【正文】 由7109的片選及低8位數(shù)據(jù)輸出選通端（低電平有效）和高4位數(shù)據(jù)輸出選通端（也是低電平有效）配合來完成，同時也兼作極性位、溢出位選通端（主要用于判斷傳輸數(shù)據(jù)的正誤），我們將，（也就是說此時7109被選中可以進行數(shù)據(jù)的傳輸）。ICL7109為12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)可分為低8位和高4位分時傳送給單片機，由我們的電路圖我們可以看出工作方式選擇端MODE我們直接接地了，也就是說現(xiàn)在轉(zhuǎn)換器的工作方式為直接輸出方式，在該工作方式下我們可以在片選和字節(jié)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)。我們需要將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，只有這樣才能經(jīng)過單片機進行處理。 A/D轉(zhuǎn)換部分電路A/D轉(zhuǎn)換部分電路是由A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109構(gòu)成的，其主要作用是將氣體傳感器MQ4所得到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（該模擬電壓信號與瓦斯氣體的體積分數(shù)相對應(yīng)），便于輸入到單片機中進行數(shù)據(jù)處理。 335腳：INLO、INHI，差分輸入低端與高端。 32腳：INT，積分器輸出端，接積分電容。 30腳：BUF，緩沖放大器輸出端，接積分電阻。 240腳：V、V+，電源負與電源正端。高電平時，每經(jīng)8192個時鐘完成一次轉(zhuǎn)換；低電平時，轉(zhuǎn)換器將立即結(jié)束消除積分階段并跳至自動調(diào)零階段，從而縮短了消除積分階段，提高了轉(zhuǎn)換速度。 25腳：BUFOUT，時鐘緩沖器輸出端。 223腳：OSCIN、OSCOUT，時鐘輸入、輸出端。低電平時轉(zhuǎn)換器為直接輸出方式，此時可在片選和字節(jié)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)；高電平脈沖時轉(zhuǎn)換器處于UART方式，并在輸出兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)后返回到直接輸出方式。 20腳：/，片選端，低電平有效，并同時配合21腳MODE信號工作。 18腳：，低8位數(shù)據(jù)輸出選通端，低電平有效。 5～16腳：12位二進制數(shù)據(jù)輸出端。4腳：OR，超量程輸出端。3腳：POL，極性輸出端。2腳：STATUS，工作狀態(tài)輸出端。根據(jù)其性能指標(biāo)，考慮到系統(tǒng)的精度我們這次選用了ICL7109轉(zhuǎn)換器,它是一種高精度、低噪聲、低漂移和低價格的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，其數(shù)據(jù)輸出為12位二進制數(shù)，配有較強的接口電路，能方便地與各種微處理機連接。通常，轉(zhuǎn)換速度越快越好，特別是對動態(tài)信號采集。其中A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間是指完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時間，即從輸入啟動轉(zhuǎn)換信號開始到轉(zhuǎn)換結(jié)束所用的時間。同樣的5V電壓，若采用12位ADC，則它能分辨的最小電壓為5000Mv/4096≈1mV。如果用百分數(shù)表示分辨率，則分辨率為 （41）BCD碼輸出的A/D轉(zhuǎn)換器一般用位數(shù)表示分辨率，例如5G14433雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率為位，滿度字位為1999；用百分數(shù)表示分辨率時，分辨率為 （42）換而言之，分辨率就是A/D轉(zhuǎn)換器可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的最小電壓。其中分辨率就是指A/D轉(zhuǎn)換器可轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的位數(shù)或BCD碼的位數(shù)。第四章 A/D轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換器（analog digital converter簡稱ADC）是將輸入的模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件或設(shè)備，即能把被控對象的各種模擬信息變成計算機可以識別的數(shù)字信息，它是模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)或計算機之間的接口。串行輸入時，先將數(shù)據(jù)在A,B端準(zhǔn)備好，在CLK端產(chǎn)一上升沿，則一位數(shù)據(jù)移至最低位QA。由電路原理圖我們可以看到此次我們單片機89S51的I/O口分配如下：P0口：A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的輸入接口P1口：+=0時蜂鳴器蜂鳴,=1時發(fā)光二極管發(fā)光，其和蜂鳴器結(jié)合就是我們所要實現(xiàn)的聲光報警。 單片機的I/O口擴展器件由于單片機本身只有4個8位并行輸入輸出I/O接口，1個串行I/O接口，非常有限，所以當(dāng)I/O口不能滿足設(shè)計需求時則需要我們進行I/O口的擴展。XTAL1（19腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。