【文章內(nèi)容簡介】 （ 0000H FFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP） 。 XTAL1（ 19 腳 ） ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2（ 18 腳 ） ：來自反向振蕩器的輸出。 單片機(jī)的 I/O 口擴(kuò)展 器件 由于單片機(jī)本身只有 4 個 8 位并行輸入輸出 I/O 接口， 1 個串行 I/O 接口，非常有限，所以當(dāng) I/O 口不能滿足設(shè)計需求時則需要我們進(jìn)行 I/O 口的擴(kuò)展。其擴(kuò)展方法為根據(jù)需要在串行口上外接 1 個或多個移位寄存器。 由電路原理圖我們可以看到 此次我們 單片機(jī) 89S51 的 I/O 口分配如下： P0 口： A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7109 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的輸入 接 口 P1 口：其中 接 +5V的直流蜂鳴器當(dāng) =0 時蜂鳴器蜂鳴 接發(fā)光二極管 LED,當(dāng) =1 時發(fā)光二極管發(fā)光，其和蜂鳴器結(jié)合就是我們所要實現(xiàn)的聲光報警。 接排風(fēng)扇的繼電器部分 ～ 作為數(shù)碼管顯示部分的位選 作為 7109 的片選 P2 口我們僅用了 和 作為 7109 的數(shù)據(jù)選通端 P3： （ RXD） 和 （ TXD） 用于 I/O 口的擴(kuò)展 所以很顯然我們要對單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展 I/O 口， 下圖所示為用串行口擴(kuò)展 I/O 口 的電路： 圖 22 I/O 口擴(kuò)展電路 RXD TXD 單片機(jī) DSA DSB 74LS164 CP Q0 Q7 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX其中芯片 74LS164 為帶清零端的串行輸入 /并行輸出移位寄存器 （ 8 位） ， 其管腳圖和功能表如下 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 1 M a y 20 0 6 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F IL E S \ D E S I G N E X P L O R E R 99 S E \ E X A M P L E S \ M y D e s i g n . d d bD ra w n B y:A1B2QA3QB4QC5QD6GND7C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13V C C147 4L S 1 64 圖 23 74LS164 的管腳圖 表 22 74LS164 功能表 輸 入 輸 出 CLR CLK A B AQ BQ — HQ L Ⅹ Ⅹ Ⅹ L L L H L Ⅹ Ⅹ QA0 QB0 QH0 H ↑ H H H QAn QGn H ↑ L Ⅹ L QAn QGn H ↑ Ⅹ L L QAn QGn H=高電平 L=低電平 Ⅹ =任意 ↑=電平上升 在使用時將 A,B 并接作為數(shù)據(jù)的串行 輸人端 ,CLK 作為時鐘端。串行輸入時，先將數(shù)據(jù)在 A,B 端準(zhǔn)備好，在 CLK 端產(chǎn)一上升沿，則一位數(shù)據(jù)移至最低位 QA。再將下一位數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，在 CLK 端產(chǎn)生下一上升沿，則下一位數(shù)據(jù)移至次低位 QB,其余位順次從低位到高位移動，這種時序符合串行器件特性，即把 164 當(dāng)成一典型串行外設(shè)，可以用普通 I/O 口模擬其時序?qū)?shù)據(jù)移入。 第三 章 濃度測試部分電路 瓦斯監(jiān)測氣體的介紹 當(dāng)可燃?xì)怏w、可燃的蒸汽（或可燃粉塵）與空氣混合餅達(dá)到一定濃度時，遇到火源就會發(fā)生爆炸。這個能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍，叫做爆炸極限， 通常用their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX可燃?xì)怏w、蒸汽、或粉塵在空氣中的體積包粉筆來表示。在“發(fā)生 爆炸范圍濃度”內(nèi)，有一個最低的爆炸濃度叫做爆炸下限；還有一個最高的爆炸濃度叫爆炸上限。只有在這兩個濃度之間，才有爆炸的危險。如果可燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵 在 空氣中濃度低于爆炸下限，遇到明火哦，既不會爆炸，也不會燃燒；高于爆炸下限，遇到明火，雖然不會爆炸，但接觸空氣卻能燃燒。因為低于爆炸下限時，空氣所占比例很大，可燃物質(zhì)的濃度不夠；高于爆炸上限是，則有大量的可燃物質(zhì)，而空氣卻不足。了解各種可燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵的爆炸極限，對與做好防火、防爆工作有忠言意義 。可燃物質(zhì)危險性的大小，主要取決于爆炸極限幅度的寬窄。幅度越大，器危險系數(shù)就越大。 國內(nèi)對瓦斯的檢測以 CH4 檢測為主 ,毒氣的檢測以 CO 檢測為主 。而國外用可燃性氣體的檢測代替單一 CH4 氣體的測量 ,毒氣包括 H2S 的測量 ?，F(xiàn)對煤礦的主要成分甲烷進(jìn)行論述。 甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用作燃料及制造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。 化學(xué) 號為 CH4。 化學(xué)品中文名稱：甲烷 別名：天然氣，沼氣，甲基氫化物 英文 名稱： methane 技術(shù)說明書編碼： 51 CAS 號 ： 74828 分子式： CH4 分子量： 國標(biāo)編號： 21007 分類：有機(jī)物 C— H 鍵能： 413kJ/mol H— C— H 鍵角： 109176。 28′ 外觀與性狀：無色無嗅氣體，比空氣輕 。 分子結(jié)構(gòu)：正四面體形非極性分子 ,一個 C 以 sp3 雜化位于正四面體中心 ,4個 H位于正四面體的 4個頂點上 晶體類型：分子晶體 蒸汽壓 ℃ their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX熔點： ℃ 沸點： ℃ 相對密度 (水 =1)(164℃ ) 相對蒸氣密度 (空氣 =1)： 燃燒熱： 總發(fā)熱量 55900kJ/kg(40020kJ/m3) 凈熱值 50200kJ/kg（ 35900kJ/m3） 臨界溫度 (℃ )： 臨界壓力 (MPa)： 爆炸上限 %(V/V)： 15 爆炸下限 %(V/V)： 閃點 (℃ )： 188 引燃溫度 (℃ )： 538 侵入途徑：吸入。 