【正文】 上拉電阻的8位雙向I/O口，P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P2也接收高位地址和其他控制信號(hào)。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1接受低8 位地址。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。P0口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用。VCC：電源電壓AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器體制工作并禁止其他所有不見工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)，AT89C51 降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式 [26]。AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)的閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。為了保重整個(gè)系統(tǒng)可靠的運(yùn)行，設(shè)計(jì)中必須明確三大部分的實(shí)際聯(lián)系：以單片機(jī)為中心，其他本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3各大模塊一一展開。整個(gè)報(bào)警器由三個(gè)部分組成，分為三大模塊：濃度檢測模塊、主控模塊和報(bào)警模塊。在此系統(tǒng)中，檢測信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。以此理解，一氧化碳報(bào)警器同樣具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)層次。(3)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：能滿足嵌入對(duì)象要求的全部電路系統(tǒng)。第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) CO 氣體濃度監(jiān)測儀總體設(shè)計(jì)方案單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次：(1)單片機(jī)：通常指應(yīng)用系統(tǒng)主處理機(jī)，即所選擇的單片機(jī)器件。實(shí)現(xiàn)：1．準(zhǔn)確測量周圍環(huán)境中的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏；2．實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能控制；3．實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程語言系統(tǒng)的控制及傳感器電路的控制。而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，黃色 LED亮啟，便于用戶及時(shí)對(duì)報(bào)警器進(jìn)行維修。 本文研究內(nèi)容本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字氣體報(bào)警器采用單片機(jī) AT89C51，其價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。這樣做雖然省缺了購買可燃?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的麻煩和費(fèi)用, 但實(shí)際上達(dá)不到保證安全的目的, 從而形成重大安全隱患, 有時(shí)還會(huì)造成報(bào)警器檢測元件中毒。為了保證人們身體健康和環(huán)境潔凈，世界各國都紛紛致力于防止空氣污染的產(chǎn)生監(jiān)測儀是否靈敏可靠關(guān)系到人身財(cái)產(chǎn)安全,因此監(jiān)測儀屬于強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具。一氧化碳是一種無色、無味的氣體，它與血液中的血紅素結(jié)合的能力是氧的 240 倍，它與血紅素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使血紅蛋白喪失了輸送氧氣的能力，從而導(dǎo)致組織低氧癥，甚至死亡。但監(jiān)測儀選用得是否合理，直接關(guān)系到其功能的充分發(fā)揮。關(guān)鍵詞：一氧化碳；單片機(jī)；檢測；報(bào)警本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV目 錄目 錄 ...............................................................IV第 1 章 緒論 ..........................................................1 CO 濃度監(jiān)測儀研究概況 .........................................1 本文研究內(nèi)容 .................................................1第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................2 CO 氣體濃度監(jiān)測儀總體設(shè)計(jì)方案 .................................2 CPU 的選擇 ....................................................3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .................................................6 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .................................................7 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................7第 3 章 CO 濃度監(jiān)測儀輸入輸出電路設(shè)計(jì) ..................................8 CO 傳感器的選擇 ...............................................8 運(yùn)算放大器選擇 ..............................................10 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .................................................10 聲光報(bào)警電路 ................................................11 顯示電路 ....................................................12第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .....................................................13 流程圖設(shè)計(jì) ..................................................13 程序編寫 ....................................................14 主程序 ...................................................................................................14 調(diào)零子程序 ...........................................................................................15 顯示子程序 ...........................................................................................16 報(bào)警子程序 ...........................................................................................19 中斷取值子程序 ...................................................................................19第 5 章 軟件仿真 .....................................................22第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .................................................24本科生課程設(shè)計(jì)（論文）V參考文獻(xiàn) ............................................................25附錄 硬件原理圖 ....................................................26本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論 CO 濃度監(jiān)測儀研究概況燃?xì)?