【正文】 體傳感器 工作電壓：直流 5 伏 特點(diǎn)： （ 1）具有信號輸出指示。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 總電路 PCB 圖如下： 圖 312 聲光報(bào)警及電源模塊總 PCB 圖 第 頁 共 36 頁 13 MQ2 一氧化碳傳感器模塊 MQ2 煙霧傳感器 MQ2 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)接通 電源 后（ ~15V直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 ~ 的 音頻信號 ，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 本設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器，壓 電式蜂鳴器主要由 多諧振蕩器 、 壓電蜂鳴片、阻抗匹配器 及共鳴箱、外殼等組成 。 總 PCB 圖如下： 第 頁 共 36 頁 11 圖 39 總 PCB 圖 電源模塊及聲光報(bào)警模塊 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用 直流電壓 供電，廣泛應(yīng)用于 計(jì)算機(jī) 、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、 電子玩具 、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、 定時(shí)器 等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲 器件 。下面 LED 數(shù)碼管內(nèi)部引腳 定義 圖 36 引腳定義 每一筆劃都是對應(yīng)一個(gè)字母表示 DP 是小數(shù)點(diǎn) . [4] 設(shè)計(jì)電路 根據(jù) LED 數(shù)碼管原理設(shè)計(jì)出如圖所示的引腳接線 電路如圖： 第 頁 共 36 頁 10 圖 37 引腳 接線電路 由于 51 單片機(jī) P0 口內(nèi)部無上拉電阻，所以我在 P0 口外加了 1k的上拉排阻。 LED 數(shù)碼管廣泛用于儀表 ，時(shí)鐘，車站，家電等場合。它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位 “+1”型。具體電路如下： 圖 33 4 個(gè)按鍵 根據(jù) 51 單片機(jī)的特點(diǎn)，我采用 晶振給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號，兩個(gè)各加一 30pf 的電容來穩(wěn)定型號，由于 51 單片機(jī)是采用低電平復(fù)位，我又在其旁邊加了一個(gè)按鍵，便于手動復(fù)位，電路連接如圖： 圖 34 手動復(fù)位 由于擔(dān)心聲光報(bào)警時(shí)間過長，我在 INT1 及 INT2 接口處各加上兩個(gè)按鍵作為外部中斷以停止聲音報(bào)警及閃光報(bào)警。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信 號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出 其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于 第 頁 共 36 頁 6 內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低 電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 GND：接地。 89C51單片機(jī)為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 3 元件選型與電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng) STC89C51 型單片機(jī)簡介 89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 第六章 總結(jié)， 對全文進(jìn)行總結(jié)。 第四章 軟件工作流程及軟件編寫，本章主要介紹了本設(shè)計(jì)軟件工作的流程以及編寫的軟件。 第二章 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本章介紹了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案。得到最優(yōu)結(jié)果，本論文在總體結(jié)構(gòu)上共分為 5章。這樣，系統(tǒng)在家人還沒有發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到來之前就能夠進(jìn)行相關(guān)的提示操作，避免一定的危險(xiǎn)事故的發(fā)生，從而達(dá)到監(jiān)測報(bào)警實(shí)現(xiàn)未卜先知的目的。一旦某項(xiàng)指標(biāo)超過所限定的臨界值，這個(gè)系統(tǒng)可以自動的提醒家人進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)動作。達(dá)到實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)的有毒氣體的 目的。如甲醛傳感器、煙霧傳感器、液晶顯示器等。目前國內(nèi)外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)差異主要集中在監(jiān)測傳感器和控制單片機(jī)芯片的選用，操作方面國外的產(chǎn)品操作界面方便，功能更加完備 [3]。 準(zhǔn)確測定甲醛、苯、氨等有害氣體的設(shè)備昂貴（如英國 PPM 公司生產(chǎn)的PPM40 甲醛儀約兩萬多元），測定時(shí)間較長，每隔一段時(shí)間就需進(jìn)行重新標(biāo)定（如英國 PPM 公司生產(chǎn)的 PPM400 甲醛儀），需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，很難連續(xù)測定。 國內(nèi)外 應(yīng)用與研究 現(xiàn)狀 在測試甲醛、甲苯等害氣體方面，國外比較出名的有：美國 interscan 公司生產(chǎn)的 型甲醛分析儀、美國 ESC 公司生產(chǎn)的 甲醛檢測儀、英國 PPM公司生產(chǎn)的 PPM40 甲醛檢測儀；國內(nèi)的有：江蘇安普電子工程有限公 司生產(chǎn)的400 型甲醛分析儀、北京賓達(dá)綠創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的甲醛測定儀 、長春吉大小天鵝有限公司生產(chǎn)的全自動室內(nèi)空氣甲醛、氨測定儀等。