健康 危害：甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當(dāng)空氣中甲烷達(dá) 25%30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)。若不及時遠(yuǎn)離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化的甲烷，可致凍傷。 毒理學(xué)資料及環(huán)境行為 毒性：屬微毒類。允許氣體安全地擴(kuò)散到大氣中或當(dāng)作燃料使用。有單純性窒息作用，在高濃度時因缺氧窒息而引起中毒?？諝庵羞_(dá)到 25～ 30%出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運動失調(diào)。 危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與五氧化 溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強(qiáng)氧化劑接觸反應(yīng)劇烈。 氣體 傳感器 氣體傳感器 的分類 氣體傳感器又叫氣敏傳感器，主要用來監(jiān)測氣體的特定成分。 氣體傳感器通常以氣敏特性來分類，主要可分為： （ 1）半導(dǎo)式方式 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX包括氧化系、氣敏二極管系、氣敏 MOSFET 系。若氣體接觸到加熱的金屬，氧化物電阻值就會增大或者減少，其靈敏度高，構(gòu)造電路簡單，但輸出與氣體濃度不成比例。 （ 2）固體電解質(zhì) 其 利用鉑等金屬材料對氫吸附敏感使功函數(shù)改變原理制成，器特點是其他選擇性好但不能重復(fù)使用。 （ 3）接觸燃燒式 其原理是化學(xué)溶劑與氣體反應(yīng)產(chǎn)生使電導(dǎo)率發(fā)生變化。其特點是屬于氣體濃度成比例，但靈敏度較低。 （ 4）其他類型 包括光干涉式、熱傳導(dǎo)方式、紅外線吸收式。 氣體傳感器的類型雖然很多，但對它們有以下幾個基本特性 ： （ 1） 對被測氣體要有高的靈敏度 ，盡量減少外界一如的干擾信號 ； （ 2） 選擇性要好，即對 和 被測 氣體共存的其他氣體不敏感； （ 3） 能夠長期穩(wěn)定工作 ，它是關(guān)系整個監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測精度的一個重要環(huán)節(jié)。 （ 4） 檢測和報警要迅速。 （ 5） 響應(yīng)時間 ，指從氣敏元件到被測氣體接觸到氣敏元件的參數(shù)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)下所需要的時間，表示了氣 敏元件的反應(yīng)速度。 （ 6） 溫度特性。氣敏元件的特性隨溫度的變化而變化為溫度特性。消除這種影響的方法是采用溫度補償法。 （ 7） 濕度特性。氣敏元件的特性隨環(huán)境會死度的不同而發(fā)生變化的特性成為濕度特性。濕度特性是硬性檢測精度的理工一個因素，就絕這一問題的措施之一是采用濕度補償法。 （ 8） 電源電壓特性 電源電壓發(fā)生變化時，氣敏元件也會發(fā)生變化，解決的方法是采用恒壓供電。 氣體傳感器的選擇 要進(jìn)行 — 個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器， 而 這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原 理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，還是自行研制 ，價格能否承受 。 在考慮上述問題之后就能 大致 確 定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)，其具體性能指標(biāo)見下。 MQ4 瓦斯?jié)舛葴y試 部分電路是由氣體傳感器 MQ4 組成的，其 作用為 將 瓦斯氣體的體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng) 的模擬 電 壓 信號 并 輸出出來 。 MQ4的結(jié)構(gòu)外形 MQ4 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)，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 個用于信號取出， 2 個用于提供加熱電流。 結(jié)構(gòu) 外形 圖 31 MQ4的結(jié)構(gòu)和外形 其中 部件 材料 1 氣體敏感層 二氧化錫 2 電極 金 （ Au） 3 測量電極引線 鉑（ Pt） 4 加熱器 鎳鉻合金（ Ni— Cr） 5 陶瓷管 三氧化二鋁 6 防爆網(wǎng) 100目雙層不銹鋼 (SUB316) 7 卡環(huán) 鍍鎳銅材（ Ni— Cu） their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX8 基座 膠木 9 針狀管腳 鍍鎳銅材（ Ni— Cu） MQ4標(biāo)準(zhǔn)工作條件 MQ4的標(biāo)準(zhǔn)工作條件見表 31： 表 31 MQ4的標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V Ac or Dc VH 加熱電壓 177。 Ac or Dc RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω 177。 3Ω 室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mw MQ4的 環(huán)境條件 MQ4的 環(huán)境 條件見表 32： 表 32 MQ4的 環(huán)境 條件 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Tao 使用溫度 10℃ 50℃ Tas 儲存溫度 20℃ 70℃ RH 相對濕度 小于 95%RH O2 氧氣濃度 21%(標(biāo)準(zhǔn)條件 ) 氧氣濃度會影響靈敏度 最小值大于 2% MQ4的 測試電路及靈敏度調(diào)節(jié) （ 1） 測試電路 我們設(shè)計的 MQ4 測試電路如圖 32 所示，其中可調(diào) 節(jié)電阻 R3 是用來調(diào)整傳感器的靈敏度的。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i tl eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 1 J u n 2 0 0 6 S h e e t o f F i le : H : \ 論文 \ 電路原理圖 . D D B D r a w n B y :