【正文】 可以用四種傳輸方法使 TLC2543得到全 12位分辯率 ,每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞可以使用12 或 16 個時鐘周期。一個片選脈沖要插到每次轉(zhuǎn)換的開始處 ,或是在轉(zhuǎn)換時序的開始處變化一次后保持為低 ,直到時序結(jié)束。 根據(jù)芯片的規(guī)范和要求，本設(shè)計中 89S52 的 接上 TLC2543 的 I/O CLK 用于在SPI通信中做模擬 CLOCK 用。 TLC2543 的 CS 接在 腳，作為片選使用。 和 分別接上輸入 ADIN 和輸出 DOUT 引腳。 Vcc 借 +5v 電源， GND 接地，各路模擬接通道接數(shù)據(jù)處理后的信號。而 REF+接 +5v 基準電壓， REF因傳感器不同，則有可能接 GND 也可以接 +1v 基準電壓。當使用 TLC2543 這種 12 位 A/D 器件時，每個模擬 IC的電源端必須用一個 F 的陶瓷電容連接到地，用作去耦電容。對模擬器件和數(shù)字器件，電源的地線回路必須分開，以防止數(shù)字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入，產(chǎn)生噪聲電壓，煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 27 從而對模擬信號產(chǎn)生干擾。使用 TLC2543時一定要注意電路板的布線，電路板的布線要確保數(shù)字信號和模擬信號隔開，模擬線和數(shù)字線特別是時鐘信號線不能互相平行總體設(shè)計如圖 所示： 圖 TLC2543的總體設(shè)計 而在基準電壓方面，為了適應(yīng)不同傳感器的要求，利用 經(jīng)過電阻調(diào)節(jié)和分壓，得到 +5v 和 +1v 的基準電壓，如圖 。這樣可以靈活的處理各方面的數(shù)據(jù)而且可以達到基準電壓的穩(wěn)定性，不會收到電源電壓的干擾。 放大器的選擇 生 產(chǎn)與設(shè)計中在許多需要用 A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機系統(tǒng)中，大多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱， 從而 必須通過一個模擬放大器對其進行一定倍數(shù)的放大，才能滿足 A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，在 這樣的 情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。本設(shè)計中涉及到多個傳感器，而且每個傳感器的輸出信號不一，有些是輸出電壓信號，有些是輸出電流信號，所以本設(shè)計中采用不同的方法作為信號處理。 本設(shè)計采用的是 LM358 放大器，僅需高精度 LM358 和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、儀器儀表、 電氣測量等數(shù)字采集的系統(tǒng)煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 28 中。本設(shè)計中差動放大電路結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 LM358 引腳 LM358 內(nèi)部包括有兩個內(nèi)部頻率補償 、 獨立的、高增益的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用， 同時 也適用于雙電源工作模式。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算放大器的場合。 圖 差動放大 器結(jié)構(gòu)圖 推導(dǎo)過程： I=721RVV ii ? Vo=(R8+R7+R8)I = (1+782RR )Vi，則 Avf=1+782RR A1 ∞ A2 ∞ R8 R8 R7 Vo Vi Vi1 Vi2 I 煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 29 DS12887 實時時鐘芯片及其電路 DS12887 實時鐘芯片的特點，可作為 IBM AT 計算機的時鐘和日歷；與 MC146818B和 DS12887 的管腳兼容；在沒有外部電源的情況下可工作 10 年；自帶晶振及電池；可計算到 2100 年 前的秒、分、小時、星期、日期、月、年七種日歷信息并帶閏年補償；用二進制碼或 BCD碼代表日歷和鬧鐘信息；有 12和 24小時兩種制式， 12小時有 AM 和PM 提示；可選夏令時模式；可以應(yīng)用與 NMOTOROLA 和 INTERL 兩種總線；數(shù)據(jù) /地址總線可以復(fù)用；內(nèi)建 128字節(jié) RAM（ 14字節(jié)時鐘控制寄存器， 114 字節(jié)通用 RAM）；可編程方波輸出；總線兼容中斷（ /IRQ）；三種可編程中斷。其引腳如圖 所示。 