【正文】 } } 23 附錄三 實(shí)物圖 附圖 1 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 。 baojin()。 P3=0xff。//溫度 芯片初始化 P0=0xff。 TR1=1。 ET1=1。 EA=1。//定時(shí)器 0c 初始化 TH1=(655351000)/256。 unsigned char count=0。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。同時(shí)，他還提供給我們專門的各種設(shè)備及場(chǎng)所，使我在調(diào)試過(guò)程中能夠有充足的時(shí)間。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題。 19 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師張艷 老師的熱心指導(dǎo)。 AT89S51 單片機(jī)是低功耗的、具有 4KB 在線 課編程 Flash 存儲(chǔ)器的單片機(jī)，應(yīng)用普遍，工具多，易上手，片源廣，價(jià)格低，編程靈活，控制簡(jiǎn)單，很適合我們所要制作的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器、 MQ2 型半導(dǎo)體電阻式氣體傳感器和 AT89S51 單片機(jī)。 18 總 結(jié) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。當(dāng)測(cè)試酒精且其濃度超過(guò)安全值時(shí)，屏幕上可以顯示器空氣質(zhì)量值馬上超越 100，并發(fā)出急促的聲音以提醒人們注意檢查可燃性氣體泄漏，注意開窗通風(fēng)換氣，且防止在此時(shí)出現(xiàn)明火。 本設(shè)計(jì)僅對(duì)香煙和酒精進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)顯示，該系統(tǒng)對(duì)上述兩種物質(zhì)反應(yīng)靈敏，測(cè)試空間空氣質(zhì)量為顯示值 50 以下，當(dāng)有香煙是顯示值上升至 60 以 上，并發(fā)出緩慢報(bào)警聲音，提示人們開始凈化空氣，此時(shí)空氣不足以給人造成致命傷害。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)該裝置預(yù)熱五至八分鐘即可使其工作在相對(duì)較穩(wěn)定的工作狀態(tài)下。 16 圖 41 主程序流程圖 主程序見附錄 2。并可以在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，在 AT89S51 中，可以同時(shí)設(shè)置 3個(gè)硬件斷點(diǎn)，它是經(jīng)過(guò)串口的傳輸，由芯片中的幾組斷點(diǎn)條件寄存器實(shí)現(xiàn)的 [3]。當(dāng)用戶將源程序 (匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言 )經(jīng)語(yǔ)法檢查無(wú)誤并生成代碼時(shí)，就可以將程序代碼下載到 Flash 芯片中， 而用戶的系統(tǒng)可以是在線狀態(tài)。 AT89S51 單片機(jī)下載程序使用的是 ISP 下載編程軟件。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)報(bào)警按鍵所連接端口信號(hào)判斷按鍵是否按下。 當(dāng)接收到按鍵報(bào)警信號(hào)時(shí)候， LED 燈急速閃爍報(bào)警。 14 當(dāng)接收到易燃?xì)怏w濃度達(dá)到很高值信號(hào)的時(shí)候， LED 急速閃爍報(bào)警。 圖 蜂鳴器電路 流水燈 本設(shè)計(jì)使用了 8 個(gè) LED 燈，當(dāng)單片機(jī)接收到超額溫度信號(hào)或氣體信號(hào)時(shí)，向 P0端口發(fā)送信號(hào)， 8 個(gè) LED 燈輪流閃爍報(bào)警。通過(guò)判斷所接收到的數(shù)據(jù)來(lái)確定是否報(bào)警，所接受到的數(shù)據(jù)主要來(lái)自溫度傳感器、氣體傳感器和按鍵 [5]。 PIN20(Vcc)︰驅(qū)動(dòng)電壓輸入端。 13 PIN10(D GND)︰數(shù)字電壓的接地端。 VREF 為模擬輸入電壓 VIN 的上限值。 PIN8(A GND):模擬電壓的接地端。 PIN PIN7 (VIN(+)、 VIN())：差動(dòng)模擬訊號(hào)的輸入端。 PIN5 ( INTR )：中斷請(qǐng)求。而頻率輸出頻率最大值無(wú)法大于 640KHz，一般可選用外部或內(nèi)部來(lái)提供頻率。 PIN PIN19(CLK IN、 CLKR)：頻率輸入 /輸出。當(dāng) CS、 WR 皆 為低位準(zhǔn) (low)時(shí) ADC0804 做清除的動(dòng)作，系統(tǒng)重置。當(dāng) CS、 RD 皆為低位準(zhǔn) (low)時(shí)， ADC0804 會(huì)將轉(zhuǎn)后的數(shù)字訊號(hào)經(jīng)由 DB7~DB0 輸出至其它處理單元。 12 圖 ADC0804 引腳圖 PIN1(CS)： Chip Select，與 RD、 WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn) (low) 時(shí)會(huì) active。