【正文】 接通過(guò) USB 接口提供 5 伏的電源所以不需要整流橋電路。 電源電路 單片機(jī)的電源電路顧名思義是給單片機(jī)供電的。 STC12C5A60S2 系列單片 機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 所謂最小系統(tǒng)是指能進(jìn)行正常工作的最簡(jiǎn)單電路。特 別是沿海地區(qū)的電子廠，在不斷向內(nèi)地市場(chǎng)輻射的進(jìn)程中，多數(shù)產(chǎn)品所用的單片機(jī)需求量驟增。因此學(xué)習(xí)單片機(jī)是社會(huì)發(fā)展的必然需求。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師和科學(xué)家。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通 訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 單片機(jī)領(lǐng)域前景及發(fā)展?fàn)顩r 隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用， 單片機(jī) 的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如儀器儀表、家電、機(jī)電一體化、產(chǎn)品研發(fā)與開發(fā)等行業(yè)，都可以是單片機(jī)設(shè)計(jì)人員的就業(yè)、提升、創(chuàng)業(yè)之所。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 沒(méi)有外部程序存儲(chǔ)器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但容量不大于 256 字節(jié)，不需要高 8位地址時(shí)（在這種情況下，不能通過(guò)數(shù)據(jù)地址寄存器 DPTR 讀寫外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P2 口可以作為 I/O 端口使用，這時(shí)，“控制”信號(hào)為“ 0”；作為輸入口前，同樣需要向鎖存器寫入“ 1”，使反向器輸出低電平。輸出時(shí)，寫鎖存器脈沖 CLK 有效，輸出信號(hào)經(jīng)內(nèi)部總線至鎖寸器輸入端 D 至反相輸入端 Q 反至 `多路開關(guān)至 V2 柵極至 V2 漏極到輸出端， P0 口是漏極開路輸出，當(dāng)驅(qū)動(dòng)拉電流負(fù)載時(shí)，需要外接上拉電阻， P0 口帶有鎖存器，因此具有輸出鎖存器，因此具有輸出鎖存功能。 對(duì)于 89C51 芯片來(lái)說(shuō)，它內(nèi)置 了 ROM、 EPROM、 OTP ROM、 Flash ROM，當(dāng)不使用外部存儲(chǔ)器（包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）時(shí)， P0 口可以作為通用的輸入 /輸出端口（ I/O）使用。晶振、電容 C1 /C2 及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電感三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容 C C2 的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定。本電路的時(shí)鐘電路采用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 /EA—在本 次設(shè)計(jì)中此引腳接高電平，所以按照它的功能特性它將從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀取指令碼。 /EA 為外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)，低電平有效。 X2：來(lái)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 當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)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(wú)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(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)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(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)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(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 5% 到177。 5%, 單片機(jī)為 ，誤差為177。 1. 增強(qiáng)型 8051 CPU， 1T，單時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 2. 工作電壓： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V單片機(jī)） STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （ 3V單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍： 0～ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié) ...... 5. 片上集成 1280 字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 36/40/44 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，強(qiáng)推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開漏每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá) 20mA，但整個(gè)芯片最大不超過(guò) 120mA。