【正文】 15 資料 來源：徐瑋 ,《 51 單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng) 1602 字符型液晶顯示篇》 [J].電子制作 ,2021， (01) 它有以下特性： +5V 電壓 ； 對(duì)比度可調(diào) ； 含復(fù)位電 路； 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、游標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 ； 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM；建有 192 個(gè) 5X7 點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM； 8 個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM。 它有若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。它 能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符 ， 內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。 ADC0804 的總體設(shè)計(jì)如圖 10。 CLKIN、CLKR 和 VIN()外接 R5(10KΩ)、 C4(56PF)RC 振蕩電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖， VIN()還接GND， 20 號(hào)引腳接 +5V 電源。數(shù)字輸出量可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 14 DB0~DB7 分別對(duì)應(yīng)接在 ~，模擬輸入量 VIN(+)接 MQ5 傳感器上，采集模擬信號(hào)。 根據(jù)芯片的規(guī)范和要求，本設(shè)計(jì)中 ADC0804 的 CS 接在 89C52 的 腳，作為片選使用。當(dāng) STC89C52 通過總線查詢到 INTR 為低電平時(shí) 會(huì) 立即執(zhí)行輸入指令，以產(chǎn)生 CS 低電平信號(hào)到 ADC0804 相應(yīng)引腳，將數(shù)據(jù)取出并存入存儲(chǔ)器中。 ADC0804 引腳介紹如圖 9 所示。如 CS、 RD 同時(shí)來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號(hào)送出，而在 RD 高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài) 。該信號(hào)常作為向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào) ； CLKIN 為 外電路提供時(shí)鐘脈沖輸入 ； CLKR 是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器外接電阻端，與 CLKIN 端配合可由芯片自身產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其頻率為 1/； D0~D7 為 A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出端，該輸出端具有三態(tài)特性，與微機(jī)總線相接 ； VIN(+) /VIN()為 ADC0804 的兩模擬信號(hào)輸 入 端，用以接受單極性、雙極性和差摸輸入信號(hào) ； AGND、 DGND 分別為模擬接地端、數(shù)字接地端。 ADC0804 的 CS 引腳為片選信號(hào)輸入端，低電平有效； WR 為 寫信號(hào)輸入，接受微機(jī)系統(tǒng)或其他數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動(dòng)輸入端，低電平有效，當(dāng) CS、 WR 同時(shí)為可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 13 低電平時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 ； RD 為 讀信號(hào)輸入，低電平有效，當(dāng) CS、 RD 同時(shí)為低電平時(shí)，讀取轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù) ； INTR 為 轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)，低電平有效。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與 微處理器 連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在 CPU數(shù)據(jù)總 線上，無須附加邏輯界面電路 。 本設(shè)計(jì) A/D轉(zhuǎn)換器選擇了 ADC0804，它是具有 8 位的分辨率，使用 CMOS 集成工藝 制成的逐次比較型 模 數(shù) 的 轉(zhuǎn)換芯片 。本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃性氣體的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并顯示在 LCD 上，若實(shí)際氣體濃度值超過設(shè)定值 ，單片機(jī)通過控制電路執(zhí)行聲光報(bào)警。其電源連接電路如圖 8 所示。電路安全穩(wěn)定可靠，測(cè)試電壓為 +5V，并且在 12V和 5V電路中引線排針，以供日后使用。 圖 7 復(fù)位 電路 電源電路 電源采用直流電源變壓器輸出 12V的電壓，并由橋式整流二極管、 7085 穩(wěn)壓器、電容濾波組成。 圖 6 晶振電路 復(fù)位電路采用了外部復(fù)位電路的手動(dòng)按鈕復(fù)位，設(shè)置了一個(gè)按鍵，按下再?gòu)椘鹁徒o單片機(jī)復(fù)位引腳 RST 施加一個(gè) +5V的脈沖，在這個(gè)脈沖時(shí) 間內(nèi)單片機(jī)就完成了復(fù)位。整個(gè)電路的輸入和輸出端分別接在了單片機(jī)的 XTAL XTAL2 兩引腳上。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫 (1000次 )ISP Flash ROM 32 位 I/O 口 線 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 035MHZ 2 個(gè)外部中斷源 512x8bit 內(nèi)部 RAM 全雙工 UART 串行中斷口線 內(nèi)置 4KB EEPROM 存儲(chǔ)空間 中斷喚醒省電模式 低功耗空閑和省電模式 看門狗 （ WDT） 電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 MAX810 復(fù)位電路 1 個(gè) 6 矢量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 11 圖 5 STC89S52 最小系統(tǒng) 晶振電路及復(fù)位電路 晶振電路是單片機(jī)工作的主時(shí)鐘 電路 ， 單片機(jī)所有的工作都是在由晶振產(chǎn)生的節(jié)拍的控制下工作的 ，它由晶振和兩個(gè)諧振電容組成。 表 1 主要功能特性 表 ： 圖 4 STC89C52 各個(gè)引腳 主機(jī) STC89C52 完成對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過程、采集方式、顯示過程和報(bào)警過程的控制。掉電模式下能凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù) ,停止芯片其他功能直至下一個(gè)外中斷啟動(dòng)或硬件復(fù)位。 此外 ,STC89C52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并可通過軟件設(shè)置省電模式（支持 2 種軟件節(jié)電模式）。 總體來講， STC89C52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳 ,8K Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ,512 Bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （ RAM） ,32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 （ I/O） 口 ,一可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 10 個(gè) 6 矢量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) ,3 個(gè) 16位 可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,1 個(gè)全雙工串行通信口 ,內(nèi)置4KB EEPROM 存儲(chǔ)空間， MAX810 復(fù)位電路，看門狗 （ WDT） 電路 ,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器，最高運(yùn)行頻率為 35MHZ， 6T/12T 可選。