【正文】 化子程序、煤氣濃度顯示子程序、報警子程序、報警限值設置子程序、串口通信子程序。 (4)硬件電路和軟件的綜合調試。該報警系統(tǒng)的最基本組成部分應包括：信號采集模數(shù)轉換電路、單片機控制電路、顯示電路、聲光報警電路等部分組成。電路總題框圖如圖1所示： 電源開關 電源 STC89C52 單片機AD采集電路顯示電路報警電路按鍵控制 圖1 總體設計框圖 氣體檢測傳感器的介紹 燃氣報警器的核心是氣體傳感器，俗稱“電子鼻”。什么叫聲光報警？燃氣泄漏使室內濃度達到報警器濃度后，報警器的紅色指示燈亮，蜂鳴器發(fā)出“滴滴”的報警聲，所以叫做聲光報警。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調理，通常包括濾除雜質和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分。氣體傳感器一般被歸為化學傳感器的一類，盡管這種歸類不一定科學。 2. 氣體傳感器應滿足的基本條件 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) 對被測氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內的氣體濃度。(4) 長期工作穩(wěn)定性好。(5) 對檢測信號響應速度快，并且重復性好。一氧化碳氣體傳感器屬于氣敏傳感器，通過A/D轉換電路將模擬量轉換成數(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相關工作。本次設計采用MQ9半導體氣體傳感器，MQ9傳感器是裝有活性炭過濾器的傳感器，從而可以消除雜質氣體的影響，對有機溶劑或其他揮發(fā)性氣體的靈敏度低，而對氫氣和一氧化碳的靈敏度高，所以非常適合用于檢測人工煤制氣。這個加熱器電壓（VH）用于維持敏感素子處于與對象氣體相適應的特定溫度而施加在集成的加熱器上。這種傳感器具有極性，所以VC需用直流電源。為了將判定值水平最佳化，并使敏感素子的功耗（PS）低于15mW的限度值，需要選擇RL的值。二者之間的關系為：Rs/R L = (VcV RL ) / V RLMQ 9 型氣敏元件的敏感層是用非常穩(wěn)定的二氧化錫制成的。 單片機選型單片機是煤氣檢測自動報警系統(tǒng)的心臟，用來接收煤氣傳感器信號并啟動報警裝置顯示和執(zhí)行相應的報警。同時，在能夠滿足報警器系統(tǒng)設計的計算速度及接口功能要求的同類型單片機中，要考慮選擇價格低廉且體積輕巧的機型，在保證了報警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎上，能夠不提高成本，縮小體積。其中，51系列單片機的優(yōu)點是價錢便宜,I/O口多,程序空間大。 STC89C52單片機簡介 STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K可編程Flash存儲器。片上Flash允許程序存儲器在線可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。這一模塊以單片機為中心把程序代碼燒進去然后外圍接上復位電路、振蕩電路、鍵盤控制、LED顯示電路、報警電路等子模塊。 2)時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2 XTAL2(18腳)：接外部晶體和微調電容的一端。若需采用外部時針電路時，該引腳輸入外時鐘脈沖。 XTAL1(19腳)：接外部晶體和微調電容的另一端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 RST(9腳)：RST是復位信號輸入端，高電平有效。 ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存允許信號端。此頻率為振蕩器頻率fosc的1/6，當CPU訪問片外存儲器時，ALE輸出信號作為鎖存低8位地址的控制信號。平時不訪問片外存儲時，ALE端也以1/6的振蕩頻率固定輸出正脈沖，因而ALE信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。ALE的負載驅動能力為8個LS型TTL（低功耗高速TTL）。此引腳接ERROM的OE端。CPU在從外部ERROM/ROM取指令期間，每個周期PSEN兩次有效。要檢查一個STC89C52小系統(tǒng)上電后CPU能否正常到ERROM/ROM中讀取指令碼，也可用于示波器看PSEN端有無脈沖輸出。 EA/VPP（31腳）：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。但在PC（程序計數(shù)器）的值超過OFFFH（對8751/8051為4k）時，將自動轉向執(zhí)行片外存儲器的程序。對于無芯片內的ROM的8031或8032，須外擴ERROM，此時必須將EA引腳接地。4)I/O（輸入/輸出端口，P0，P1，P2，P3）P0口：P0口是一個漏極開路的8位準雙向I/O端口。P2口：即可以做地址總線輸出地址高8位，也可以做普通I/O用，（此時為準雙向口）。見表2。 圖4 信號處理模塊 單片機最小系統(tǒng)包括單片機、復位電路、時鐘電路構成。連接方式為單片機中的40腳VCC接正極5V，而20腳VSS接電源地端。單片機接通電源時產生復位信號，完成單片機啟動確定單片機起始工作狀態(tài)。一般有上電自動復位和外部按鍵手動復位，單片機在時鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。 時鐘電路好比單片機的心臟，它控制著單片機的工作節(jié)奏。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內振蕩器。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us。一般STC單片機資源比其他單片機要多，而且執(zhí)行速度快；STC系列單片機使用串口對單片機進行燒寫,下載程序較為方便；STC89C52單片機內部集成了看門狗電路；且具有很強抗干擾能力。 煤氣檢測AD采集電路 煤氣檢測采用MQ9傳感器。從而設定出理想的煙霧強度報警值。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經有很高的普及率。ADC0832 具有以下特點：* 8 位分辨率；* 雙通道 A/D 轉換；* 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容；* 5V 電源供電時輸入電壓在 0~5V 之間；* 工作頻率為 250KHZ，轉換時間為 32μS；* 一般功耗僅為 15mW；* 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；* 商用級芯片溫寬為0176。C，工業(yè)級芯片溫寬為?40176。C；圖7 ADC0832引腳圖ADC0832的引腳說明如圖6：1) CS_—— 片選使能，低電平芯片使能。