本章主要介紹一些單片機(jī)最小系統(tǒng)，顯示電路，傳感器電路 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。 成品效果圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 3 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的硬件部分設(shè)計(jì) 硬件電路形象的說(shuō)就是整 個(gè)裝置的框架，硬件電路的設(shè)計(jì)，直接影響裝置功能能否實(shí)現(xiàn)。在使用此裝置前，首先設(shè)置好報(bào)警的氣體濃度值，設(shè)置濃度可調(diào)，將裝置放置在煤氣容易泄漏的區(qū)域，當(dāng)煤氣或者其他煤氣泄漏的時(shí)候，空氣中氣體濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，裝置會(huì)發(fā)出燈光及聲音的報(bào)警。氣敏傳感器是將現(xiàn)場(chǎng)氣體濃度 非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；轉(zhuǎn)換電路 是將 完成將 氣體 傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng) 使用 STC12C5A60S2 單片機(jī)，選用 氣敏 傳感器作為敏感元件， 顯示電路 ， 及報(bào)警裝置 開發(fā)了可用于 家庭或 小型單位 天煤氣泄漏 報(bào)警器。 煤氣泄露報(bào)警器的結(jié)構(gòu) 為適應(yīng)家庭對(duì)可燃性易爆氣體安全性要求，設(shè)計(jì)的可燃性氣體報(bào)警儀應(yīng)不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應(yīng)具有顯示可煤氣體濃度、可接計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)測(cè)和實(shí)時(shí)控制等功能。另外由于氣體傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間就越快。 煤氣泄露報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 煤氣泄露報(bào)警器工作原理 本論文中的煤氣泄漏報(bào)警器以 STC12C5A60S2 單片機(jī)為控制核 心，采用 MQ2 型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集氣體信息。因此，本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體氣敏傳感器作為報(bào)警器氣體信息采集部分的核心。半導(dǎo)體氣敏傳感器的性能主要看其靈敏度、選擇性 (抗干擾性 )和穩(wěn)定性 (使用壽命 )。一般連續(xù)使用兩個(gè)月后應(yīng)對(duì)傳感器進(jìn)行量程校準(zhǔn)，這種經(jīng)常性對(duì)傳感器的維護(hù)，無(wú)形中加大了工作人員的工作量，同時(shí)增加了報(bào)警器的維護(hù)成本。當(dāng)懷疑 檢測(cè)環(huán)境中存在這些物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致該傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。 使用接觸燃燒式氣敏傳感器，其探頭的阻緩及中毒 ,是不可避免的問(wèn)題。固體電解質(zhì)氣體傳感器主要用于檢測(cè)無(wú)機(jī)氣體，如O CO H Cl SO2 等。 由于氣體的種類繁多，一種類型的氣體傳感器不可能檢測(cè)所有的氣體，通常只能檢測(cè)某一種或兩種特定性質(zhì)的氣體。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的 IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)氣體而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測(cè)量 CO 和 CO冷凍劑煙霧和一些易然氣。未吸收的紅外光由光電探測(cè)器測(cè)量，產(chǎn)生一個(gè)正比于目標(biāo)氣體濃度的差分信號(hào)。 （ 7）紅外傳感器 紅外傳感器通常用兩束紅外光進(jìn)行氣體測(cè)量，主光束通過(guò)測(cè)量元件內(nèi)的目標(biāo)氣體，參考光束通過(guò)比較元件內(nèi)的參考?xì)怏w。它的測(cè)量原理是：將加熱后的鉑電阻線圈置于目標(biāo)煙霧中，由于向目標(biāo)氣體傳送熱量造成溫度降低，引起電阻值變化，傳感器即測(cè)量電阻值的變化情況。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：反映速度快、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、能夠定量檢測(cè)，但壽命較短 (大約兩年 )。 （ 5）電化學(xué)傳感器 電化學(xué)傳感器由膜電極和電解液封裝而成。高分子氣敏材料由于具有易操作性、工藝簡(jiǎn)單、常溫選擇性好、價(jià)格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在毒性氣體和食品鮮度等方面的檢測(cè)中具有重要作用。 （ 4）高分子氣體傳感器 利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來(lái)得到很大的發(fā)展。 C~400176。 （ 3）接觸燃燒式氣體傳感器 當(dāng)易燃?xì)怏w 接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量?jī)H次于半導(dǎo)體氣體傳感器的一類傳感器。