【正文】 使用壽命)。通常選用C=1030μF,R=10K。上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高圖3 4 復(fù)位電路電平時間。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的情況下，在單片機運行期間，如果發(fā)生死機，用按鈕開關(guān)操作使單片機復(fù)位。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路使用較多。由于單片機內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖，晶振通常選用6MHZ，12MHZ和24MHZ。本設(shè)計選用的是內(nèi)部振蕩方式。圖3 2 電源電路圖3 3 時鐘電路單片機時鐘電路圖如上。電阻R1：1K 限流作用。讀石電容C3：濾高平。因為本設(shè)計是直接通過USB接口提供5伏的電源所以不需要整流橋電路。單片機的電源電路顧名思義是給單片機供電的。 STC12C5A60S2系列單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)所謂最小系統(tǒng)是指能進行正常工作的最簡單電路。特別是沿海地區(qū)的電子廠，在不斷向內(nèi)地市場輻射的進程中，多數(shù)產(chǎn)品所用的單片機需求量驟增。因此學(xué)習(xí)單片機是社會發(fā)展的必然需求。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(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，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(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、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 單片機領(lǐng)域前景及發(fā)展?fàn)顩r　　隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如儀器儀表、家電、機電一體化、產(chǎn)品研發(fā)與開發(fā)等行業(yè)，都可以是單片機設(shè)計人員的就業(yè)、提升、創(chuàng)業(yè)之所。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 振蕩器特性P0口作為輸入口時，與P1口類似，也必須先執(zhí)行寫端口指令。P0口作為I/O端口使用時，多路開關(guān)“控制”信號為“0”（即低電平）。CC2都為22PF。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩電路時，XX2與晶體振蕩器及電容CC2按電路圖上所示方式連接。XX2的功能特性，其中X1接CPU內(nèi)部時鐘電路。在復(fù)位期間CPU檢測并鎖存該引腳電平狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該引腳為高電平時，從片內(nèi)程序存儲器取指令，只有當(dāng)程序計數(shù)器PC超出片內(nèi)程序存儲器地址編碼范圍時，才轉(zhuǎn)到外部ROM中取指令；當(dāng)該引腳為低電平時，一律從外部程序存儲器中取指令。引腳電路如下圖所示圖3 1單片機引腳圖～：內(nèi)部帶有弱上拉的雙向I/O口，作為輸入引腳使用前，先向P2口鎖存器寫入1，使P2口引腳被上拉為高電平RESET為復(fù)位信號輸入端，高電平有效。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， 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，將跳過一個ALE脈沖。在平時，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，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個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，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TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。GND：接地。STC12C5A60S2系列單片機幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片上系統(tǒng)。 STC12C5A60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC12C5A60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。5% 到177。5%, ，誤差為177。1. 增強型 8051 CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512. 工作電壓：STC12C5A60S2 系列工作電壓： （5V單片機）STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （3V單片機）3. 工作頻率范圍：0～35MHz，相當(dāng)于普通8051的 0～420MHz4. 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)RAM6. 通用I/O口（36/40/44個），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，強推挽/強上拉，僅為輸入/高阻，開漏每個I/O口驅(qū)動能力均可達20mA，但整個芯片最大不超過120mA。