【正文】 我相信我可以走好人生的每一步，每一步都很 精彩。如果沒有他們的付出，我是無法完成多年的求學(xué)歷程的。在整個(gè) 學(xué)年論文 中我懂得了許多東西，培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 致 謝 在此要感謝 我的指導(dǎo)老師 吳大中 對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。 第三部分通過硬件和軟件兩方面進(jìn)行調(diào)試中，根據(jù)單片機(jī)連接電路，由 LED和蜂鳴器來顯示報(bào)警電路。硬件方面以 AT89C51 芯片為中心， 設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。因?yàn)楸疚挠玫揭恍﹩纹瑱C(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，所以在第一章中還較詳細(xì)地介紹MCS51 單片機(jī) 的結(jié)構(gòu)與原理以及 MCS51單片機(jī)延時(shí)系統(tǒng)，這些為論文的進(jìn)一步深入作鋪墊。將程序的機(jī)器碼灌入 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)，通電，按步執(zhí)行，看是否能實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。 Keil Monitor51 Driver，進(jìn)入 Target 設(shè)置，選擇串行口，波特率選擇 38400。編譯 項(xiàng) 目并生成可編程 PROM 的 HEX 文件。圖 42 所示 ： 圖 42 添加 源文件 增加并設(shè)置選擇的器件的啟動(dòng)代碼。具體步驟如下： 啟動(dòng) uVision2，新建一個(gè) 項(xiàng) 目文件并從器件庫(kù)中選擇一個(gè)器件。 （ 2）原理正確性確認(rèn) 關(guān)于這個(gè)問題，不同的電路有不同的工作原理，因此，必須針對(duì)具體電路進(jìn)行具體分析。最后電阻穩(wěn)定的一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢茫ㄒ话銥閹浊W姆），即可排除系統(tǒng)短路現(xiàn)象。 （ 1）短路檢測(cè) 系統(tǒng)電路焊接完成后，必須進(jìn)行短路檢測(cè)。 第一步：斷電調(diào)試 為安全起見，首先必須進(jìn)行斷電調(diào)試。對(duì)沒有把握的電路可以通過實(shí)驗(yàn)板上直接焊接實(shí)際電路來進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。 MCS— 51 系列單片機(jī)復(fù)位后，特殊功能寄存器 IE， IP 的內(nèi)容均為 00H。所以，編程時(shí)應(yīng)在 0000H 處寫一跳轉(zhuǎn)指令。 圖 211 報(bào)警控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)原理圖 第三章 軟件程序設(shè)計(jì) 3. 1 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 主程 序的內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。 端口接繼電器常開觸點(diǎn)，正端接＋５Ｖ電壓，與常閉觸點(diǎn)接一安全警示綠燈，正常情況下，綠燈發(fā)光，代表煙霧濃度在正常范圍之內(nèi)，說明環(huán)境是良好的；當(dāng)環(huán)境周圍煙霧濃度升高，經(jīng)檢測(cè)濃度達(dá)到 500ppm時(shí)，傳感器 電阻急劇降低，同時(shí)電位器兩端電壓迅速升高，繼電器線圈得電，并觸動(dòng)常開開關(guān)吸合，常閉按鈕斷開，斷開同時(shí)綠燈熄滅。當(dāng) =0 時(shí)， VT1 導(dǎo)通時(shí)，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間獲得將近 5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴音。 蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口 相連 ： VT1 的基極接到單片機(jī) P0 口的 引腳， 引腳作為輸出口使用。壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，并設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)及控制電路。 阻容器件 的參考值為， R1=200Ω， R2=1KΩ， C3=22uF。 單片機(jī)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手工復(fù)位兩種。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為 2 個(gè)機(jī)器周期以上。 C122PC222PB112 M H ZP 3. 2( IN T 0)6P 3. 3( IN T 1)7P 3. 0( R X D )2P 3. 1( T X D )3P 3. 4( T 0)8P 3. 5( T 1)9R S T1X T A L 24X T A L 15P 3. 711P 1. 012P 1. 113P 1. 214P 1. 315P 1. 416P 1. 517P 1. 618P 1. 719U189 C 20 51 圖 29 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 2. 5. 2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 如圖 210 所示 。10pF；石英晶體選擇 6MHZ 或 12MHZ 都可以 。 電路中的器件選擇可以通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)。單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。如下圖示 ： 圖 28 繼電器電路圖 繼電器電路中一般都要在繼電器的線圈兩頭加個(gè)二極管以吸收繼電器線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的反電勢(shì)。 