【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 300ppm5000ppm 丁烷 5000ppm20210ppm 甲烷 300ppm5000ppm 氫氣 標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度： 20℃ 177。 2℃ Vc： 177。 相對(duì)濕度： 65%177。 5% Vh： 177。 響應(yīng)時(shí)間約為 10 秒，恢復(fù)時(shí)間約為 30 秒 ~60秒。 MQ2 放置一段時(shí)間后，再通電使用時(shí)，阻值是先下降，然后又上升，通電大約 10 分鐘后（叫初期穩(wěn)定時(shí)間），才能穩(wěn)定到與氣氛狀態(tài)相應(yīng)的阻值。為了避免 通電開(kāi)始時(shí)的誤報(bào)動(dòng)作，本設(shè)計(jì)在單片機(jī)內(nèi)部特別設(shè)置十幾分鐘的延遲電路。 2 煤氣檢測(cè)電路 MQ2 型氣敏元件對(duì)不同種類(lèi)、不同濃度的氣體有不同的電阻值，因此，在使用此類(lèi)型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。本設(shè)計(jì)中 RP2 為靈敏度調(diào)整電阻。 本設(shè)計(jì)煤氣檢測(cè)原理圖（圖 ）：當(dāng)空氣中不含有煤氣或煤氣含量低于設(shè)定值時(shí)， MQ2 電阻值很大，使得 RP2 上的分壓很小，進(jìn)入 74LS04 的電壓為低電平，因此單片機(jī)中斷入口的輸入信號(hào)一直保持為高電平，不能觸發(fā)單片機(jī)中斷服務(wù)程序。當(dāng)空氣中煤氣含量超過(guò)預(yù)警值時(shí)， MQ2 電阻減小，負(fù)載 RP2 上分壓變大， 74LS04輸入由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反向后，單片機(jī) INT0 口得到一下將沿，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，抽油煙機(jī)啟動(dòng)并報(bào)警。 圖 煤氣檢測(cè)原理圖 油煙檢測(cè) 對(duì)油煙蒸氣 的檢測(cè)選用熱敏電阻，熱敏電阻的主要特點(diǎn)是： （ 1） 靈敏度較高， 其電阻溫度系數(shù)要比金屬打 10~100 倍以上，能檢測(cè)出 106℃ 的溫度變化； （ 2） 工作溫度范圍寬，常溫器件適用于 55℃ ~315℃ ； （ 3） 體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔內(nèi)及生物體內(nèi)血管的溫度； （ 4） 使用方便，電阻值可在 ~100KΩ 間任意選擇； （ 5） 易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)； （ 6） 穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)。 1 熱敏電阻的選擇 熱敏電阻分三類(lèi) ：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻PTC（ Positive Temperature Coeff1Cient），隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 NTC（ Negative Temperature Coeff1Cient），具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻 CTR（ Critical Temperature Resistor） ,具有很大的負(fù)溫度系數(shù)。 本設(shè)計(jì)選用 NTC 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，它是以錳、 鈷、鎳 和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類(lèi)似 鍺 、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和空穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加， 所以電阻值降低， NTC 熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在 100~1000000歐姆，溫度系數(shù) 2%~%。 NTC 熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場(chǎng)合。 電阻值和溫度變化的關(guān)系式為： （ 31） 在溫度 T（Ｋ） 時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。根據(jù)國(guó)際規(guī)定，額定零功率電阻值時(shí)NTC 熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25℃ 時(shí)測(cè)得的電阻值 R25。 RN：在額定溫度 TN（ K） 時(shí)的 NTC 熱敏電阻 阻值。 T：為ｔ （℃ ） +，規(guī)定溫度（ K） 。 B： NTC 熱敏電阻 的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 Exp：以自然數(shù) e為底的指數(shù)（ e=? ）。 2 油煙檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 負(fù)溫?zé)崦綦娮柽x型： NTCMF5A 其參數(shù)為： R25℃ ： 10K177。 