【正文】 n 單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，只需在 PC 機(jī)上安裝MedWin 軟件，即可配合仿真器進(jìn)行模擬仿真，使用十分方便。表 31 8048 和 8051 的功能比較比較項(xiàng)目 8048 8051指令周期 1us內(nèi)部 RAM 64 字節(jié) 128 字節(jié)內(nèi)部 ROM 1K 字節(jié) 4K 字節(jié)外部 RAM 256 字節(jié) 64K 字節(jié)外部 ROM 4K 字節(jié) 64K 字節(jié)I／O 引腳數(shù) 27 32中斷源 2 5定時(shí)器 8 位 1 組 16 位 2 組串行端口 無(wú) 一組表 32 8051 系列內(nèi)部 ROM 和內(nèi)部 RAM 的內(nèi)存容量編號(hào) 電路類(lèi)型 ROM 存儲(chǔ)容量（字節(jié)） RAM 存儲(chǔ)容量（字節(jié)）8051AH HMOS 4K ROM 1288031AH HMOS 沒(méi)有 1288751H HMOS 4K EPROM 12880C51 CMOS 4K ROM 12880C31 CMOS 沒(méi)有 1288052 HMOS 8K ROM 2568032 HMOS 沒(méi)有 256 8051 主要功能列舉如下：為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)；芯片內(nèi)部有時(shí)鐘振蕩器(傳統(tǒng)最高工作頻率可達(dá) 12MHZ)；13內(nèi)部只讀存儲(chǔ)器(ROM)為 4K 字節(jié)；內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)為 128 字節(jié)；外部只讀存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64K 字節(jié)；外部隨機(jī)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64K 字節(jié)；32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨(dú)做 I／O 的控制；5 個(gè)中斷向量源；2 組獨(dú)立的 16 位定時(shí)器；1 個(gè)全雙工串行通信端口：8751 及 8752 單片機(jī)具有數(shù)據(jù)保密的功能；單片機(jī)提供位邏輯運(yùn)算指令。表 31 列出了 8051 系列的成員：其中 8751H 有可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)，可以存放程序代碼，同時(shí)具有程序保密的特性，可以防止程序代碼被任12意地拷貝，只是價(jià)格較貴。8051 單片機(jī)是 INTEL 公司在 8048 的基礎(chǔ)上，對(duì)其功能加以改進(jìn)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的8 位單片機(jī)，表 31 是 8048 與 8051 硬件功能的比較表。 開(kāi)發(fā)工具 單片機(jī)選擇單片機(jī)是把 CPU、內(nèi)存及 I／O 壓縮在同一塊芯片上，再外加一些電子元件便可以構(gòu)成一套簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)。最好的單片機(jī)編程者應(yīng)是由匯編轉(zhuǎn)用 C 而不是原來(lái)用過(guò)標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言的人。例如，懂得匯編語(yǔ)言指令就可使用在片 RAM 做變量的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠庾兞啃枰獛讞l指令才能設(shè)置累加器和數(shù)據(jù)指針進(jìn)行存取。8051 的不同存貯器區(qū)域使得其復(fù)雜一些。11C 語(yǔ)言作為一種非常方便的語(yǔ)言而得到廣泛的支持，C 語(yǔ)言程序本身并不依賴(lài)于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可根據(jù)單片機(jī)的不同較快地移植過(guò)來(lái)。C 可以進(jìn)行許多機(jī)器級(jí)函數(shù)控制而不用匯編語(yǔ)言。（3）C 是一種源于編寫(xiě) UNIX 操作系統(tǒng)的語(yǔ)言，它是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，可產(chǎn)生緊湊代碼。但對(duì) 8051 系列，PL／M 不支持復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)變量，也無(wú)豐富的庫(kù)函數(shù)支持。PL／M 編譯器像好的匯編器一樣可產(chǎn)生緊湊代碼。（2）PL／M 是 lntel 從 8080 微處理器開(kāi)始為其系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言。即使是編譯 BASIC，也不能解決此浮點(diǎn)運(yùn)算問(wèn)題。BASIC 為簡(jiǎn)化使用變量，所有變量都用浮點(diǎn)值。一個(gè)新變量名定義后可在程序中做變量使用，非常易學(xué)，根據(jù)解釋的行可以找到錯(cuò)誤而不是當(dāng)程序執(zhí)行完才能出來(lái)。 編程語(yǔ)言的選擇對(duì)于 8051 單片機(jī)，現(xiàn)有四種語(yǔ)言支持，即匯編、PL／M、C 和 BASIC。移開(kāi)小瓶過(guò) 1540s后，A，B 之間電阻恢復(fù)至大于 20M 歐。加熱開(kāi)始幾秒鐘后 A，B 之間電阻迅速下降至 1M 歐以下，然后又逐漸上升至 20M 歐以上后并保持著。MQ3 的靈敏度特性曲線如 圖 32 所示：9靈敏度特性曲線 圖 32 MQ3 的檢測(cè) 圖 33如圖 33 所示，當(dāng)電源開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)時(shí)，傳感器加熱電流為零，實(shí)測(cè) A，B 之間電阻20M 歐。