此設(shè)計(jì)系統(tǒng)的傳感器輸出裝置接 +5V 過電壓繼電器線圈，并有常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。按反應(yīng)的參數(shù)不同可分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器和速度繼電器等；按動(dòng)作原理不同可分為電磁式、電動(dòng)式、電子式和機(jī)械式等?？蓪?duì)各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)， 用于切換小電流的控制電路。這樣，就把氣體的濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到 +5V 過電壓繼電器。 加熱回路電壓 /V 5177。工作時(shí)氣敏電阻必須加熱到 200～ 300℃，其目的是加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過程。 圖 27煙霧傳感器電路圖 煙霧傳感器器件是由塑料底座電機(jī)引線氣敏燒結(jié)體以及包裹在燒結(jié)體中的兩組鉑絲組成。 表２ 1 半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類 主要物理特性 類型 檢測(cè)氣體 氣敏元件 電阻型 電阻特性 表面檢測(cè)型 可燃性氣體 SnO2 、 ZnO、等 的燒結(jié)體、薄膜、厚膜 體控型 酒精 可燃性氣體 氧氣（ O2 ） 氧化鎂（ MgO）、 SnO2 氧化鈦（燒結(jié)體） T— Fe2 O3 非電阻型 二極管整流特性 表面控制型 氫氣（ H2 ） 一氧化碳（ CO） 酒精（ C2 H5 OH） 鉑 — 硫化硒 鉑 — 氧化鈦 （金屬 — 半導(dǎo)體燒結(jié)二極管） 晶體管特性 氫氣（ H2 ）、硫化氫（ H2 S） 鉑柵、鈀柵 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 2. 4. 2 氣敏傳感器制作設(shè)計(jì) 測(cè)量還原性氣體的氣敏電阻一般是用 SnO2 、 ZnO、或 Fe2 O3 等金屬氧化物粉料添加少 量鉑催化劑、激活劑及其他添加劑，按一定比例燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用敏感材料接觸氣體時(shí)，其阻值變化來檢測(cè)氣體的成分或濃度；非電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用其他參數(shù)，如二極管伏 — 安特性和場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閥值電壓變化來檢測(cè)被測(cè)氣體。按照半導(dǎo)體與氣體相互作用時(shí)產(chǎn)生的變化只限于半導(dǎo)體表面或深入到半導(dǎo)體內(nèi)部，可分為表面控制型和體控型，前者半導(dǎo)體材料表面吸附的氣體與組成原子間發(fā)生電子交換，結(jié)果使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)發(fā)生變化，但內(nèi)部化學(xué)組成不變；后者半導(dǎo) 體材料與氣體的反應(yīng)，使半導(dǎo)體內(nèi)部組成發(fā)生變化。近年來在空氣凈化、家電用品、宇宙探測(cè)等方面使用逐漸增多。 最初的氣敏傳感器用于可燃性氣 體和瓦斯泄露報(bào)警。能實(shí)現(xiàn)氣 — 電轉(zhuǎn)換的傳感器種類很多，按構(gòu)成氣敏傳感器的材料分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類。 如圖 26 就是三端穩(wěn)壓器在傳感器檢測(cè)電源中的具體應(yīng)用。它有 3 個(gè)外接引腳， 1 腳接輸入電壓； 2 腳接輸出電壓； 3 腳接公共端（地）。集成穩(wěn)壓電路種類很多，在這里我們選用的是 7800 系列的三端固定穩(wěn)壓器。 三 、集成穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì) 集成穩(wěn)壓電路應(yīng)用集成電路的制造工藝，將很多微小的電阻、電容及半導(dǎo)體器件制作在一片硅片上，加上功能引腳，然后封裝而成。因此在選用整流二極管時(shí)，要留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?。由于濾波電容的容量較大，通常選用電解電容器，電解電容器是有極性的電容器，使用時(shí)注意正負(fù) 極不要接錯(cuò)，否則會(huì)使電容器擊穿損壞。若電源頻率為 50HZ，則 T=，于是 LR C ≥（ ～ ） s 在已知 Rl 的情況下，便可以估算電容值。為了獲得較好的濾波效果，一般選擇較大的濾波電容。在帶有電容濾波的整流電路中，由于濾波電容對(duì)負(fù)載放電，使負(fù)載上的電壓變得平滑，從而使負(fù)載上的電壓平均值增加。 圖 25 電容濾波電路 電容器放電過程中，其兩端電壓下降的快慢取決于電容器的電容量與負(fù)載阻值的乘積， RC乘積稱為電路的時(shí)間常數(shù)，用 τ 表示， τ =RC， τ 的單位為 s（秒）。當(dāng)電壓 2u達(dá)到最大值以后即開始下降，此時(shí)電容器兩端的電壓 cu 大于 2u ，二極管受反向電壓而截止，電容器從 2t 時(shí)刻開始通過負(fù)載電阻放電。當(dāng)電容兩端電壓 cu 上升時(shí)，電容器充電，電場(chǎng)儲(chǔ)能；當(dāng) cu 下降時(shí)，電容器放電，電場(chǎng)釋放能量。 將電容器并聯(lián)在負(fù)載兩端，就構(gòu)成了電容濾波電路，如圖 25 所示。 二、電容濾波的設(shè)計(jì) 利用整流電路得到的直流電壓和電流，由于脈動(dòng)性較大，只適用于電解、電鍍、充電等對(duì)電壓平滑性要求不高的場(chǎng)合，不適 用于電子儀器、自動(dòng)控制裝置及音像設(shè)備等對(duì)電壓平滑性要求較高的負(fù)載電路。 負(fù)載平均電壓 20 UU ? ，負(fù)載電流為 LRUIo ? ， 整流二極管由于是輪流工作，故二極管中電流只為負(fù)載電流的一半，即oD II 21?， 整流二極管所能承受的最高反向電壓 2u 電壓的最大值，即 22UUm ? 。電流自變壓器的 b端流出，經(jīng) VD LR 、 VD4 流進(jìn) a端，負(fù)載上又得到半周期波形。二極管 VD VD3受正向電壓而導(dǎo)通，電流自變壓器的 a 端流出，經(jīng) VD LR 、 VD3 而流進(jìn)變壓器 b端，此時(shí) VD VD4 受反向電壓而截止。 圖 24 單 相 橋式整流電路 它利用 4 只二極管