功能強(qiáng)大且低價(jià)的微型計(jì)算機(jī) STC89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案?？傮w連接如圖 3。 7805 穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的電源電路提供 +5v 的穩(wěn)定電源；當(dāng)輸入的模擬量可燃?xì)怏w濃度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，經(jīng)單片機(jī)處理后，向繼電器電路發(fā)出指令，繼電器電路會(huì)斷開，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路、安全保護(hù)的作用。 主機(jī)單元電路 主機(jī)模塊是由主控芯片 STC89C5復(fù)位電路、晶振電路、電源電路構(gòu)成。主機(jī)單元主要STC89C52 單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路和 7805 電源電路組成。當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限報(bào)警設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警和控制信號(hào)，以提示操作人員采取安全對(duì)策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置。總體硬件的連接圖如圖 2 所示。 圖 1 系統(tǒng)原理方框圖 系統(tǒng)工作原理 本設(shè)計(jì)可以檢測(cè)空氣中的烷類氣體、一氧化碳等多種可燃性氣體的濃度，采用MQ5 氣敏感測(cè)器對(duì)可燃性氣體信號(hào)進(jìn)行采集，通過 ADC0804 將采集到的模擬濃度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且將轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號(hào)送入 STC89C52 單片機(jī)，單片機(jī)將實(shí)時(shí)濃度通過 LCD1602 顯示出來；當(dāng)可燃性氣體濃度大于或等于設(shè)定值（本設(shè)計(jì)的報(bào)警限為 400ppm）時(shí)，單片 機(jī)的報(bào)警電路的引腳變低電平，相應(yīng)的聲光報(bào)警電路就會(huì)導(dǎo)通，蜂鳴器響并且二極管發(fā)光，通知操作人員采取措施。本設(shè)計(jì)由 STC89C52 單片機(jī)，電源電路， A/D 轉(zhuǎn)換電路、 LCD 顯示器及聲光報(bào)警電路五大部分組成。并根據(jù)電路圖做出實(shí)物，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。 制作實(shí)物，實(shí)現(xiàn)可燃性氣體報(bào)警功能。以 STC89C52 芯片為中央處理器，對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，完善其功能，系統(tǒng)的硬件電路主要為 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 STC89C52 單片機(jī)界面電路、聲光報(bào)警控制電路、晶振電路、復(fù)位電路、 LCD 顯示電路等； 軟件編制。 設(shè)計(jì)任務(wù) 本文設(shè)計(jì)了一種性能穩(wěn)定、靈敏度高、使用方便、智能化的氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，具有一定的使用價(jià)值。二是增強(qiáng)可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展 MEMS 技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)適用的變送器和智能型煤氣報(bào)警器。 目前，煤氣報(bào)警器的發(fā)展趨勢(shì)集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡(jiǎn)化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是煤氣報(bào)警器一直追求的目標(biāo)。 燃?xì)鈭?bào)警控制器在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展成相當(dāng)成熟的一種產(chǎn)品 :一方面是由于人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于煤氣報(bào)警器市場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng) 。許多的冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國(guó)企業(yè)大多做的是下游的制造和服務(wù)，像安防報(bào)警產(chǎn)品那樣既擁有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場(chǎng)的行業(yè)其實(shí)是很少的。 可燃?xì)怏w漏報(bào)警器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警產(chǎn)品是一個(gè)系列產(chǎn)品，包括氣體探測(cè)設(shè)備、信息傳輸 設(shè)備、報(bào)警分析控制器，是物理傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸及管理技術(shù)、智能樓宇等技術(shù)的集成，屬高新技術(shù)。 因燃?xì)庑孤┖蛷U氣排放而大量產(chǎn)生的一氧化碳導(dǎo)致了燃?xì)庵卸尽⑼咚贡ㄊ录l頻發(fā)生，若采用可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警器就能得到及時(shí)的警示并采取相關(guān)的處理搶救措施，保證了安全生產(chǎn)和居民的財(cái)產(chǎn)安全。 根據(jù)有關(guān)專家介紹，使用燃?xì)鈭?bào)警器是對(duì)付燃?xì)庑孤┑闹匾侄沃?。有些是保養(yǎng)不當(dāng)，如蓄電池?fù)p壞，有些是因使用不當(dāng)而造成故障，因此不能進(jìn)行準(zhǔn)確，安全的報(bào)警和控制。 可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警器研究目的和意義 單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，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。燃?xì)鈭?bào)警器的探測(cè)氣敏感測(cè)器主要有半導(dǎo)體型、電化學(xué)氣敏感測(cè)器、接觸燃燒室以及少量的其他類型。controller 可燃性氣體泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 3 目錄 1 緒論 ..................................................................................................................................... 5 引言 .................................................................................................................................5 可燃?xì)?體泄漏報(bào)警器研究目的和意義 .........................................................................5 可燃?xì)怏w漏報(bào)警器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .........................................................................5 設(shè)計(jì)任務(wù) ..........................................................................................................