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（29腳）：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口，P3口管腳備選功能如下表所示：表31 P3口第二功能引 腳第 2 功 能RXD（串行口輸入端）TXD（串行口輸出端） /INT0（外部中斷0請求輸入端，低電平有效）/INT1（外部中斷1請求輸入端，低電平有效）T0（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端） T1（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 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(21腳～28腳)：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(20腳)：接地。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。這種單片機對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。同時已具有三級程序存儲器保密的性能。AT89S51是一種低功耗高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個4KB的Flash在線可編擦除只讀存儲器，它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)和51系列單片機兼容。除了一般必須具有的CPU、ROM、RAM和定時/計數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件常見的還有A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I2C總線、CAN總線、SPI總線、DMA控制器、PWM控制器、聲音制造器、監(jiān)測定時器和鎖相電路等。（7）集成多種外設(shè)功能。（6）小容量、低價格化。采用精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運行速度，當(dāng)前指令速度最高者已達100MIPS（Million Instruction Per Seconds,兆指令每秒），并加強了未處理功能、中斷和定時控制功能。（4）高速化。標(biāo)準(zhǔn)的8031單片機沒有ROM，8051單片機有4KB的ROM，RAM均為128B。電源電壓也呈下降趨勢，而一些低電壓供電的單片機電源下限可大1——2V。（2）低電壓、低功耗化。近年來隨著CMOS技術(shù)的進步，單片機全面COMS化，這種工藝的單片機功耗低，可控性搶，能夠工作在功耗精細管理狀態(tài)。（1）CMOS化。目前單片機正朝著高性能和多產(chǎn)品方向發(fā)展今后的發(fā)展趨勢將進一步向低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格、高速化、高可靠行方向發(fā)展。第三章 單片機 單片機簡介及發(fā)展趨勢在一塊芯片上集成由運算器、控制器、儲存器、輸入/輸出接口5個基本部分，則這種芯片為單片微型計算機，簡稱單片機。這樣確定下來的RL的阻值，換言之傳感器的靈敏度也就確定下來了，此時我們已經(jīng)完成了甲烷傳感器的校準(zhǔn)。而靈敏度的調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié)負載電阻RL來實現(xiàn)的。其校準(zhǔn)過程如下：在測試條件下對傳感器進行校準(zhǔn)時，我們進行硬件部分電路的調(diào)試。 因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。5% Vh:177。2℃ Vc:177。圖22 測試電路（2）靈敏度調(diào)節(jié)在對MQ4的靈敏度進行調(diào)節(jié)之前首先要就要了解其靈敏度特性。Ac or DcRL負載電阻可調(diào)RH加熱電阻31Ω177。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。 MQ4 瓦斯?jié)舛葴y試部分電路是由氣體傳感器MQ4組成的，其作用為將瓦斯氣體的體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的模擬電壓信號并輸出出來。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，還是自行研制，價格能否承受。（8） 電源電壓特性電源電壓發(fā)生變化時，氣敏元件也會發(fā)生變化，解決的方法是采用恒壓供電。氣敏元件的特性隨環(huán)境會死度的不同而發(fā)生變化的特性成為濕度特性。消除這種影響的方法是采用溫度補償法。（6） 溫度特性。（4） 檢測和報警要迅速。（4）其他類型 包括光干涉式、熱傳導(dǎo)方式、紅外線吸收式。 （3）接觸燃燒式其原理是化學(xué)溶劑與氣體反應(yīng)產(chǎn)生使電導(dǎo)率發(fā)生變化。若氣體接觸到加熱的金屬，氧化物電阻值就會增大或者減少，其靈敏度高，構(gòu)造電路簡單，但輸出與氣體濃度不成比例。 氣體傳感器又叫氣敏傳感器，主要用來監(jiān)測氣體的特定成分。 　 危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。有單純性窒息作用，在高濃度時因缺氧窒息而引起中毒。 　　毒理學(xué)資料及環(huán)境行為 　　毒性：屬微毒類。若不及時遠離，可致窒息死亡。 　　 健康危害：甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。28′ 　　 外觀與性狀：無色無嗅氣體，比空氣輕 。 化學(xué)號為CH4。 甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、瓦斯、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。而國外用可燃性氣體的檢測代替單一CH4氣體的測量,毒氣包括H2S的測量。幅度越大，器危險系數(shù)就越大。了解各種可燃氣體、蒸汽或粉塵的爆炸極限，對與做好防火、防爆工作有忠言意義。如果可