基于51單片機(jī)的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)論文word格式(編輯修改稿)
2025-01-12 09:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 *外形尺寸：直徑 110mm，高度 35mm (5)KING01 型可燃?xì)怏w檢測(cè)儀 *電源： 9V 咸性電池或碳性電池 *工作電流：靜態(tài)電流小于 10UA，工作電流在 2025UA 之間。 *煙霧靈敏度：符合 UL 的 217 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。 *工作溫度： 40oF120oF（ 4℃ 50℃ ）。 *氣體介面溫度： 10%90%。 *蜂鳴器聲量能級(jí)： 10 英尺處為 85分貝。 *電池壽命： 1年。 (6)而 GS1 型火警報(bào)警器 *自動(dòng)校準(zhǔn)功能，降低檢測(cè)誤差 *二級(jí)聲、光、振動(dòng)報(bào)警功能，不易忽略 *本質(zhì)安全型儀器 *電源： 5V咸性電池或碳性電池 *工作電流： 靜態(tài)電流小于 10UA，工作電流在 2025mA之間。 *工作溫度： 15℃ 200。 *報(bào)警靈敏度： 1級(jí) *監(jiān)視面積： 50平方米 *消耗功率：監(jiān)視狀態(tài)＜ 10mW，報(bào)警狀態(tài)＜ 150mW *適用氣體： 各種可燃?xì)怏w *檢測(cè)范圍： 0100%LEL *報(bào)警方式： 蜂鳴器發(fā)出 1Hz 的報(bào)警信號(hào) *指示方式： 液晶顯示屏幕顯示警告標(biāo)示符 及系統(tǒng)狀態(tài) *響應(yīng)時(shí)間： t＜ 5s AT89S52 （ 1） MSC51 芯片 資源 簡(jiǎn)介 89S51 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們 就這 一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 89S51 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加 以 說(shuō)明： 圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 (RAM) 89S51 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 (ROM) 89S51 共有 4KB掩膜 ROM， 最大可擴(kuò)展 64K 字節(jié)， 用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 /計(jì)數(shù)器： 89S51 有兩個(gè) 16位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 (I/O)口： 89S51 共有 4組 8位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 89S51 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 (2)單片機(jī)的引腳 89S51 單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu) ,即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的 . 89S51 有 40 條引腳 , 與其他 51 系列單片機(jī)引腳是兼容的 . 這 40 條引腳可分為I/O 接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4 部分 . 89S51 單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu) , 如圖 所示 . 圖 89S51引腳分配圖 (3)89S51 單機(jī)的電源線 （ 1） VCC： +5V 電源線。電源線 （ 2） GND：接地線。 (4)89S51 單片機(jī)的外接晶體引腳 （ 1） XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振蕩器時(shí)，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個(gè)引腳。 （ 2） XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時(shí)，該引腳懸空。外接晶體引腳。 80C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入 端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，分別是 80C51 的 19 腳和 18 腳。在 XTAL1和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖 2所示 ： 晶振至內(nèi)部時(shí)鐘電路 圖 2 振蕩電路 石英晶振起振后要能在 XTAL2 線上輸出一個(gè) 3V 左右的正弦波，使 MCS51片內(nèi)的 OCS 電路按石英晶振相同頻率自激震蕩。通常， OCS 的輸出時(shí)鐘頻率 fosc為 ~16MHZ，典型值為 12MHZ電容器 C1 和 C2通常取 30pF 左右，對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用。調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào)震蕩周期 fosc的目的。 (5)89S51 單片機(jī)的控制線 （ 1） RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。 （ 2） ALE/PROG：地址鎖存允許 /編程線。 （ 3） PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。 （ 4） EA/Vpp：片外 ROM 允許訪問(wèn)端 /編程電源端。 (6)89S51 單片機(jī)復(fù)位方式 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把程序計(jì)數(shù)器 PC 值初始化為0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化 之外，程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)單片機(jī)。 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)震蕩周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。若使頻率為 6MHZ的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間超過(guò) 4μ s 才能完成復(fù)位操作。 復(fù)位操作由上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)為兩種方式。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖所示。只要電源 VCC的上電時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式兩種 。其中，電平復(fù)位是復(fù)位端通過(guò)電阻與 VCC電源接通而實(shí)現(xiàn)的。脈沖復(fù)位是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)單，但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能復(fù)正常運(yùn)行，首先要檢查是否能復(fù)位成功。 單片機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復(fù)位 . 復(fù)位的作用是使中央處理器 CPU 以及其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài) ,并從這個(gè)狀態(tài)重新開(kāi)始工作 . 89S51 單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn) ,信號(hào)由 RESET(RST)引腳輸入 ,高電平有效 ,在振蕩器工作時(shí) ,只要 保持 RST 引腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期 ,單片機(jī)即復(fù)位 . 復(fù)位后 ,PC程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為 0000H,片內(nèi) RAM中內(nèi)容不變 . 復(fù)位電路一般有上電復(fù)位、手動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位電路 3 種 ,如圖 所示 . b. 手動(dòng)復(fù)位電路 c. 自動(dòng)復(fù)位電路 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 10KMAX 750PES ETWDCWDI10μ FP1. 0VCCRST+5V89C 511KVCCRSTGND+5V C10μ F R K89C 5189C 51 R K C10μ F+5VGNDRSTVCC三 報(bào)警系統(tǒng) 設(shè)計(jì) （ 1） 單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) （ 2） 氣敏檢測(cè)系統(tǒng) 由于生產(chǎn)廠家等等原因，離子室的參數(shù)會(huì)有所不同。因此必須外接并聯(lián)電 阻改變 13 腳的電位，以達(dá)到一定煙霧濃度報(bào)警的目的。 離子室的輸出電平加到檢測(cè)報(bào)警器負(fù)端；比較器正端為 13 腳經(jīng)內(nèi)部電阻分壓得
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