按照敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。自 1962 年半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。但是，任何一個(gè)完整的氣體傳感器都必須具備以下條件： (1)能選擇性地檢測(cè)某種單一氣體，而對(duì)共存的其它氣體不響應(yīng)或低 響應(yīng)； (2)對(duì)被測(cè)氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的氣體濃度； (3)對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好； (4)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好； (5)使用壽命長(zhǎng)； (6)制造成本低，使用與維護(hù)方便。 (3)利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如電流型氣體傳感器、電勢(shì)型氣體傳感器等。 氣體傳感器介紹 氣體傳感器種類繁多，從檢測(cè)原理上可以 分為三大類： (1)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。氣體傳感器作為煤氣 泄漏報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 氣敏傳感器及單片機(jī)是煤氣 泄漏報(bào)警器 的兩大核心，根 據(jù)報(bào)警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的氣敏傳感器及單片機(jī)芯片是至關(guān)重要的。為使報(bào)警裝置更加完善，可以在聲音報(bào)警基礎(chǔ)上，加入燈光報(bào)警，變化的光信號(hào)可以引起用戶注意，彌補(bǔ)嘈雜環(huán)境中聲音報(bào)警的局限。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煤氣檢測(cè)電路送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 2 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置是能夠檢測(cè)環(huán)境中的可燃性氣體濃度，并具有報(bào)警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：氣體信號(hào)采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路。而 聲光 信號(hào)是信息的又一主要載體，如果在這些測(cè)量場(chǎng)合能用 聲光信號(hào) 直接報(bào)出結(jié)果，將給操作人員帶來(lái)極大方便，本文就介紹一種新型的氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng) ， 從組成、硬件設(shè)計(jì)以及程序流程及代碼等幾方面對(duì)其進(jìn)行了 詳細(xì)的 介紹。 設(shè)計(jì)任務(wù) 本文 設(shè)計(jì)了一種靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜的 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)， 采用氣敏傳感器，氣敏傳感器是能夠感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的一種敏感器件，它將氣體成分、濃度等有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而可以進(jìn)行檢測(cè)。相比之下我國(guó)的研究和應(yīng)用比較滯后，特別在產(chǎn)品開發(fā)上亟待加強(qiáng)。能用一種儀器檢測(cè)多種不同氣體是氣體檢測(cè)儀的發(fā)展趨勢(shì)。 家庭用氣體檢測(cè)器價(jià)格便宜，使用方便，省空間。探測(cè)器將檢測(cè)到的氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)線纜傳輸?shù)娇刂破鳎瑵舛仍礁咝盘?hào)越強(qiáng)，當(dāng)氣體濃度達(dá)到或者超過(guò)報(bào)警點(diǎn)時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警新號(hào)，如果 是閥門泄漏可啟動(dòng)電磁閥及排氣扇等設(shè)備自動(dòng)排除隱患。 工業(yè)用固定式氣體報(bào)警器是由報(bào)警控制器和探測(cè)器組成，控制器可防止于值班室。城市煤氣規(guī)范中規(guī)定地下室，半地下室，地上密閉空間的用氣房間，建筑的管道井，封閉計(jì)量表房等都要安裝煤氣報(bào)警器。民用的通常是獨(dú)立的在住宅中使用的煤氣報(bào)警器，功能簡(jiǎn)單。氣體傳感器檢測(cè)的氣體有，一氧化碳，二氧化碳，甲烷，氫氣等可燃或者有毒氣體！ 煤氣泄漏報(bào)警器從功能上可分為僅有泄漏報(bào)警功能的報(bào)警器和可以指示所探測(cè)到氣體濃度并且具有報(bào)警功能的檢測(cè)報(bào)警器。煤氣泄漏報(bào)警器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、公司、工廠、學(xué)校、倉(cāng)庫(kù)、化工等眾多領(lǐng)域。煤氣體報(bào)警器的探測(cè)煤氣體的傳感器主要是有氧化物半導(dǎo)體、催化燃燒型、熱線型氣體傳感器，還有少量其他類型。 家用煤氣泄漏的檢測(cè)與報(bào)警是非常重要的煤氣安全設(shè)備，它是安全使用煤氣的最有一道防線。所以怎樣防止煤氣中毒與爆炸已成為人們的迫切需要 。煤氣專家指出，煤氣泄漏或廢氣排放而大量產(chǎn)生的一氧化碳是煤氣中毒事件的根源，如采用煤氣泄漏報(bào)警器就能得到及時(shí)的警示。 下面是一氧化碳與健康成年人中毒可能發(fā)生的癥狀 50ppm 健康成年人在八小時(shí)內(nèi)能承受的最大濃度 200ppm 23 小時(shí)后輕微頭痛，乏