【正文】 MQ 系列氣體傳感器的敏感材料是活性很高的金屬氧化物半導(dǎo)體 ,最常用的如 SnO2。因此，信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路以及所需電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分。但是，由于傳感器輸出的信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路將其放大或轉(zhuǎn)換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。在有些國家和有些科學(xué)領(lǐng)域，也將傳感器稱為變換器、檢測器或探測器等。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。需注意的是：如果 加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN—— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 對 FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的 脈沖信號(hào) ，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè) 機(jī)器周期 以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。發(fā)送控制寄存器通過或門向 CPU 發(fā)出中斷請求（ TI=1） ,CPU可以通過查詢 TI 或者相應(yīng)中斷的方式，將下幀一數(shù)據(jù)送入 SBUF，開始發(fā)送下幀一數(shù)據(jù)。 本次設(shè)計(jì)使主控芯片能夠與上位機(jī)通信的就是通過串行通信輸出口來實(shí)現(xiàn)的。 其引腳分配如下： ： RXD，串行通信輸入。如果是使用 8052或是 8032 的話， 又當(dāng)做定時(shí)器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有 T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。 P2 除了當(dāng)做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89S52 擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個(gè)時(shí)候 P2 便不能當(dāng)做 I/O 來使用了。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口 0 送出的地址栓鎖住成為 A0～ A7，再配合端口 2 所送出的 A8～ A15 合成一完整的 16 位地址總線，而定址到 64K 的外部存儲(chǔ)器空間。其他三個(gè) I/O 端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)做 I/O 用時(shí)可以推動(dòng) 8 個(gè) LS 的 TTL負(fù)載。 圖 （ a） XTAL1： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁 共 67 頁 6 單芯片系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。 AT89S52 主要功能 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash 晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ ROM）為 8KB 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）為 256 字節(jié) 32 個(gè)可編程 I/O 口線 8 個(gè)中斷向量源 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 全雙工 UART 串行通道 單片機(jī)芯片引腳描述及應(yīng)用 AT89S52 單片機(jī)如圖 (a)所示： VCC： AT89S52 電源正端輸入，接 +5V。 AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 2 主要元件簡介 AT89S52 單片機(jī) AT89S52 單片機(jī)簡介 AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗，高性能的 8 位微控制器，具有 8K 的可編程Flash 存儲(chǔ)器。而艾姆和尼爾宣稱已經(jīng)證實(shí)了以上理論。為了測試他們的可燃?xì)怏w報(bào)警器傳感器設(shè)計(jì)法則系統(tǒng)，他們著手研究使用哪一種納米級(jí)傳感器設(shè)計(jì)，是透過目標(biāo)分子進(jìn)行感測最適合的材料。在傳感器行業(yè)，一直在進(jìn)行著反復(fù)試驗(yàn)，希望通過工程創(chuàng)新方法來改善傳感器的靈敏度，但遺憾的是業(yè)界并沒有一個(gè)新的框架來總括所有的經(jīng)驗(yàn)法則，以 作為 新一代傳感器的設(shè)計(jì) 方法。而氣體報(bào)警器作為工業(yè)儀器儀表的一個(gè)重要項(xiàng)目，它不僅代表了儀器儀表的發(fā)展?fàn)顩r，也反映了工業(yè)化的發(fā)展程度。敏感機(jī)理千差萬別，敏感材料多種多樣，工藝設(shè)備各不相同，計(jì) 測技術(shù)大相徑庭，沒有上述四塊基石的支撐，報(bào)警器技術(shù)難以為繼。 報(bào)警器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是：基礎(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附；技術(shù)、投資兩個(gè)密集；產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散。 國內(nèi)外報(bào)警行業(yè)的發(fā)展 隨著我國的改革開放，我國的經(jīng)濟(jì)科技得到了飛躍的發(fā)展，我國電子信息業(yè)在上世紀(jì)八十年代第一次騰飛后，國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的加快，之后又進(jìn)入持續(xù)快速發(fā)展的新時(shí)期。而最核心的控制器又是由 AT89S52 單片機(jī)控制其余的外圍電路的。 上位機(jī)顯示就是通過串口連接上位機(jī)機(jī)，把要顯示在上位機(jī)上的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到上位機(jī)上面。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU 的開銷小。 顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯 示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。為了方便用戶了解濃度信息，好提前準(zhǔn)備，還采用了顯示環(huán)節(jié)。而對與報(bào)警器而言至關(guān)重要的部分是傳感器，由于 MQX 系列氣敏元件采用半導(dǎo)體敏感材料，其靈敏度、選擇性、穩(wěn)定性、抗干擾性、響應(yīng)時(shí)間及壽命等主要性能，均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平 .用該系列元件組裝成易燃易爆氣體泄漏報(bào)警器及檢測裝置，可廣泛運(yùn)用于礦山、油田、化工、國防、醫(yī)藥及家庭，所以在設(shè)計(jì)中采用的是 MQX系列傳感器。該儀器對這三種氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 當(dāng) 這些氣體 的濃度超過 上限值 時(shí)， 單片機(jī)發(fā)送所接收到的氣體濃度給上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，并且 單片機(jī)控制電路進(jìn)行 發(fā)聲發(fā)光 報(bào)警， 時(shí)刻提醒人們 ，以防事故發(fā)生。 