1%， 熱敏指數(shù)： B25/50:3950177。 1% 設(shè) 45℃ 為 抽油煙機(jī)的最低啟動(dòng)溫度， 由 進(jìn)行計(jì)算： R45℃ = 調(diào)節(jié) RP1 的電阻值為 ，當(dāng)空氣中油煙蒸汽含量較低時(shí)，空氣溫度偏低，熱敏電阻 RT＞ RP1， R R7上獲得的分壓 Vr6＜ Vr7，因此 IN+＜ IN，電壓比較器LM324 輸出低電平，熱敏電阻阻值較大。 當(dāng)空氣中含有 大量油煙蒸汽式，溫宿隨之升高， NTCMF5A 電阻率增大，當(dāng)熱敏電阻的溫度超過(guò) 45℃ 時(shí)， RT＜ RP1， IN+＞ IN， LM324 由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)74LS04 反向后，單片機(jī) 口得到低電平，然后被單片機(jī)檢測(cè)到，進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)。電極啟動(dòng)后每隔約 120秒進(jìn)行一次溫度檢測(cè)，以免繼電器頻繁通斷。 圖 油煙檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 按鍵輸入 1 按鍵說(shuō)明 鍵盤(pán)輸入 采用中斷掃描方式，可以節(jié)省 CPU 大量時(shí)間，這種辦法的實(shí)質(zhì)是，當(dāng)沒(méi)有鍵入操作時(shí)， CPU 不對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，以節(jié)省大量的時(shí)間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理 ，一旦鍵盤(pán)輸入，即可向 CPU 申請(qǐng)中斷， CPU 響應(yīng)中斷后，立刻轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，判別鍵盤(pán)上閉合鍵的鍵號(hào)，并作相應(yīng)的處理。 該系統(tǒng)鍵盤(pán)采用開(kāi)關(guān)式鍵盤(pán)，也稱(chēng)線(xiàn)性鍵盤(pán)，各鍵時(shí)相互獨(dú)立的，當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的口線(xiàn)的電位就有高電平變?yōu)榈碗娖剑?CPU訪(fǎng)問(wèn)并查詢(xún)所有接鍵口線(xiàn)，即可識(shí)別是哪一個(gè)鍵按下。 各功能鍵設(shè)置如表 ： 表 功能鍵說(shuō)明 S1 S2 S3 S4 S5 S6 手動(dòng)開(kāi) /關(guān) +10 定時(shí) 10 自動(dòng)運(yùn)行 取消報(bào)警 各功能鍵介紹： 定時(shí)：鍵入此鍵，單片機(jī)開(kāi)啟定時(shí)功能默認(rèn)定時(shí)時(shí) 間為 40分鐘。 +10/10：定時(shí)輔助鍵，通過(guò)加減 10分鐘確定自己要定的時(shí)長(zhǎng)。 手動(dòng)開(kāi) /關(guān)：認(rèn)為的對(duì)抽油煙機(jī)開(kāi)動(dòng)或關(guān)閉。 自動(dòng)運(yùn)行：系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)煤氣和煙氣，并作相應(yīng)的控制。 取消報(bào)警：取消煤氣泄漏報(bào)警。 另外設(shè) S7為系統(tǒng)復(fù)位鍵。 按鍵都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息輸入的。當(dāng)按鍵開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)自合或斷開(kāi)到其穩(wěn)定狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短暫的抖動(dòng)和彈跳，這是機(jī)械式開(kāi)關(guān)的一個(gè)共同性問(wèn)題，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 520ms，為了避免單片機(jī)多次處理按鍵的一次閉合，僅作一個(gè)按鍵輸入出路，必須消除抖動(dòng) 干擾。有鍵按下通常去抖動(dòng)干擾可以采用硬件方法，也可采用軟件延時(shí)的方法。通常在按鍵較少的情況下采用硬件方法，當(dāng)按鍵數(shù)目較多時(shí)則常采用軟件延時(shí)的方 法來(lái)消除干擾。硬件方法是通過(guò)如濾波電器、雙穩(wěn)態(tài)電路等實(shí)現(xiàn)。軟件方法是在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10ms 的延時(shí)程序后再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下?tīng)顟B(tài)，從而消除了抖動(dòng)干擾。 2 按鍵接口電路 如圖 所示，沒(méi)有鍵按下時(shí)， P10~P15 口輸入均為 1，同時(shí)經(jīng)八輸入與非門(mén)（ 74LS30 本設(shè)計(jì)只用六個(gè)口）及反相器，輸出一高電平到 51 單片機(jī)的 /INT1 引腳，此時(shí)不申請(qǐng)中斷。