因?yàn)檫@種濃度的一氧化碳在短時(shí)間內(nèi)尚不會對健康人產(chǎn)生明顯的影響。所以，如果能夠及時(shí)測試到這些氣體的濃度超過正常狀態(tài)，并報(bào)警提醒人們做出一定措施，那么很多家庭災(zāi)難是可以 第 頁 共 36 頁 2 避免的。煤氣中毒多見于冬天用煤爐取暖、門窗緊閉、排煙不良、液化灶具漏泄或煤氣管道漏泄等。血液中血紅蛋白與一氧化碳的結(jié)合能力比與氧的結(jié)合能力要強(qiáng)２００多倍，而且，血紅蛋白與氧的分離速度卻很慢。煤氣中毒即一氧化碳中毒。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：居室空氣中甲醛的最高允許濃度為(=60ppb）， WHO 提出的甲醛氣體濃度室內(nèi)環(huán)境指導(dǎo)限值為 mg/m3(=74ppb） [1]。從其他地區(qū)青島、南京、銀川、重慶、深圳、烏魯木齊等地有關(guān)部門的檢測數(shù)據(jù)看，新裝修家庭中的甲醛不合格比率都在 60%以上，深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院 2020 年 1 至 7 月份，共對全市 400 多套房子進(jìn)行了室內(nèi)環(huán)境檢測，90%甲醛超標(biāo)。尤其到了夏季， 30℃ 或以上時(shí)，裝修材料 、家具等釋放出的有毒氣體增多，室內(nèi)污染相對較重，由此而造成的心腦血管疾病激增，突發(fā)癥狀以中風(fēng)、常見的半身不遂、口眼歪斜為多。 STC89C51 目 錄 1 引言 ............................................................................................................................ 1 課題研究背景和意義 ........................................................................................ 1 國內(nèi)外 應(yīng)用與研究 現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 本課題研究的意義 ............................................................................................ 2 本文的主要任務(wù)及結(jié)構(gòu) .................................................................................... 3 2 總體系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) .................................................................................................... 3 設(shè)計(jì)方案 ............................................................................................................ 3 設(shè)計(jì)原理 ............................................................................................................ 4 3 元件選型與電路設(shè)計(jì) ................................................................................................ 4 單片機(jī)系統(tǒng) ........................................................................................................ 4 STC89C51 型單片機(jī)簡介 ............................................................................ 4 STC89C51 引腳功能介紹 ........................................................................... 5 系統(tǒng)的引腳接線 ......................................................................................... 7 顯示電路 ............................................................................................................ 9 LED 數(shù)碼管 .................................................................................................. 9 設(shè)計(jì)電路 ..................................................................................................... 9 電源模塊及聲光報(bào)警模塊 .............................................................................. 11 蜂鳴器 ....................................................................................................... 11 設(shè)計(jì)電路 ................................................................................................... 12 MQ2 一氧化碳傳感器模塊 ............................................................................ 13 MQ2 煙霧傳感器 ..................................................................................... 13 MQ2 煙霧傳感器模塊 .............................................................................. 14 MQ2 一氧化碳傳感器模塊 ...............................................