分辨率 8 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 100μs，輸入電壓范圍為 0~5V，增加某些外 部電路后，輸入模擬電壓可為5V。 信號(hào)經(jīng)由 LM324 運(yùn)算放大器放大后進(jìn)入 ADC0803 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊， ADC0804 可以將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再將數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)處理。常見的運(yùn)算放大器中， LM324 價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)比較突出，所以本設(shè)計(jì)中的前置放大電路采用 LM324 作為電路的運(yùn)算放大器。 氣體采集模塊 MQ2 傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要經(jīng)過(guò)前置電路對(duì)其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。由于傳感器一般工作在易燃易爆環(huán)境下，若加熱絲直接與電源相連，當(dāng)加 熱絲局部短路造成器件過(guò)熱或者放電時(shí)，可能引發(fā)事故。 11 MQ2 半導(dǎo)體煙霧傳感器一般要在較高的溫度 (200~450176。再通電工作時(shí)氣敏電阻值達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間，定義為初期穩(wěn)定時(shí)間。 MQ2 型傳感器的初期穩(wěn)定特性：半導(dǎo)體煙霧傳感器在不通電狀態(tài)存放一段時(shí)間后， 再通電時(shí)，器件并不能立即投入正常工作。這就是MQ2 半導(dǎo)體型可燃性煙霧傳感器檢測(cè)可燃煙霧的基本原理 [8]。 10 遇到可燃煙霧（如 CH4 等）時(shí)，原來(lái)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)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢(shì)壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會(huì)引起表面電導(dǎo)率的變化。當(dāng)處于 200~300176。因此，本設(shè)計(jì)采用 MQ2 氣體傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。 MQ2 傳感器介紹 本設(shè)計(jì)中采用的 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w 敏感元件 煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器 ，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。氣體信號(hào)采集電路一般由氣體傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧等氣體信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。在每一次讀溫度之前都必須進(jìn)行復(fù)雜的且精準(zhǔn)時(shí)序的處理，因?yàn)?DS18B20的硬件簡(jiǎn)單結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致軟件的巨大開消，也是盡力減少有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為無(wú)形資產(chǎn)的投入， 是一種較好的節(jié)約之道。第 9 個(gè)字節(jié)為前 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 碼。第 5 個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè)EEPROM 的鏡像。第 2 個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。 DS18B20 共 64 位 ROM。 DS18B20 共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲(chǔ)器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后 8 位是以上 56 的位的 CRC 碼（冗余校驗(yàn)）。 圖 DS18B20 封裝 圖 DS18B20 引腳圖 3.. DS18B20 的使用方法 DS18B20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。F 至 257176。 DS18B20 具有獨(dú)特的單線接口，只需 1 個(gè)接口引腳即可通信；多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化；不需要外部元件；可用數(shù)據(jù)線供電，不需備份電源；測(cè)量范圍從 55℃ 至 +125℃ ，增量值為 ℃ 。信息經(jīng)過(guò)單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20