【正文】 //AD 使能，啟動 AD,ADC 自動觸發(fā)使能， ADC中斷使能，預(yù)分頻選擇 64 } 。 //選通 A/D 通道 0 ACSR=0x80。 ADCSRA=0x00。 開 始結(jié) 束AD初 始 化讀 取 AD值數(shù) 據(jù) 比 較是否聲 光 報(bào) 警 m=ADCH。 } pragma interrupt_handler adc_isr:15 //ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束 // void adc_isr(void) {int n,m。 //模擬比較器禁用 ADCSRA=0xEE。 //禁用 adc ADMUX=0x40。 其原理流程 如 下 圖 45所示。 return ()。i++) [0]=ds1820_read()。 //讀取轉(zhuǎn)換后溫度值 //for (i=0。 ds1820_write(0xcc)。 do i=ds1820_ack()。 //跳過 Rom ds1820_write(0x44)。 while(i==0x01)。 }temp。 union{ uchar c[2]。 圖 43 寫“ 0”寫“ 1”電平時(shí)序圖 流程圖如圖 44所示。 圖 41 DS18B20的讀 /寫時(shí)序圖 單片機(jī) 時(shí)刻發(fā)送一 個(gè) 復(fù)位脈沖 (最短 的是 480us 的低電平信號 )接著在 時(shí)間后 釋放總線 ， 并 且 接收狀態(tài) 嚇得 DSl8B20 傳感器 在檢測到 單總線有 上升沿 后 ， 等待 大約 1560us 接著 DS18B20 在 時(shí)間 發(fā)出存在脈沖 (低電平 大約 持續(xù) 60240us)如 下 圖 42 所示 。貯存在 EEPROM 內(nèi)的觸發(fā)器值用于報(bào)警。報(bào)警的條件定義為溫度高于 TH 或低于 TL。 (e)Alarm ROM（報(bào)警搜索） [ECH] 此命令的流程與搜索 ROM 命令相同。 (d)Search ROM（“探索 ” ROM） [F0H] 當(dāng)模塊 工作時(shí)， 主機(jī) 可能 會不清楚 單 總線上的元 件 的 個(gè)數(shù)或 其 ROM 編碼。 （ c） Skip ROM（“跳過” ROM） [CCH] 在單總線系統(tǒng)中，此指令允許主機(jī)不必 提供 64 位 ROM編碼而 就訪問存儲器操作來節(jié)省時(shí)間。其他 與 64 位 ROM 序列完全不符的芯片將 會 等 待復(fù)位脈沖。 （ b） Match ROM(“ 符合 ” ROM)[55H] Match ROM 指令。這個(gè)指 令只能在 單總線上 有一個(gè) 傳感器的情況下使用。所有 ROM 操作指令都為 8 位長。初始化包含總線主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖，接著由其他元 件送出 的 存在脈沖。 根據(jù) DS18B20 傳感器結(jié)構(gòu)和 功能， 可以 做 出以 下設(shè)計(jì)： DS18B20 傳感器為單線輸出， 在單片 機(jī) 使用 讀 /寫時(shí)序 來讀 /寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位 ，或取其數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的溫度值，當(dāng)被測溫度值大于預(yù)設(shè) 溫度值時(shí)，輸出報(bào)警信號，反之， 則 繼續(xù)檢測 環(huán)境溫度 。下面就介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 圖 311 直流 5V電源電路 LEDR1VCC104C2104C1+5VVin VoutGNDLM78055VS1 4 軟件功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 上面 一節(jié)完成了硬件的設(shè)計(jì)，要想要系統(tǒng)工作還要完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 電路中 的 電容 C C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾， 下 圖 311中的二極管是作為 保護(hù)二 極管 使用的，一旦輸出電壓低于需要 的穩(wěn) 定電壓值時(shí)，此二極管導(dǎo)通，保護(hù)穩(wěn)壓器輸出端 不被損壞。直流 5V 電源電路如 下 圖 311 所示。 為了 很好的滿足系統(tǒng)電源需求，采用穩(wěn)壓電源供電。兩者同時(shí)工作就是聲光報(bào)警。 圖 39光報(bào)警原理圖 圖 310 聲音報(bào)警原理圖 通過圖 39 可知剛 輸出是低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，常開觸頭吸合發(fā)光二極管得電，從而產(chǎn)生光報(bào)警。下圖39是光報(bào)警原理圖，圖 310是聲報(bào)警原理圖。 上面兩節(jié)介紹了火災(zāi)檢測模塊和顯示模塊。為了實(shí)現(xiàn) 它們數(shù)據(jù) 之間 的讀寫功能。