圖 DS12887引腳 AD0AD7 是雙向地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線； NC 是空腳； MOT 總線類型選擇，接地或不接時，選擇 INTEL 總線時序，接 Vcc 是選用 MOTOROLA 總線時序； CS 是片選，當 Vcc 低于 時， DS12887 從內(nèi)部禁止對外部 CS 的操作，此時時鐘和 RAM 都被保護起來； AS是地址鎖存 ALE； R/W 在 INTERL 總線下做 /WR， DS在 INTEL 總線下做 /RD； RESET 是復(fù)位信號，系統(tǒng)上電復(fù)位腳要保持低電平 200MS 以上才可以正常工作； IRQ是中斷請求輸出，有中斷請求為低電位，無就為高電位，外接必須接上拉電阻； SQW 是方波輸出；當 Vcc低于 是沒有任何作用； VC 為 +5V 電源， GND 是電源地。 煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 30 圖 DS12887與 89S52的連接 本設(shè)計中 DS12887 的 D0 到 D7 引腳接 89S52 的 P0口作為數(shù)據(jù)和地址的傳送通道。片選 CE 由單片機的 控制信號。因為要涉及到外部存儲設(shè)備的寫入和讀取，所以DS12887 的 RD 和 WR 兩個引腳，直接接 89S52 的 RD 和 WR 兩個引腳，可以實現(xiàn)外部存儲的通信控制。而 AS 引腳自然接到單片機的 ALE 引腳。要使得 DS12887 可以正常的工 作，就必須使得 RESET 置于低電位 200ms 以上，所以在 VCC 之間連接一個電阻并在 GND 之間連接一個電容，這樣就可以使得充電時間保持有 200MS 以上的低電位，并且正常工作接上電源 VCC。其余引腳在本設(shè)計中均沒有涉及到，所以給于置空處理。 排氣扇控制系統(tǒng)與切斷閥 （ 1）繼電器選擇 繼電器是電氣控制中常用的控制器件。 實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“ 自動開關(guān) ” 。 一般由通電線圈和觸點構(gòu)成。當線圈通電時，由于磁場的作用，使開關(guān)觸點閉合（或打開）。當線圈不通電 時，則開關(guān)觸點斷開（或閉合）。一般線圈可以用直流低電壓控制；而觸點輸出部分可以直接與 220V 連接；有時繼電器也可以與低電器配合使用。 繼電器一般分為： 1. 電磁繼電器 2. 熱敏干簧繼電器 3. 固態(tài)繼電器（ SSR）等 煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 31 本次設(shè)計采用固態(tài)繼電器 ， 下面對固態(tài)繼電器作一下詳細介紹： 固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實現(xiàn)輸入輸出的電隔離。 固態(tài)繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓 器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。 （ SSR）是一種全電子電路組合的元件，它依靠半導(dǎo)體器件和電子元件的電磁和光特性來完成其隔離和繼電切換功能。固態(tài)繼電器與傳統(tǒng)的電磁繼電器相比， 不同之處 是一種沒有機械，不含運動零部件的繼電器，但具有與電磁繼電器本質(zhì)上相同的功能。 ： 按工作性質(zhì)分有直流輸入 交流輸出型，直流輸入 直流輸出型，交流輸入 交流輸出型，交流輸入 直流輸出型，按安裝方式有裝置式，線路板安裝型。按元件分有普通型和增強型。 ： 多數(shù)產(chǎn)品具有零 電壓導(dǎo)通，零電流關(guān)斷，與邏輯電路兼容（ TTL、 DTL、 HTL）切換速度快、無噪音、耐腐蝕、壽命長、體積小、抗干擾，能以微小的控制信號直接驅(qū)動大電流負載等。 ： 由于固態(tài)繼電器的內(nèi)在特點，自問世以來以進入電磁繼電器的大多數(shù)領(lǐng)域，在少數(shù)領(lǐng)域以完全取而代之。 ，固態(tài)繼電器不是直接接溫度控制器，溫控器僅是一個傳感元件，相應(yīng)的還得有電源和其它輔助電路。 雖然繼電器本身有一定的隔離作用，這里還是采用光電隔離器進行隔離。 （ 2）光電隔離器的選擇 光電隔離器也稱為光耦合器， 光耦合器 以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 32 多、用途最廣的光電器件之一。 在開關(guān)量控制中，最常用的器件是光電隔離器。光電隔離器的種類繁多，常用的有發(fā)光二極管 /光敏三極管，發(fā)光二極管 /光敏復(fù)合晶體管，以及發(fā)光二極管 /光觸可控硅等。 光電隔離器有 GaAs 紅外線二極管和光敏三極管組成。當發(fā)光二極管正向電流通過時，即產(chǎn)生人眼看不見的紅外光，其光譜范圍為 700nm— 1000nm。光敏三極管接收光照以后便導(dǎo)通。而當該電流撤去時，發(fā)光二極管熄滅，三極管 隨即截止。利用這種特性即可達到開關(guān)控制的目的。