【正文】 口。 （ 3） I/O 口和其他動(dòng)能單元 ： 4 個(gè)并行 I/O 口； 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 2 個(gè)全雙工串行通信口；中斷系統(tǒng)（ 5 個(gè)中斷源） STC89C52RC 單片機(jī)的引腳 圖 STC89C52 管腳示意圖 （ 1）主電源及時(shí)鐘引腳： VCC、 GND 等。 圖 基本結(jié)構(gòu)圖 時(shí)鐘電路 CPU ROM RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器 中斷系統(tǒng) 串行接口 并行接口 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 由圖可見， STC89C52 單片機(jī)主要由以下部分組成： （ 1） CPU 系統(tǒng) ： 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器；時(shí)鐘電路；總線控制邏輯。具有 EEPROM 功能和看門狗功能， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（即定時(shí)器 T0、 T T2）， 4 路外部中斷，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路 。 STC89C52 的主要性能：首先它是 8051 單片機(jī)的升級(jí)版，具有6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇的特點(diǎn)，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 8051。 它有幾個(gè)主要組成部分：中央處理器、存儲(chǔ)器、并行 I/O 口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下 一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。氣體檢測模塊依靠 MQ4 傳感器和 ADC0832 轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊依靠 數(shù)碼管 完成顯示功能 。 可分為電源模塊、 天然氣 信號(hào)采集模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、聲光報(bào)警模塊、 數(shù)碼管 顯示模塊和單片機(jī) 控制 模塊。 天然氣泄漏 報(bào)警器的結(jié)構(gòu) 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，家用電器趨向于智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化。 天然氣泄露報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 天然氣泄漏 報(bào)警器工作原理 本論文中的 天然氣 泄漏報(bào)警器以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，通過 MQ4 型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集空氣中天然氣濃度。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)對傳感器進(jìn)行量程校準(zhǔn)，這種經(jīng)常性對傳感器的維護(hù)需要專業(yè)人員和相應(yīng)設(shè)備，特此排除接觸式氣體傳感器，剩下只能選用半導(dǎo)體氣敏傳感器。當(dāng)懷疑檢測環(huán)境中存在這些物質(zhì)時(shí)，需要經(jīng)常對探頭進(jìn)行標(biāo)定。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煙霧的能力。接觸燃燒式氣敏傳感器的探頭會(huì)出現(xiàn)阻緩及中毒的問題。由此可見，氣體傳感器的選型是非常重要的。它將氣體種類 及其濃度等有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱便可獲得與待測氣體在環(huán)境中存在情況有關(guān)的信息。 氣體傳感器屬于氣敏傳感器。傳感器的選型 將在 后面 介紹。以上是根據(jù)檢測報(bào)警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計(jì)思路。 同時(shí)報(bào)警裝置會(huì)通過 語音 模塊向戶主發(fā)送 語音提醒 以便讓 戶主及時(shí) 做出 判斷處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從燃?xì)鈾z測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)。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。所以怎樣防止燃?xì)庵卸九c爆炸已成為人們的迫切需要。單片機(jī)有利于為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施。人們對居住 環(huán)境要求的日見增高，體現(xiàn)在希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全。有關(guān)部門經(jīng)長期測試得出結(jié)論，天燃?xì)鈭?bào)警器防止天然氣泄漏事故發(fā)生的有效率達(dá) 95%以上。 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 天然氣泄漏造成的事故給我們帶來了 不少的警示，而 市場上 的天然氣檢測報(bào)警器并不能為我們提供完善的安全保障，為此我們要設(shè)計(jì)功能更加完善，探測更加精確的 天然氣 報(bào)警器是對付燃?xì)鉄o形殺手的重要手段之一。當(dāng)然目前而言，我們基本占據(jù)的是國內(nèi)市場，對外還剛剛啟動(dòng)。國外的產(chǎn)品和品牌卻占領(lǐng)我們的大部分市場。所以市面上的天然氣泄漏檢測報(bào)警器亟待于改進(jìn)，從而才能更好地保障我們的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高我們的生活質(zhì)量。 現(xiàn)在每家每戶只要安裝天然氣管道的都必須安裝天然氣報(bào)警器。它主要包括半導(dǎo)體氣敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器和電化學(xué) 氣敏傳感器等，這些傳感器都是通過對周圍環(huán)境中的可燃?xì)怏w的吸附，在傳感器表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，造成傳感器的電物理特性的改變 ，經(jīng)單片機(jī)處理后轉(zhuǎn)換成檢測氣體的響應(yīng)濃度 。當(dāng)檢測氣體濃度低于設(shè)定報(bào)警 閾值 的時(shí)候，數(shù)碼管顯示器僅僅顯示測得的可燃?xì)怏w濃度；當(dāng)檢測氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警 閾值 時(shí)給出聲光報(bào)警。 它是安全使用城市燃?xì)獾淖詈笠坏辣Ｗo(hù) 設(shè)備 。 ，易于操作和維護(hù)。對于管道的泄漏檢測要滿足以下幾個(gè)要求 ： ，并能夠在較短的時(shí)間內(nèi)判斷出泄漏點(diǎn)具體的位置。 泄漏檢測報(bào)警系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域， 如石油化工企業(yè)、石油運(yùn)輸管線、城市自來水地下管線、鍋爐爐管、發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、缸蓋等各種領(lǐng)域。 