一旦有鍵按下，則低電平通過(guò)按鍵輸入到 P10~P15 的某一口，同時(shí)經(jīng)八輸入與非門(mén)輸入到 /INT1 引腳，從而使 /INT1 有效，向 51申請(qǐng)中斷， 51響應(yīng)后，立即轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序，查出鍵號(hào)，進(jìn)一步做相應(yīng)處理。這樣可以節(jié)省大量的空間掃描時(shí)間，進(jìn)而提高計(jì)算機(jī)的工作效率。 圖 按鍵接口電路 系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位電路 DS1232 是一個(gè)具有 看門(mén)狗功能的電源檢測(cè)芯片，在電源上電、 斷電、電壓瞬間下降和死機(jī)時(shí)都會(huì)輸出一個(gè)復(fù)位脈沖，十分適合做為單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)。 主要有以下特點(diǎn)： 具有看門(mén)狗功能，可以防止單片機(jī)系統(tǒng)死機(jī)： 貼片式 8腳封裝（如圖 ）： 輸入給看門(mén)狗的脈沖時(shí)間間隔可以設(shè)置 ； 具有 5%或 10%的兩種電源檢測(cè)精度。 芯片內(nèi)含溫度補(bǔ)償電路， DS1232 的引腳邏輯如圖所示。對(duì)所有引腳定義如下： 圖 S1232 的引腳 /PBRST引腳 1，復(fù)位鍵連接引腳，直接連接復(fù)位鍵； TD引腳 2，看門(mén)狗定時(shí)器延時(shí)設(shè)置。如果連接到地，輸入給看門(mén)狗的脈沖間隔不得大于 150ms；如果不連接，脈沖間隔不得大于 600ms；如果連接到電源，脈沖間隔不得大于 ； OL引腳 3 ，選擇 5%或 10%的電源檢測(cè)精度。如果這個(gè)引腳連接到地，當(dāng)電源下降到 時(shí)芯片才輸出一個(gè)復(fù)位脈沖； GND引腳 4，底線(xiàn)； RST引腳 5，復(fù)位高脈沖輸出引腳； /RST引腳 6，復(fù)位低脈沖輸出引腳； /ST引腳 7，看門(mén)狗脈沖輸入，低脈沖有效； VCC引腳 8， 5V電源。 芯片 DS1232 在系統(tǒng)工作時(shí)，必須不間斷的給引腳 7 輸入一個(gè)脈沖系列，這個(gè)脈沖的時(shí)間間隔由引腳 2 設(shè)定，如果脈沖間隔大于引腳 2的設(shè)定，芯片將輸出一個(gè)復(fù)位脈沖使單片機(jī)復(fù)位。一般將這個(gè)功能稱(chēng)為看門(mén)狗，將輸入給看門(mén)狗的一系列脈沖稱(chēng)為“喂狗”。這個(gè)功能可以防止單片機(jī)系列死機(jī)，是非常有用的。 圖 （ ） 中 時(shí) DS1232 與單片機(jī)連接的原理圖，其中 TD 連接到 5V電源，因此輸入給看門(mén)狗的脈沖間隔不可以超過(guò) 秒； TOL 連接到地，因此電源電壓下降到 DS1232輸出復(fù)位脈沖；把 51單片機(jī)的 DS1232的 /ST，程序中必須從 引腳輸出一個(gè)脈沖系列到 /ST，否則將引起系統(tǒng)復(fù)位。 圖 DS1232 與單片機(jī)連接的原理圖 主控制電路設(shè)計(jì) AT89C51 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，外形及引腳排列如圖 。 圖 AT89C51 引腳圖 （ 1） 特征： ○ 1 與 MCS51 兼容 ○ 2 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ○ 3 壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ○ 4 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 ○ 5 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ○ 6 128 8 位內(nèi)部 RAM ○ 7 32 可編程 I/O 線(xiàn) ○ 8 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ○ 9 5 個(gè)中斷源 ○10 可編程串行通道 ○11低功耗的閑置和掉電模式 ○12 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ○13全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz （ 2） 管腳（圖 ）說(shuō)明： VCC：供電電壓； GND：接地； P0 口： P0 為一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1 能夠用于外部程序數(shù) 存儲(chǔ)器， 它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程中， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1 口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器能接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入，并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被尾部拉低，將 輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出四肢的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容，P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳時(shí) 8個(gè)帶內(nèi)