【正文】 但未實現 液晶顯示、遠程報警等 擴展 功能， 有待進一步完善。 焊接時，所有外圍元件盡可能靠近 LM386；地線盡可能粗一些；輸入音頻信號通路盡可 能平行走線，輸出亦如此。 語音報警中的退耦電容可以改變音質。因此，本論文 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 19 頁 共 39 頁 中的可燃性報警器滿足檢測要求。 經實驗的標定，分段線性化誤差數據如表 所示： 表 分段線性化誤差數據 濃度（ %LEL） 濃度誤差 濃度（ %LEL） 濃度誤差 0 0 50 5 5 3 55 3 10 1 60 0 15 4 65 2 20 3 70 3 25 1 75 5 30 5 80 2 35 3 85 4 40 2 90 3 45 5 95 5 經計算煙霧濃度與實際濃度之間的誤差為 %，在所規(guī)定誤差范圍 177。 表 實際煙霧與送入單片機的電壓值對應數據 濃度（ %） 電壓（ V） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 從該表中可以看出，電壓值與煙霧濃度之間是非線性關系，為了實時顯示氣體濃度，需要對其進行線性化處理，使顯示的煙霧濃度與實際誤差在 177。 因為家用煤氣中主要成分為甲烷，所以本實驗在煙霧標定時，選用甲烷煙霧。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 39 頁 煙霧檢測電路的調試 煙霧檢測 電路主要通過調試可變電阻 ，可以調節(jié)煙霧傳感器的靈敏度，以獲得滿意的煙霧濃度風扇啟動點。檢測是否有振蕩波產生。 (4)用萬用表檢測復位電路，通過復位按鍵，檢測 9 引腳的電壓是否會變化，如果 按鍵沒有按下，電壓為 0V，按鍵按下后，電壓立刻變?yōu)?5V，之后很快的降為 0 V，則表示復位電路正常。 目的是確保使用了片內存儲器。 圖 實物圖 系統(tǒng)調試 單片機最小系統(tǒng)電路的調試 單 片機最小系統(tǒng)電路的調試需要從以下幾個方面進行： (1)用萬用表檢測電源是否接通， 檢測 VCC(40 腳 )和 GND(20 腳 )之間是否有 5V 電壓 。根據本設計 的實際情況，就要先焊電阻、插槽、晶振、瓷片電容、電解電容，最后 焊接煙霧傳感器 和喇叭 。 如果經檢測沒有問題 可以工作 ，就 可以在焊接板上 開始對 元器件進行焊接。 硬件制作 在 Proteus 軟件 中 仿真無誤后就可以進行安裝、焊接元器件。 (4) 仿真運行，“ debug” —“ execute”。 (2) 在元器件庫中選擇需要的元器件，再擺放好元器件，設定好參數，最后連接電路圖。 （由于語音芯片、煙霧傳感器以及 風扇 等元器件 在 Proteus 元器件庫中沒有 收錄 ，此次仿真過程中用電位器表示煙霧傳感器，用蜂鳴器表示語音報警，用發(fā)光二極管代表風扇。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和MPLAB 等多種 編 譯器 。 Proteus 是世界上著 名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現 了從概念到產品的完整設計。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件 ， 它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 Progisp 程序下載界面如圖 。 開始編譯了， projectbuild target 或者按 F7 或者看到上面圖標（一個圖標有兩個方向向下的箭頭） 編譯的時候，你會發(fā)現最前面編譯結果 0 Errors 就表示程序沒有錯誤。生成 HEX 文件。 加載程序， 把我們編寫的 c 文件加載進入看到左邊 source group1，點擊右鍵，選擇倒數第四項 “add files....”進入 add 框，選擇你剛才保存的 文件，然后 add 看到左邊 source group1下面是不是加載上 了 。然后保存這個文件 filesave 彈出框 save as 填寫你要保存的文件名。彈出一個框，選擇 “否 ”。 為了便于集中管理建議新建一個文件夾（上面第二個圖標）。 圖 程序編譯及調試 界面 編譯及調試具體的步驟首先 打開 Keil uVision。jidianqi=0。 jidianqi=1。 yuyin=0。 } void main() //主函數 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 39 頁 { yanwu=1。y0。x0。 void delay1(uint z) //延時子程序 1ms { uint x,y。 sbit yuyin=P1^1。 根據整體軟件流程圖用 C 語言編寫程序。程序初始化結束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 13 頁 共 39 頁 4． 系統(tǒng)軟件設計 程序流程圖如 圖 所示。 二極管 D2 的作用是保護繼電器。 三極管是處于飽和導通還是處于截止斷開，則由其基極 B 控制。 繼電器中開關動作受三極管控制， 當三極管處于飽和導通狀態(tài)時，集電極電流驅動繼電器動作，開關閉合， 電機 回路導通， 電機 開始工作 。 自動排氣電路 主要包括 5V 繼電器和排氣扇。減小該電容值，可使噪聲能量沖擊的幅度變小、寬度變窄； 故 選用10uF/。此電容 可 以有 隔直 （ 隔斷直流電壓 ） 和 耦合 （ 耦合音頻的交流信號 ） 。 芯片 穩(wěn)定 工作后， BYPASS 的 電壓值約 為 VCC 的一半 ，改變 BYPASS 外接 電容 的 容值 大小 ， 可以 有效抑制噪聲。 “+” 、 “ － ” 輸出端可以很好地抵消共模信號，有效抑制共模噪聲。通過接在 1 管 腳 和 8 管 腳間 接電解 電容（ 1 腳接電容 +極）來改變增 益，斷開時增益為 20。 LM386 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在5V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗 為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場合。LM386 是美國國家半導體公司生產的 音頻功率放大器 ，是一種音頻集成 功放 ，具有自身功耗低、更 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 11 頁 共 39 頁 新內鏈增益可調整、電源 電 壓范圍大、外接元件少 及 總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器 。 音頻放大 電路 音頻放大電路 主要有音頻放大 芯片 和相關元器件構成。沿觸發(fā)放音，按 S2(PE)鍵一下即將全段放音，除非斷電或放音結束，否則不停止放音；電平觸發(fā)放音，按住 S3(PL)鍵時即放音，松開按鍵即停止。 圖 中的三個按鍵 S S S3 分別是錄音鍵、 邊 沿觸發(fā)放音、電平觸發(fā)放音。 直通模式 (FT)： 此端允許接在 MIC 輸入端的外部語音信號經過芯片內部的 AGC 電路、濾波器和喇叭驅動器 后 直接到達喇叭輸出端。 SP+和 SP之間通過內部的 50KΩ的電阻連接，不放音時為懸空狀態(tài)。 喇叭輸出 (SP+， SP)：輸出端可以直接驅動 8Ω以上的喇叭。 自動增益控制 (AGC)： AGC 動態(tài)調整前置增益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化范圍 很大的音量 (從耳語到喧囂聲 )時失真都能保持最小。 話筒參考 (MIC REF)：此端是前置放大器的反向輸入。外接話筒應通過串聯電容耦合到此端。 話筒輸入 (MIC)：此端連至片內前置放大器。此外，放音遇到 EOM 標志時，此端輸出一個低電平脈沖。持續(xù)至此端回到低電平 ， 或遇到 EOM標志，或內存結束 ， 放音結束后自動進入節(jié)電狀態(tài)。放音后，可 自動 釋放 PLAYE。 邊沿觸發(fā)放音 (PLAYE)： 當 此 管腳有一個 上升沿時， 可以驅動 芯片開始 進行 放音。 直到 REC 變低或 芯片 內存錄滿后，錄音 結束，芯片自動寫入一個信息結束標志 (EOM)，以后的 放音 操作 當遇到 結束標志 (EOM)就會 停止 ， 芯 片 進入節(jié)電狀態(tài)。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 10 頁 共 39 頁 錄音 (REC)： REC 高電平有效， 不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音 的狀態(tài) 只要 REC 變 為 高電平 ，芯片 就 開始錄音。 地線 (Vssa， Vssd)： Vssa 是 芯片內部的模擬 電路的 地線 匯接引腳。