硬件接線圖如上圖 38所示： 上圖是 LCD1602與單片機(jī)的接口原理圖。 圖 38 LCD液晶顯示屏與單片機(jī)接口硬件連接圖 LCD1602的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通 過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。高電平表示有效，低電平則無效 ； （ d） 指令 4：顯示開關(guān)控制。 （ 3） 控制指 令 LCD1602內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令，如 下表 34所示： 表 34 控制命令表 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清 除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 LCD1602的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。 RW為高電平時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行 讀操作 ； RW為 低電平時(shí) ，系統(tǒng)執(zhí)行 寫操作。 1 1602LCD 液晶顯示屏 （ 1） LCD1602 主要技術(shù)參數(shù) ： （ a） 顯示容量為 16 2個(gè)字符； （ b） 芯片工作電壓為 ～ ； （ c） 工作電流為 （ ）； （ d） 模塊最佳工作電壓為 ； （ e） 字符尺寸為 （ W H） mm。在考慮顯示模塊時(shí)，一般 常用的是數(shù)碼管顯示和液晶顯示兩種方案，鑒于本設(shè)計(jì)顯示內(nèi)容比較 多，數(shù)碼管很難實(shí)現(xiàn)要顯示的內(nèi)容 ， 同時(shí)為了美觀的考慮，故 本設(shè)計(jì)選擇了液晶顯示器。下 圖 37為 ADC0832 時(shí)序圖。隨后輸出 8位數(shù)據(jù)，到第 19個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。直到最后一個(gè) 脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) D0， 一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。 到第 3個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之后 DI 端的輸入電平將沒有輸入作用，這以 后 DO/DI端就能 利用數(shù)據(jù)輸出 DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換 所需 數(shù)據(jù)的 直接讀取。當(dāng)配置 2位數(shù)據(jù)為 0、 0時(shí)， CH0將是 正輸入端 IN+， CH1是 負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。 表 33 ADC0832配置位 輸入形式 配置位 選擇通道 CH0 CH1 CHO CH1 差分輸入 0 0 + 0 1 + 單端輸入 1 0 + 1 1 + 如表 33所示，當(dāng)配置位 2位數(shù)據(jù)為 0時(shí)，只對 CH0 進(jìn)行 單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)首個(gè) 時(shí)鐘脈沖 未 到來之前 DI端 是高電平，表示啟動位。當(dāng)需要A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS端輸入的是低電平并同時(shí)保持到轉(zhuǎn)換結(jié)束。然而 由于 DO端與 DI端在通信時(shí)不能 同時(shí)有效 ，并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以設(shè)計(jì)時(shí) 將 DO端 和 DI端 聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 圖 36 ADC0832的端口引腳圖 各引腳說明如下： CS—— 片選端，低電平有效； CH0， CH1—— 模擬數(shù)據(jù)輸入端； DI—— 兩路模擬輸入端口選擇輸入端； DO—— 模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端； CLK—— 串行時(shí)鐘信號輸入端 ； Vcc/REF—— 電源正極輸入端； GND—— 電源 接 地 端 。 其主要特點(diǎn)如下： （ a） 8位分辨率，逐次逼近型，基準(zhǔn)電壓為 5V； （ b） 輸入模擬信號電壓范圍為 0～ 5V； （ c） 輸入和輸出電平與 CMOSTTL 和 TTL相 兼容； （ d） 在時(shí)鐘頻 率 250KHZ 時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間 僅 為 32us； (e)具有兩個(gè)可供選擇的模擬輸入通道； (f)功耗低， 其最低功率只有 15 mW 。