當(dāng)其表面吸附有被測(cè)氣體酒精分子時(shí)，表面導(dǎo)電電子比例就會(huì)發(fā)生變化，從而其表面電阻會(huì)隨著被測(cè)氣體濃度的變化而變化?？筛鶕?jù)用戶要求調(diào)整外型參數(shù)提供應(yīng)用設(shè)計(jì)服務(wù)。本設(shè)計(jì)中的酒精氣體傳感器采用河南漢威電子有限公司的 MQ3 型,它屬于 MQ系列氣敏元件的一種。（3）配有人機(jī)接口軟件的中心監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。8第 3 章 方案論證 氣體傳感器的選擇 MQ3 基本介紹一個(gè)新型的氣體檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該包括：（1）基于一種或幾種傳感技術(shù)的氣體傳感器。 目 前 ， 低 功 耗 損 的 芯 片 發(fā) 展 很 快 ， 如 TI2702 運(yùn) 算 放 大 器 ，靜 態(tài) 功 耗 只 有 ， 而 工 作 電 壓 只 需 2~5V。 如 傳 統(tǒng) 的 加 速 度 傳 感器 是 由 重 力 塊 和 彈 簧 等 制 成 的 ， 體 積 較 大 、 穩(wěn) 定 性 差 、 壽 命 也 短 ， 而 利 用 激 光 等各 種 微 細(xì) 加 工 技 術(shù) 制 成 的 硅 加 速 度 傳 感 器 體 積 非 常 小 、 互 換 性 可 靠 性 都 較 好 。C， 在 冶 煉 、 焦 化 等 方 面 對(duì) 傳 感 器 的 溫 度 要 求 更 高 ， 因 此 發(fā) 展 新 興 材料 （ 如 陶 瓷 ） 的 傳 感 器 將 很 有 前 途 。C 范 圍 ， 而 汽 車(chē) 鍋 爐 等 場(chǎng) 合 要 求 傳 感 器 工 作 在 20176。C， 在 軍 用 系統(tǒng) 中 要 求 工 作 溫 度 在 40176。 提 高 溫度 范 圍 歷 來(lái) 是 大 課 題 ， 大 部 分 傳 感 器 其 工 作 范 圍 都 在 20176。 目 前 能 生 產(chǎn) 精 度 在 萬(wàn) 分 之 一 以 上 的 傳 感 器 的廠 家 為 數(shù) 很 少 ， 其 產(chǎn) 量 也 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 不 能 滿 足 要 求 。 （3） 傳感器的使用條件 傳感器的使用條件即為設(shè)置的場(chǎng)所，環(huán)境(濕度、溫度、振動(dòng)等)，測(cè)量的時(shí)間，與顯示器之間的信號(hào)傳輸距離，與外設(shè)的連接方式，供電電源容量。測(cè)量條件列舉如下，即測(cè)量目的，測(cè)量量的選定，測(cè)量的范圍，輸入信號(hào)的帶寬，要求的精度，測(cè)量所需要的時(shí)間，過(guò)輸入發(fā)生的頻繁程度。 （1） 測(cè)量條件 6 如果誤選傳感器，就會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。S 的百分比表示，遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱(chēng)為分辨率。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。也就是說(shuō)，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 　　靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度 S 是一個(gè)常數(shù)。 （4）傳感器的靈敏度 　　靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y 對(duì)輸入量變化△x 的比值。擬合直線的選取有多種方法。（3）傳感器的線性度 　　通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。 （2）傳感器的動(dòng)態(tài)特性 　　所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線來(lái)描述。 C 范圍內(nèi)的溫度。用于測(cè)量 200176。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合，這種傳感器比較適用。 用作壓阻式傳感器的基片（或稱(chēng)膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視，尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。電阻應(yīng)變式傳感器 　　傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。 電阻式傳感器 　 電阻式傳感器是將被測(cè)量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件?！　?2) 按傳感器工作原理分類(lèi)，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵熱電偶等傳感器。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。3第 2 章 傳感器基礎(chǔ)知識(shí) 傳感器的定義國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB766587 對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。當(dāng)然對(duì)付這些飲酒開(kāi)車(chē)者，現(xiàn)在最便捷的就是使用酒精測(cè)試儀，可以當(dāng)場(chǎng)直接測(cè)試。酒后駕車(chē)發(fā)生事故的機(jī)率高達(dá) 27％。酒精進(jìn)入胃腸壁后，被迅速吸收溶解于血液中，一般在飲酒后 5 分鐘便可以在血液中發(fā)現(xiàn)酒精，大約經(jīng)過(guò) 小時(shí)，