3) CH1——模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。5) DI——數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。7) CLK——芯片時鐘輸入。ADC0832的操作： ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉換要求。芯片轉換時間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。電路如圖9所示。如圖10所示圖10 消音按鍵連接電路圖 電源模塊 由于本系統(tǒng)采用電池供電，我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強的電流驅動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。因此我們放棄了此方案。綜上所述采用方案2電源接口電路如圖10，其中P1為電池接口，SW1為電源開關。圖11 電源接口電路4 系統(tǒng)軟件的設計 系統(tǒng)主程序設計及流程圖主程序流程圖如下圖12所示。程序初始化結束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。主程序還包括LED八段式數(shù)碼管濃度字符顯示功能、手動報警功能、報警濃度設定功能，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。檢查它是否有虛焊、是否有毛剌等。第三步為加電檢查。第四步是聯(lián)機檢查。6 電路的調試首先燒入顯示程序，看顯示正不正常。類似的現(xiàn)象還有很多就不一一列舉了。由于采用了單片機技術為主導的智能化管理，可實現(xiàn)對煤氣濃度的動態(tài)監(jiān)控，運行穩(wěn)定可靠，靈敏度高，具有非常重要的市場應用價值。 經過近一個月的畢業(yè)設計，使我對集成電路的使用有了更進一步的認識和了解，要想學好它要重在實踐，通過實踐，我也發(fā)現(xiàn)我的很多不足之處，把所學習到的知識融合到一塊還不是想象中的那么簡單，其中涉及了單片機、數(shù)字電子技術、模擬電子技術、protel 99se等學科知識，要學好這門課程還需要更多的努力。深刻體會了理論聯(lián)系實際的重要性，從老師提出設計要求到完成設計報告，不斷的完善自己的設計和電路。經過多次修改最終于實現(xiàn)了設計要求。尤其是這次畢業(yè)論文設計，在這里非常感謝老師在設計中給我的建議、支持和幫助，非常感謝老師在我寫論文期間對我的引導和啟發(fā)。感謝導師對我論文不厭其煩的精心修改，多次耐心地審閱了論文全稿，提出了許多寶貴的意見。由于老師的支持和同學的各方配合使我的課題能順利的完成。從選題到完成設計，老師一直都是很悉心的給我講解著在設計中遇到的各種問題，循循善誘，嚴格把關，幫助我開拓設計思路，并不斷地鼓舞著我，使我感到信心倍增，讓我非常積極地投入到設計中，不斷地完成設計中的一個個部分。 回想大學四年的時光，仿佛盡在昨天。是你們在生活和學習上不斷給與我支持、幫助和無微不至的關懷，是你們不斷地給與了我信心，讓我在人生中一次次堅強地走下去。 //斷碼//數(shù)碼管位選定義uchar code smg_we[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef}。uchar dis_smg[8] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}。 //顯示數(shù)碼管的個位數(shù)sbit SCL=P3^4。 //DO定義為P1口的第4位腳，連接ADC0832DO腳sbit CS=P3^2。 //18b20 IO口的定義sbit beep = P3^6。 //溫度的變量uchar dengji,s_dengji。 //手動報警鍵uint huoyan。uchar key_can。 //菜單設計的變量bit flag_lj_en。 //按鍵連3次連加后使能 加的數(shù)就越大了 uchar key_time,flag_value。uchar flag_clock。 //自動退出設置界面uchar a_a。 for(i=0。i++) for(j=0。j++)。}/******************把數(shù)據(jù)保存到單片機內部eepom中******************/void write_eepom(){ SectorErase(0x2000)。 byte_write(0x2001, s_dengji)。 }/******************把數(shù)據(jù)從單片機內部eepom中讀出來*****************/void read_eepom(){ s_temp = byte_read(0x2000)。 a_a = byte_read(0x2060)。 //先讀 if(a_a != 1) //新的單片機初始單片機內問EEPOM { s_temp = 50。 a_a = 1。 } }/***********************18b20初始化函數(shù)*****************************/void init_18b20(){ bit q。 //把總線拿高 delay_uint(1)。 //給復位脈沖 delay_uint(80)。 //把總線拿高 等待 delay_uint(10)。 //讀取18b20初始化信號 delay_uint(20)。 //把總線拿高 釋放總線}/*************寫18b20內的數(shù)據(jù)***************/void write_18b20(uchar dat){ uchar i。i8。 //把總線拿低寫時間隙開始 dq = dat amp。 //向18b20總線寫數(shù)據(jù)了 delay_uint(5)。 //釋放總線 dat = 1。 for(i=0。i++) { dq = 0。 //讀數(shù)據(jù)是低位開始 dq = 1。 delay_uint(5)。 //返回數(shù)據(jù)}/*************讀取溫度的值 讀出來的是小數(shù)***************/uint read_temp(){ uint value。 //在讀取溫度的時候如果中斷的太頻繁了，就應該把中斷給關了，否則會影響到18b20的時序 init_18b20()。 //跳過64位ROM write_18b20(0x44)。 //500us init_18b20()。 //跳過64位ROM write_18b20(0xbe)。 low = read_18b20()。 //讀溫度高字節(jié) EA = 1。 //把溫度的高位左移8位 value |= low。 //轉換到溫度值 return value。 SCL=0。 CS=0。 //第一個上升沿 SCL=0。 SCL=1。 DO=ODD。 //第三個上升沿 SCL=0。 for(i=0。i++) { SCL=1。 //開始從第四個下降沿接收數(shù)據(jù) value=1。 } for(i=0。i++)