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件連接和處理器控制變得更加方便。 ADC0832 為 8位分辨率 A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨 率 可達(dá) 256級，可 適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。下面介紹一下 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0832。由于 MQ2測量的是模擬量，而 AT89S52 單片機(jī)無法直接讀取模擬量，因而需要把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 (3)MQ2型傳感器的特性參數(shù) (a)回路電壓： (Vc) 524V (b)取樣電阻： (RL) (c)加熱電壓： (VH)5177。 當(dāng)加熱絲 發(fā)生 斷路時(shí)，由于熱惰性 的 緣故，煙霧傳感器的氣敏特性并 不會不立馬消失，但是 檢測 結(jié)果會出現(xiàn)很 大的誤差。 ，加熱電阻為 31177。由于 煙霧傳感器大都工作在惡劣易燃易爆環(huán)境里，要想正常安全的工作，建議 使用 煙霧傳感器廠商規(guī)定的 加熱 工作電壓。一般狀況下，不工作時(shí)間越長，初期穩(wěn)定時(shí)間隨之越長，當(dāng)不 通電存放半個(gè)月 時(shí)，初期穩(wěn)定時(shí)間一般需要 大約 5分鐘 。 因?yàn)?MQ2煙霧傳感器 不通電時(shí)，其中的二氧化錫 會吸附 附近 的水蒸氣， 當(dāng) 要再次通電時(shí)需要預(yù)熱一段時(shí)間 ， 讓吸附在二氧化錫上的水蒸氣蒸發(fā)干，這時(shí)氣敏電阻才可 正常工作。 (b)初期穩(wěn)定特性 當(dāng)煙霧傳感器模塊長時(shí)間不通電工作時(shí)，如果想要在用此模塊 ， 開始通電時(shí)，模塊不能正常工作。 雖然對于不同的煙霧，器件靈敏度特性 K的值也會各有差異，但是它們都遵循同一規(guī)律， log RS = m logC + n (32) (32)式中， m 為器件相對煙霧濃度變化的敏感性，又稱煙霧分離能，對于 煙霧， m 值為 1/2~1/3； C為檢測煙霧的濃度。 (2)MQ2型傳感器的基本特性 (a)靈敏度特性 煙霧傳感器在最佳工作條件下，接觸同一種煙霧，其電阻值 RS 隨氣 濃度變化的特性稱之為靈敏度特性，用 K表示。 (d)電路設(shè)計(jì)電壓范圍寬， 24V 以下均可；加熱電壓 5177。初始穩(wěn)定， 響應(yīng)時(shí)間短，長時(shí)間工作性能好。 圖 33 MQ2型傳 感器的結(jié)構(gòu)圖 圖 34 MQ2型傳感器的外觀圖 MQ2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo) (1)MQ2型傳感器的一般特點(diǎn) (a)MQ2 型傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對烷類煙霧更為敏感。這就是 MQ2 型 可 燃性煙霧傳感器檢測可燃煙霧的基本原理。 遇到可燃煙霧（如 CH4 等）時(shí)，原來吸附的氧脫附，而由可燃煙霧以正離子狀態(tài)吸附在二氧化錫半導(dǎo)體表面；氧脫附放出電子，煙霧以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使二氧化錫半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。當(dāng)它與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就引起表面電導(dǎo)率的變 動。當(dāng)他加熱到 200~300176。 C H CO、乙醇 晶體管特性 150176。 C 700176。 表 32半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類 類型 所利用的特性 工作溫度 代表性被檢測氣體 電阻型 電阻 表面電阻控制器 300～ 450176。 表 32 半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類 所利用的特性工作溫度表面電阻控制器300~450176。 N 型在檢測時(shí)阻值隨煙霧濃度的增大而減??； P 型阻值隨煙霧濃度的增大而增大。按敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。 在進(jìn)行 DS18B20溫度傳感器硬件焊接 和軟件 程序編寫時(shí)時(shí)一定要高度的 重視。所以 ，在用 DS18B20 設(shè)計(jì)遠(yuǎn)距離測溫模塊時(shí)， 要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。當(dāng)總線 改為 帶屏蔽 雙絞線時(shí)， 在 150米內(nèi)的范圍內(nèi)可以正常通訊， 當(dāng)采用更為復(fù)雜的雙絞線 時(shí)，正常通訊距離 會更進(jìn)一步延長。 （ 3）連接 DS18