由于該器件是通過電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)對輸出設(shè)備進行控制的，彼此之間沒有電器連接，因而起到隔離作用 ,電信號傳輸具有單向性特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力 。隔離電壓與光電隔離的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。雙列直插式塑料封裝形式的隔離電壓一般為 2500v 左右；陶瓷封裝形式的隔離電壓一般為 5000— 10000v。不同型號的光電隔離器輸入電流也不同，一般為 10mA 左右。其輸出電流的大小將決定控制輸出外設(shè)的能力一般為 10mA 左右。其輸出電流的大小將決定控制輸出外設(shè)的能力。 煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 33 設(shè)計心得 社會在進步，知識不斷的源至于生活，且不斷的改變生活，當今社會煤氣已經(jīng)走進了人們的生活，人們開始使用煤氣來方便自己的生活，但是煤氣引發(fā)的煤氣中毒事件日益增加，人們的生活在一定程度上得到了方便，但是生命財產(chǎn)安全也不應(yīng)該忽視。這次畢業(yè)論文設(shè)計，讓我學(xué)習到了很多，一方面提高了思考能力與自我的動手能力，培養(yǎng)了自己嚴謹認真、注重實踐的科學(xué)態(tài)度，鍛煉了自己從失敗中總結(jié)教訓(xùn)，積累經(jīng)驗的科學(xué)心態(tài)。另一方面這次畢業(yè)論文設(shè)計讓我發(fā)現(xiàn)了 在做學(xué)習、工作中自己的許多不足，更深的認識到了知識的重要性，體會出只有不斷的充實自己，不斷的挑戰(zhàn)自己，才能在今后的工作生活中獲得更多的收獲。 這個煤氣報警器的設(shè)計主要是運用到單片機，是結(jié)合了計算機、工控、機械、傳感器檢測等相關(guān)學(xué)科的技術(shù)而實現(xiàn)。在智能控制方面，采用了單片機 AT89C52 作為系統(tǒng)控制核心，最大限度的將其具備的資源應(yīng)用到設(shè)計中，既體現(xiàn)了單片機小系統(tǒng)的應(yīng)用的靈活性，又實現(xiàn)功能多樣的智能控制。由于采用了單片機技術(shù)為主導(dǎo)的智能化管理，通過和執(zhí)行機構(gòu)組成的二級監(jiān)控體系，可實現(xiàn)對煤氣濃度的動態(tài)監(jiān)控，通過誤 差自動校正功能提高了系統(tǒng)的測量精度，運行穩(wěn)定可靠，而且靈敏度高，具有非常重要的市場應(yīng)用價值。在實際使用中，不同的應(yīng)用場合有著不同的報警濃度下限。因此，為了提高系統(tǒng)的靈敏度和準確度，考慮到有毒氣體傳感器受到溫度、環(huán)境和電源電壓等因素的影響，開始報警濃度也應(yīng)有一定的變化范圍。出廠前按標準條件調(diào)整好，以確保環(huán)境條件變化時，也不致發(fā)生誤報和漏報。此外，也可根據(jù)實際應(yīng)用的情況對本系統(tǒng)進行改造，以滿足不同的應(yīng)用需求。 在大學(xué)四年的學(xué)習和課題研究期間，老師們給予我許多悉心的指導(dǎo)和幫助，教給我知識和為人處世的道理。尤其是這 次畢業(yè)論文設(shè)計，在這里非常感謝成天樂老師在設(shè)計中給我的建議、支持和幫助，非常感謝成天樂老師在我寫論文期間對我的引導(dǎo)和啟發(fā)。在整個論文的選題、理論研究、需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計的過程中，自始至終得到了導(dǎo)師成天樂老師的悉心指導(dǎo)和深切關(guān)懷。感謝導(dǎo)師成天樂老師對我論文不厭其煩的精心修改，多次耐心地審閱了論文全稿，提出了許多寶貴的意見。還有一只在身邊支持的我組員和同學(xué)，在我遇到問題時，他們都盡心為我解答，如果遇到我們都不熟悉的問煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 34 題，他們都和我一起動手解決。由于老師的支持和同學(xué)的各方配合使我的課題能順利的完成。 煤 氣報警器是一個很好的“安全閥”。我認為煤氣報警器的使用價值是很大的，并且它能給人們帶來很大的利益，減少財產(chǎn)損失。煤氣報警器的開發(fā)市場是很廣的。 有關(guān)于更智能化、更安全化、更簡潔化的報警器的設(shè)計有待于隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到更進一步的發(fā)展，創(chuàng)新出更加適合人類生存生活需要的設(shè)備。 煤氣報警器的畢業(yè)論文設(shè)計 35 參考文獻： [1]李華 .MCS 一 51 系列單片機實用接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社 . 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