人工煤氣、天然氣、液化石油氣)的普及，提高了生產(chǎn)效率、市民的生活質(zhì)量，但在使用燃?xì)獾倪^程中，因燃?xì)庑孤?、廢氣等原因造成的燃?xì)獗?、中毒等意外事故時(shí)有發(fā)生，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的威脅，因此安全使用燃?xì)庖恢笔侨細(xì)庵鞴懿块T工作的重中之重。因此，很適用于家庭的一氧化碳檢測。由于單片機(jī)成本低廉，自動(dòng)控制功能比較強(qiáng)大，運(yùn)行穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性好，所以本系統(tǒng)采用單片機(jī)做控制的核心元件。實(shí)時(shí)監(jiān)控多處一氧化碳濃度變化，如果某處一氧化碳濃度過高，系統(tǒng)將發(fā)出聲音報(bào)警，并顯示報(bào)警傳感器號(hào)碼，提醒人們及時(shí)搶險(xiǎn)。2．工作電源 220V設(shè)計(jì)要求：分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單片機(jī)及傳感器，模擬量輸入電路設(shè)計(jì)等；應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上。I遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）題目： CO氣體濃度監(jiān)測儀設(shè)計(jì) 院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 注：成績：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目 CO氣體濃度監(jiān)測儀設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)該監(jiān)測儀主要用于公共場所及某些車間空氣中 CO 濃度的監(jiān)測，檢測標(biāo)準(zhǔn)是：CO濃度小時(shí)均值應(yīng)低于 3mg/m3，日均值應(yīng)低于 4mg/m3。. 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 傳感器選擇以及模擬量檢測電路設(shè)計(jì)3. 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)（要求強(qiáng)弱電隔離）4. .程序流程圖設(shè)計(jì)機(jī)程序清單編寫技術(shù)參數(shù)：1．CO 濃度小時(shí)均值應(yīng)低于 3mg/m3，日均值應(yīng)低于 4mg/m3。進(jìn)度計(jì)劃第 1 天 查閱收集資料第 2 天 總體設(shè)計(jì)方案的確定第 34 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5 天 傳感器選擇以及模擬量檢測電路設(shè)計(jì) 第 6 天 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)第 7 天 程序流程圖設(shè)計(jì)第 8 天 軟件編寫與調(diào)試第 9 天 設(shè)計(jì)說明書完成第 10 天 答辯指導(dǎo)教師評(píng)語及成績 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III摘 要本系統(tǒng)利用 51 單片機(jī)做核心控制模塊，利用 MQ7 一氧化碳傳感器探測一氧化碳。本系統(tǒng)可用于家庭環(huán)境，也適用于工業(yè)環(huán)境。MQ7 一氧化碳傳感器對(duì)一氧化碳的靈敏度高；長壽命，低成本；簡單的驅(qū)動(dòng)電路即可。數(shù)碼管能清晰的顯示報(bào)警的房間號(hào)碼，即使在光線較暗時(shí)，所以選用數(shù)碼管做顯示模塊。CO 濃度監(jiān)測儀能有效監(jiān)測環(huán)境中可燃?xì)怏w或毒性氣體 CO 的濃度，一旦其濃度超出報(bào)警限定值，就能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并且能自動(dòng)開啟排風(fēng)扇把燃?xì)馀懦鍪彝?，甚至能通過聯(lián)動(dòng)裝置自動(dòng)切斷燃?xì)夤?yīng)防止燃?xì)饫^續(xù)泄漏，起到安全防范的作用。該設(shè)計(jì)所研究的 CO 濃度監(jiān)測儀正是應(yīng)這種要求而開發(fā)的。一氧化碳濃度的高低是評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一，也是工廠、煤礦井下是否發(fā)生自燃火災(zāi)的重要標(biāo)志之一。目前大多數(shù)報(bào)警器用戶都使用汽油或液化氣等超過以上高濃度的易揮發(fā)可燃?xì)怏w對(duì)報(bào)警器進(jìn)行檢測, 若報(bào)警即判斷監(jiān)測儀正常。如果使用標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測報(bào)警器, 就能保證人身安全, 同時(shí)杜絕報(bào)警器檢測探頭中毒現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)能將置于測試環(huán)境中的氣體傳感器輸出的模擬電壓通過 A/D 轉(zhuǎn)換器送本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2入單片機(jī) AT89C51 中進(jìn)行處理并通過數(shù)碼管顯示，通過設(shè)置報(bào)警值，當(dāng)檢測到的濃度達(dá)到或者超過設(shè)定值時(shí)，用單片機(jī)控制發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，同時(shí)打開喇叭發(fā)出聲音報(bào)警，來達(dá)到報(bào)警的目的，并通過外接排風(fēng)扇與電磁閥對(duì)其進(jìn)行程控，以防事故的發(fā)生。系統(tǒng)以 MQ7 氣體傳感器和 AT89C51 單片機(jī)為核心, 設(shè)計(jì)氣體泄漏報(bào)警器。4．研究單片機(jī)各接口的作用及功能；5．了解 MQ7 氣體傳感器的具體功能；6．實(shí)現(xiàn)對(duì)基本報(bào)警電路的控制。(2)單片機(jī)系統(tǒng)：指按照單片機(jī)的技術(shù)要求和嵌入對(duì)象的資源要求而構(gòu)成的基本系統(tǒng)，如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和擴(kuò)展存儲(chǔ)器等與單片機(jī)構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)。在單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮慕涌陔娐?，如前向通道、后向通道、人機(jī)交互通道(鍵盤、顯示器、打印機(jī)等)和串行通行口(RS232)以及應(yīng)用程序等。其中以AT89C51 單片機(jī)為核心構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。為了更好的理清設(shè)計(jì)思路，將整個(gè)系統(tǒng)細(xì)分為三部分加以設(shè)計(jì)說明。在本次設(shè)計(jì)中，使用的核心器件是單片機(jī)和一氧化碳傳感器。其中，濃度檢測及顯示模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是將房間中的一氧化碳濃度值轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并且濃度值顯示出來：主控模塊以單片機(jī)為主，對(duì)其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報(bào)警模塊是此系統(tǒng)的外部電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)報(bào)警。圖 2