電源線的匯 合 這樣 接法會 使得噪聲 的影響減少到 最小。 語音芯片 ISD1820PY 管 腳功能為： 電源 (VCC)：芯片內部的 有兩路電路分別是： 模擬 電路 和數字電路 。 語音報警電路 中采用的語音芯片為ISD1820PY。 語音報警電路主要 由語音錄放音電路和 音 頻 放大電路 組成。 一個完整的煙霧傳感器都必須具備： (a)能夠檢測某種單一煙霧，而對共存的其它煙霧不響應或低響應； (b)對被測煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內的煙霧濃度； (c)對檢測信號響應速度快，重復性好； (d)長期工作穩(wěn)定性好，制造成本低，使用與維護方便等條件。 煙霧傳感器是氣 電變換器 ， 它屬于氣敏傳感器，它將空氣中煙霧或 可燃性氣體 的含量 (即濃度 )轉化成 對應的 電壓或者電流信號， 傳感器作為煙霧 報警器的信號采集部分，是 整個系統(tǒng) 的核心組成部分之一。一般情況下， 傳感器輸出的信號 會比較弱，而且其中還包括了一些避免不了的 干擾，對這種信號的放大就需要有很好的共模抑制比以及高增益、低 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 9 頁 共 39 頁 噪聲和高輸入阻抗 的 放大電路 。 主要由煙霧傳感器 MQ2 和相關元器件構成。 (7)適宜于煙霧、液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣等的探測 。 (5)快速的響應恢復特性。 (2)雙路信號輸出（模擬量輸出及 TTL 電平輸出） (3)TTL 輸出有效信號為低電平。根據這一變化，可以從阻值的變化得出吸附氣 體的種類和濃度 。它是利用氣體在半導體表面的氧化和還原反應導致敏感元件阻值變化。本設計 選用 的 MQ2 型氣體傳感器，這種型號的傳感器的特點是靈敏度高、響應快、抗干擾能力強、壽命長、價格低廉等優(yōu)點。 此次 使用的 氣敏式煙霧傳感器 選擇 的具體型號為 MQ2。 當氣體中可燃氣體的濃度減少或 可燃性氣體不存在了，半導體氣敏元件 中 金屬氧化物半導體 就能 恢復氧的負離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。 當溫度在 200～ 300℃ 時 半導體氣敏元件 讓 空氣中的氧 吸 附 在元件表面 ， 當氧負離子吸附在 半導體氣敏元件 表面可以 形成氧 負離子吸附， 氧負離子的減少就會 使半導體中的電子密度減少， 從而 使其電阻值增加。 半導體氣敏元件有 N 型和 P 型之分。 （ 3） 氣敏式煙霧傳感器 ： 該 煙霧傳感 器 是一種檢測特定氣體的傳感器。 （ 1） 離子式煙霧 傳感器 ： 離子式煙霧傳感器是一種 先進 的 技術， 是一種 工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各 種 消防報警系統(tǒng)中， 它的 性能遠優(yōu)于 由光電式煙霧傳感器構成 的火災報警器。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率， 晶體 選擇 ；電容 C C3 的值則有微調作用，通常取 30pF 左右的瓷片電容。本文就采用內部時鐘方式。在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。 R1 的作用在于限制按鍵按下瞬間電容 C1 的放電電流，避免產生火花，以保護按鍵觸電 。當電容 C1 放電結束后， RST 端的電位由 R1 與 R2 分壓比決定。增加手動復位按鍵是為了避免死機時無法可靠復位。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。 89 系列單片機的復位信號是從 RST 引腳輸入到 芯片 內的施密特 觸發(fā)器 中的。 特別注意： 31 腳 (/EA/Vpp)是選擇片內外存儲器的引腳 ，當 /EA/Vpp 接高電平時，單片機在復位 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 7 頁 共 39 頁 后從內部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行；當 /EA/Vpp 接低電平時，復位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行。 在 空閑模式下， 單片機的 CPU 就會停止 工