目前世界各大強(qiáng)國都把傳感器技術(shù)列為國家發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)，國防現(xiàn)代化、工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、家庭電器化都與傳感器的發(fā)展休戚相關(guān)，今天的傳感器技術(shù)已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，日益突出它的重要作用。因此對環(huán)境氣體進(jìn)行檢測和分析技術(shù)的研究日益受到人們的重視。近年來，隨著我國燃?xì)獾淖兏锛拔鳉鈻|輸工程的進(jìn)行，天然氣通過管道走進(jìn)了千家萬戶，極大地方便我們的生產(chǎn)生活，同時(shí)也帶來了不少的安全隱患。 When detecting gas concentration exceeds the alarm threshold acoustooptic alarm. Keywords： MQ4； ADC0832； STC89C52； Digital tube； Sound and light alarm 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................... 1 Abstract.......................................................................................................................... 2 緒 論 ......................................................................................................................... 1 1 基于單片機(jī)的天然氣泄漏檢測系統(tǒng)概述 ................................................................ 2 天然氣泄漏檢測報(bào)警器的概述 ..................................................................... 2 家用天然氣泄漏檢測報(bào)警器現(xiàn)狀 ................................................................. 2 家庭燃?xì)庑孤﹫?bào)警的發(fā)展趨勢 ..................................................................... 2 天然氣泄漏檢測報(bào)警設(shè)計(jì)意義 ..................................................................... 3 2 天然氣泄露檢測報(bào)警系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) .................................................................... 4 天然氣泄漏檢測報(bào)警系統(tǒng)簡介 ..................................................................... 4 氣體傳感器的選型 ......................................................................................... 4 天然氣泄露報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 ........................................................ 5 天然氣泄漏報(bào)警器工作原理 .............................................................. 5 天然氣泄漏報(bào)警器的結(jié)構(gòu) .................................................................. 5 報(bào)警器各模塊的功能 .......................................................................... 6 3 天然氣泄露報(bào)警的硬件部分設(shè)計(jì) ............................................................................ 7 主控電路設(shè)計(jì) ................................................................................................. 7 單片機(jī)簡介 ........................................................................ 7 STC89C52 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ........................................................... 7 STC89C52RC 單片機(jī)的引腳 .............................................................. 8 電源電 路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 10 可燃?xì)怏w信號(hào)采集部分 ................................................................................11 MQ4 氣體傳感器 .........................................................................................11 A/D 轉(zhuǎn)換部分 ................................................................................................ 13 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ..................................................................................... 13 氣體結(jié)果測量計(jì)算 ...................................................................................... 15 聲光報(bào)警部分 .............................................................................................. 15 計(jì)數(shù)器譯碼顯示電路 .................................................................................. 16 LED 的綜述 ...................................................................................... 16 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 LED 的結(jié)構(gòu) ...................................................................................... 16 LED 數(shù)碼管的顯示方法 ................................................................... 17 復(fù)位電路 ....................................................................