系統(tǒng)以 AT89S52 為核心，以可燃?xì)怏w傳感器為采集器件， TLC549 作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件， LCD1602 液晶顯示屏來顯示實(shí)時(shí)的濃度值， MAX232 串口模塊為通信橋梁設(shè)計(jì)的。以 MQX 系列可燃?xì)怏w傳感器為采集器件，將氣體傳感器放置于檢測的環(huán)境中，氣體傳感器根據(jù)可燃?xì)怏w濃度的變化輸出電壓的值，然后通過 TLC549 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換完成后送入主控芯片 AT89S52 進(jìn)行處理，把處理得到的濃度值通過串口與上位機(jī)通信，把濃度值在上位機(jī)界面顯示出來和在液晶顯示屏 LCD1602 顯示出來，以便與進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。比如，檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體一致的檢測原理。本課題研究的是便攜式可燃?xì)怏w檢測儀，它的主要工作原理是利用不同的可燃?xì)怏w氣體傳感器來檢測周圍環(huán)境中存在的可燃?xì)怏w種類以及各種氣體的成份和含量。如何開發(fā)出穩(wěn)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁 共 67 頁 2 定可靠、高性能價(jià)格比的裝置，成為急需解決的課題。 貴州省安順市平壩縣大山煤礦 5 月 10 日晚發(fā)生瓦斯爆炸事故，已造成 12 人死亡、 2 人受傷。 根據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)顯示 5 月 11 日 14 時(shí) 20 分，四川省瀘州市瀘縣富集鎮(zhèn)桃子溝 煤礦發(fā)生 瓦斯爆炸事故，截至目前，事故導(dǎo)致 28 人遇難， 8人重傷， 10 人輕傷。便攜式可燃?xì)怏w檢測儀因?yàn)楸憬輰?shí)用，方便居民生活，所以它是當(dāng)下家庭的所需。隨著人民物質(zhì)生活水平的提高，燃?xì)馐褂寐什粩嘣黾?，對于燃?xì)庑孤┑臋z測越來越引起大家的重視，我國許多城市已制定了一些新建住宅必須安裝燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的相關(guān)規(guī)定，該型可燃?xì)怏w報(bào)警器針對以上問題開發(fā)的一種安全裝置，該報(bào)警器能根據(jù)可燃?xì)怏w檢測濃度進(jìn)行聲光報(bào)警，并控制相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，是城市燃?xì)夤こ讨兴匦璧漠a(chǎn)品，所以市場前景良好，同時(shí)這也為城市居民使用燃?xì)饨獬撕箢欀畱n。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，煤氣報(bào)警器也在由單一的 家庭式發(fā)展為小區(qū)監(jiān)控。而便攜式可燃?xì)怏w檢測儀就是為了防止這類的事故再是發(fā)生的設(shè)計(jì)出來的。每年因煤氣泄漏造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題造成的一氧化碳中毒事故全國均有不少事例，更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過高引起煤氣爆炸的事故也不少見。這些危害當(dāng)中最為突出的問題就是煤氣、天然氣中毒或者爆炸事件。 In order to set the concentration of bustible gas alarm, also around the microcontroller link the button to set the alarm concentration, when measured by the concentration of more than one set of concentration, singlechip microputer control lightemitting lightemitting diodes (leds) and a buzzer sound。下面給出了便攜式可燃?xì)怏w監(jiān)測儀的總體設(shè)計(jì)原理，硬件電路和所有的軟件設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)便攜式可燃?xì)怏w檢測儀所用的 AT89S52 單片機(jī)價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定。編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 便攜式可燃?xì)怏w檢測儀 院 （系）： 電子工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 智能科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 0900390117 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 2020 年 5 月 20 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 摘 要 本設(shè)計(jì)利用三個(gè) MQX 系列可燃?xì)怏w傳感器，分別為檢測一氧化碳的 MQ7，檢測甲烷的 MQ9,和檢測乙炔的 2M004，再使用這些傳感器之前先預(yù)熱十分鐘左右，預(yù)熱完之后將這些傳感器放置于待測的環(huán)境中，這些傳感器可以根據(jù)可燃?xì)怏w的濃度分別轉(zhuǎn)換為電壓，然后再將轉(zhuǎn)換得的電壓經(jīng)過 TLC549 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換最后送入 AT89S52 單片機(jī)處理。為了方便 用戶對可燃?xì)怏w濃度的實(shí)時(shí)了解，在 AT89S52 單片機(jī)外圍鏈接了用于顯示的LCD1602 液晶顯示屏，把經(jīng)過單片機(jī)處理過的濃度值顯示在液晶屏上，以防止事故的發(fā)生；為了更好的設(shè)置可燃?xì)怏w的報(bào)警濃度，還在單片機(jī)周圍鏈接了按鍵以便于設(shè)置報(bào)警濃度，當(dāng)所測得的濃度超過設(shè)置的濃度時(shí)，單片機(jī)控制發(fā)光二極管和蜂鳴器發(fā)光發(fā)聲；通過串口把實(shí)時(shí)采集到的濃度傳給上位機(jī)，并在上位機(jī)上顯示出來，從而實(shí)現(xiàn)在上位機(jī)上的監(jiān)測。以 MQX系列的可燃?xì)怏w傳感器和以 AT89S52 單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的可燃?xì)怏w檢測儀，設(shè)計(jì)方法簡單易行，使用效果良好。 關(guān)鍵詞： 氣體傳感器， AT89S52 單片機(jī)，上位機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 Abstract This design USES three MQ X series of bustible gas sensor, respectively for the detection of carbon monoxide MQ 7, mq9 to detect methane, and detection of acetylene 2 m004, then use these sensors to preheat before ten minutes or so, preheating after placing the sensors in the test environment, these sensors can be according to the concentration of bustible gas is converted to a voltage respectively, and then will be converted to voltage after eight bits, modulus conversion finally into the single chip microputer AT89S52. For the convenience of users of realtime understanding of the bustible gas concentration, the AT89S52 microcontroller peripheral link is used to display LCD16