本章主要介紹一些單片機最小系統(tǒng)，顯示電路，傳感器電路 STC12C5A60S2系列單片機簡介STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍。圖2. 1成品效果圖3 煤氣泄漏檢測報警裝置的硬件部分設(shè)計硬件電路形象的說就是整個裝置的框架，硬件電路的設(shè)計，直接影響裝置功能能否實現(xiàn)。 裝置功能說明煤氣泄漏檢測裝置，顧名思義是用來檢測煤氣泄漏，使煤氣使用更加安全。整個設(shè)計由3大部分構(gòu)成：氣敏傳感器、STC12C5A60S2單片機、顯示電路。其目標(biāo)是在傳統(tǒng)的煙霧報警儀的基礎(chǔ)上，盡量提高準(zhǔn)確性，降低成本，縮小體積。為提高響應(yīng)時間，保證氣體傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，報警器需要向氣體傳感器持續(xù)輸出一個5V的電壓。首先，氣體傳感器送來的氣體濃度對應(yīng)的電壓信號送入STC12C5A60S2單片機；然后，在STC12C5A60S2單片機內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換、氣體濃度比較，對數(shù)據(jù)進行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的十進制濃度值；最后，判斷氣體濃度值是否超出報警限，當(dāng)氣體濃度處于正常狀態(tài)紅燈不會閃亮，當(dāng)氣體濃度超出設(shè)定的限定值時，發(fā)出聲音報警并伴隨紅燈亮。而在眾多半導(dǎo)體氣敏傳感器中，本設(shè)計選用MQ2型氣敏傳感器，這種型號的傳感器具備一般半導(dǎo)體氣敏傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點。經(jīng)過對比上述兩種氣敏傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體氣敏傳感器的優(yōu)點更加突出：靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價格便宜，且不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護成本較低等。半導(dǎo)體氣敏傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的氣體傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的氣體傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價格便宜等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。因此，經(jīng)常對傳感器進行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時，則傳感器將使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就喪失。阻緩是當(dāng)在氣體與空氣的混合物中含有硫化氫等含硫物質(zhì)的情況下，則有可能在無焰燃燒的同時，有些固態(tài)物質(zhì)附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應(yīng)緩慢反應(yīng)滯緩，靈敏度降低。天煤氣泄漏報警器主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫、液化氣站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃氣體泄漏的場所，根據(jù)報警器檢測氣體種類的要求，一般選用接觸燃燒式氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器。例如氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器主要檢測各種還原性煙霧，如CO、HC2H5OH、CH3OH等。由于非碳氫化合物易燃氣體(如氫)不吸收電磁譜中IR部分的能量，所以這種傳感器可以精確地測量碳氫化合物，并具有最小的交叉靈敏度，而且不受其它氣體的腐蝕以及高濃度目標(biāo)煙霧的影響。非擴散式紅外探測器NDIR (nondispersive IR )是其中的一種，所有的未吸收光全部以最小的擴散和損耗被記錄下來。在測量和比較元件中，紅外射線被氣體有選擇地吸收了。溫度的變化情況是目標(biāo)氣體熱傳導(dǎo)率的函數(shù)，而對于一種給定的氣體，熱傳導(dǎo)率是它固有的物理特性。（6）熱傳導(dǎo)傳感器熱傳導(dǎo)傳感器與接觸燃燒式傳感器具有類似的結(jié)構(gòu)形式，但是測量原理不同。它主要適用于毒性氣體檢測。氣體濃度信號將電解液分解成陰陽帶電離子，通過電極將信號傳出。高分子氣體傳感器具有對特定氣體分子靈敏度高，選擇性好，且結(jié)構(gòu)簡單，能在常溫下使用，可以彌補其它氣體傳感器的不足。高分子氣敏材料在遇到特定氣體時，其電阻、介電常數(shù)、材料表面聲波傳播速度和頻率、材料重量等物理性能發(fā)生變化。C的高溫，此時若與氣體接觸，氣體就會在稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會上升，鉑絲的電阻值也上升,通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道氣體的濃度。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲(也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層)，使用時將鉑絲通電，保持300176。但這種傳感器制造成本高，檢測氣體范圍有限，在檢測環(huán)境污染領(lǐng)域中有優(yōu)勢。（2）固體電解質(zhì)氣體傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料作為氣敏元件，其原理是利用氣敏材料在通過氣體時產(chǎn)生電阻，測量其形成電動勢從而測量氣體濃度。