(hào)取出，2 個(gè)用于提供加熱電流。圖 31 MQ7 實(shí)物圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）10 運(yùn)算放大器選擇由于氣體傳感器輸出的電壓值過低，無法直接使用 A/D 讀取，必須要加入放大電路，對(duì)電壓放大然后再經(jīng)過 A/D 讀取。在此，選擇 LM358 作為運(yùn)算放大器。LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。LM358具備以下特性：內(nèi)部頻率補(bǔ)償；直流電壓增益高(約100dB)；單位增益頻帶寬( 約1MHz)；電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?(330V)、雙電源(177。177。15V) ；低功耗電流，適合于電池供電；低輸入偏流，低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流；共模輸入電壓范圍寬，包括接地；差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍；輸出電壓擺幅大（0 至 ） 。圖 32 運(yùn)算放大器電路原理圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路為了方便與 AT89C5 單片機(jī)的鏈接，本系統(tǒng)采用 AD0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對(duì)采集本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11到的氣體信息進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。其分辨率為 8 位，不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整，且具有高阻抗斬波穩(wěn)定比較器，8 個(gè)通道的多路開關(guān)可直接存取 8 個(gè)單端模擬信號(hào)中的一個(gè)。利用單片機(jī)啟動(dòng) AD0809 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)束后再由 AD0809 向 AT89C51 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)， CPU 響應(yīng)中斷請(qǐng)求。通過對(duì)譯碼器的讀操作，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并送到被測(cè)量的響應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)。再重新選擇被測(cè)量，并再次啟動(dòng) AD0809 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后中斷返回。AD0809 與單片機(jī) AT89C51 連線線路如圖 33 所示。圖 33 AD0809 與單片機(jī) AT89C51 連線線路 聲光報(bào)警電路 系統(tǒng)的聲，光報(bào)警電路由發(fā)光二極管和低電壓蜂鳴器構(gòu)成，分別由 PIC 單片機(jī)的 2 個(gè)端口控制。發(fā)光二極管 LED 具有體積小，抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長(zhǎng)，工作電壓低，功耗小，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，常用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，有益于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)。當(dāng)該部分工作時(shí)，整機(jī)的工作電流將增加為未報(bào)警狀態(tài)時(shí)的電流的數(shù)倍，消耗的功率會(huì)比較大，因此采用了分時(shí)供電的方法，通過單片機(jī)控制該部分電源的通斷，即質(zhì)量濃度達(dá)到報(bào)警時(shí)才給其供電；另外，用單片機(jī)輸出的周期脈沖報(bào)警信號(hào)控制振蕩器的啟停，用振蕩器輸出信號(hào)控制蜂鳴器和發(fā)光二極管，振蕩器可以用 TTL 門電路構(gòu)成的多諧振蕩器。采用這 2種方法可降低該部分的電路的功耗。設(shè)計(jì)中，LED 發(fā)光二極管的工作電流為 520mA，最大不超過 50mA，否則會(huì)燒壞器件。為了獲得良好的發(fā)光效果，LED 工作本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12電流控制在 1015mA 較為合理。在圖 34 中所示電路中，D 口得RD4,RD5，RD6，RD7，接聲，光報(bào)警電路，其中 D 口的 RD5RD7 分別接質(zhì)量濃度過高，相等，過低的 LED。當(dāng)氣體檢測(cè)儀檢測(cè)質(zhì)量濃度低于設(shè)定值時(shí)，綠燈亮；當(dāng)氣體質(zhì)量濃度達(dá)到某一定值時(shí)，黃燈亮；當(dāng)高于設(shè)定值時(shí)，紅燈亮并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。圖 34 聲光報(bào)警電路原理圖 顯示電路在 該 設(shè) 計(jì) 中 ， LED 顯 示 器 的 顯 示 方 法 采 用 動(dòng) 態(tài) 顯 示 。 LED 動(dòng) 態(tài) 顯 示 的 基本 做 法 在 于 分 時(shí) 輪 流 選 通 數(shù) 碼 管 的 公 共 端 ， 使 得 各 數(shù) 碼 管 輪 流 導(dǎo) 通 ， 在 選 通 相應(yīng) 的 LED 后 ， 即 在 顯 示 字 段 上 得 到 顯 示 字 形 碼 。 這 種 方 式 不 但 能 提 高 數(shù) 碼 管的 發(fā) 光 效 率 ， 并 且 由 于 各 個(gè) 數(shù) 碼 管 的 字 段 線 是 并 聯(lián) 使 用 的 ， 從 而 大 大 簡(jiǎn) 化 了 硬件 線 路 。 本 設(shè) 計(jì) 中 處 理 結(jié) 果 采 用 4 位 LED 顯 示 ， 首 次 顯 示 氣 體 類 別 ， 后 3位 顯 示 氣 體 濃 度 。 逐 位 輪 流 點(diǎn) 亮 各 個(gè) LED， 每 一 位 保 持 1ms， 在 1020ms 之內(nèi) 再 一 次 點(diǎn) 亮 ， 重 復(fù) 不 止 。 這 樣 利 用 人 的 視 覺 停 留 ， 好 像 4 位 LED 同 時(shí) 點(diǎn)亮 一 樣 。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）13圖 35 顯示電路原理圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）14第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 流程圖設(shè)計(jì)圖41 軟件流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15 程序編寫 主程序整個(gè)程序一共使用了兩個(gè)中斷,一個(gè)外部中斷即 INT0 中斷,一個(gè)定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器中斷即 IT0 中斷 .這兩個(gè)中斷各有其作用 ,INT0 中斷是用來判斷 A/D 轉(zhuǎn)換器ADC0809 對(duì)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換是否完成,當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后,ADC0809 發(fā)出結(jié)束EOC(高電平 )信號(hào),該信號(hào)可供單片機(jī)查詢,也可反相后作為向單片機(jī)發(fā)出中斷信號(hào),而本設(shè)計(jì)正是用的這個(gè)方法, IT0中斷,是為產(chǎn)生一個(gè)周期為 2S 的方波而設(shè)計(jì)的,其作用是為看門狗產(chǎn)生喂狗子信號(hào).具體程序如下： ORG 00H JMP START 。主程序入口地址 ORG 03H JMP INTO 。外中斷 INTO 入口 ORG 0BH JMP ITOP 。 定時(shí)器 0 中斷入口 ORG 0100HSTART: MOV IE,10000001B 。INT0 中斷使能 MOV IP,00000001B 。INT0 中斷優(yōu)先 MOV TCON,00000000B 。設(shè)置 INT0 為電平觸發(fā) MOV SCON,00000000B 。串行口發(fā)送,接收標(biāo)志位請(qǐng) 0 MOV SP,60H 。設(shè)堆棧指針 MOV TMOD,01H 。設(shè)置 T0 為方式 1 CALL PT0M0HERE: AJMP HERE 。自身跳轉(zhuǎn)PT0M0: MOV TL0,0CH 。T0 中斷服務(wù)程序，T0 重新置初值 MOV TH0,0FEH SETB TR0 。啟動(dòng) T0 SETB ET0