該傳感器己成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的氣體傳感器之一。（1）半導(dǎo)體氣體傳感器半導(dǎo)體氣體傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的氣體傳感器，以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的氣體傳感器。 :一個氣體傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實體，也可以是由多個不同功能傳感器組成的陣列。(2)利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱導(dǎo)氣體傳感器、光干涉氣體傳感器、紅外傳感器等。由此可見，氣體傳感器的選型是非常重要的。 氣體傳感器的選型氣體傳感器屬于氣敏傳感器，是氣電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過A/D轉(zhuǎn)換電路，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機，進而由單片機完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報警控制等工作。以上是根據(jù)報警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計思路。單片機對該數(shù)字信號進行處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值(也就是報警限)，如果大于則會自動啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。氣體信號采集電路一般由氣敏傳感器和模擬放大電路組成，將氣體信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。而聲光信號是信息的又一主要載體，如果在這些測量場合能用聲光信號直接報出結(jié)果，將給操作人員帶來極大方便，本文就介紹一種新型的氣敏傳感器測試系統(tǒng)，從組成、硬件設(shè)計以及程序流程及代碼等幾方面對其進行了詳細的介紹。 設(shè)計任務(wù)本文設(shè)計了一種靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價格便宜的煤氣檢測系統(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，從而可以進行檢測。相比之下我國的研究和應(yīng)用比較滯后，特別在產(chǎn)品開發(fā)上亟待加強。能用一種儀器檢測多種不同氣體是氣體檢測儀的發(fā)展趨勢。家庭用氣體檢測器價格便宜，使用方便，省空間。探測器將檢測到的氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號，通過線纜傳輸?shù)娇刂破?，濃度越高信號越強，?dāng)氣體濃度達到或者超過報警點時，報警器發(fā)出報警新號，如果是閥門泄漏可啟動電磁閥及排氣扇等設(shè)備自動排除隱患。工業(yè)用固定式氣體報警器是由報警控制器和探測器組成，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，封閉計量表房等都要安裝煤氣報警器。民用的通常是獨立的在住宅中使用的煤氣報警器，功能簡單。氣體傳感器檢測的氣體有，一氧化碳，二氧化碳，甲烷，氫氣等可燃或者有毒氣體！煤氣泄漏報警器從功能上可分為僅有泄漏報警功能的報警器和可以指示所探測到氣體濃度并且具有報警功能的檢測報警器。煤氣泄漏報警器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、公司、工廠、學(xué)校、倉庫、化工等眾多領(lǐng)域。煤氣體報警器的探測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與報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，如采用煤氣泄漏報警器就能得到及時的警示。 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內(nèi)能承受的最大濃度200ppm 23小時后輕微頭痛，乏力400ppm 12小時內(nèi)前額疼痛，3小時后威脅生命800ppm 45分鐘內(nèi)眼花、惡心、痙攣；2小時內(nèi)失去知覺；23小時內(nèi)死亡1600ppm 20分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心；一小時內(nèi)死亡3200ppm 510分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心；2530分鐘死亡12800ppm 13分鐘死亡根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可見煤氣泄漏時刻危害著人們的生命，當(dāng)煤氣泄漏不僅可以使人中毒，而且還隨時可能發(fā)生爆炸的危險，面對煤氣泄漏而造成的種種事故威脅，我們需要一個解決辦法。在實驗室進行研究工作及工業(yè)現(xiàn)場施工時，也經(jīng)常出現(xiàn)因有毒氣體泄漏而引發(fā)的事故，有時甚至危及生命和財產(chǎn)安全。它又是煤氣中對人體危害最大的有毒氣體。但是由于使用不當(dāng)或者設(shè)備老化等原因?qū)е碌拿簹庑孤O大的威脅著人們的生命以及財產(chǎn)安全CO是一種無色、無嗅、無味、無刺激性的氣體，幾乎不溶于水，當(dāng)與空氣混合達到12．5％～80％時具有爆炸性。 microcontroller。s lives, Gas leak incident occasionally, gas leak can make people e