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单片机,烟雾传感器详情
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2011-08-30
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这个是单片机中比较好的资源 ,大家可以看看。
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摘要
随着电子科学技术的发展,电子技术成为安全方面的有力手段,许许多多安全
方面的电子产品,是人们的生活的得力助手。本设计利用单片机技术结合 A/D 转换
芯片构建了一个可燃气体检测报警器。当环境中可燃或有毒气体泄露时,当气体报
警器检测到可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时,可燃气体报警器就会发出报
警信号,以提醒工作人员采取安全措施。本文首先简要介绍了设计可燃气体检测报
警器的主要方式以及单片机系统的优势;然后详细介绍了 可燃气体检测报警器的设
计流程,以及硬件系统和软件系统的设计,并给出了硬件电路的设计细节,包括各
部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
本次设计采用 MQ-2 气体传感器作为可燃气体的信号采集工具,采集到的模拟
电压量经过 ADC0804 转换为数字信号。单片机采集到 ADC0804 的数字信号后经
过计算,如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时单片机将驱动 LED 和蜂鸣器
发出报警信号。在无可燃气体的情况下,发生未知的危险,报警器可以人为的控制
按键发出报警信号提醒人们。按下 S1 时蜂鸣器报警,LED 闪烁;S2 用来取消报警。
关键词 MQ-2 传感器;STC89C52 单片机;ADC0804 芯片;数码管显示;按键
1
第一章 功能要求及方案论证
1.1 选择器件
按系统功能实现要求,决定控制系统采用市场上很普遍的 51 单片机,A/D 转换采
用 ADC0804,其转换速度完全可以达到本次设计的要求,显示部分由 LED 数码管进
行显示,价格便宜,显示醒目。
1.2 系统原理及基本框图
根据毕业设计的要求本次设计采用 STC89C52 单片机机芯片配合 ADC0804 模/数
转换芯片构成一个简易的可燃气体检测报警系统,显示部分由数码管进行显示可燃
气体的浓度级别。该电路通过 MQ-2 传感器检测可燃气体并发出 0-5V 的电压信号并
输入到 ADC0804 芯片采样模拟量电压,经过模/数转换后,产生相应的数字量经过其
输出通道 DB0~DB7 传送给 STC89C52 单片机的 P1 口。STC89C52 单片机负责把接
收到的数字量经过数据处理,产生正确的 7 段数码管的显示,显示可燃气体浓度级别。
本系统有单片机最小系统及电源、数码显示、按键、可燃气体检测、报警电路
组成。基本原理如图 1-1 所示:
图 1-1 系统基本方框图
2
上电复位
电源电路
STC89C52
P1
P3
P2
P0
ADC0809
LED 显示器
报警电路
第二章 主要元件介绍
2.1 STC89C52 单片机
2.1.1 概述
STC89C52 单片机是 STC 公司生产的八位单片机。
在这一块芯片上集成了一台微型计算机的各个主要部分。其中主要有 CPU,存
储器,可编程 I/O 口,定时/计数器,串行口等,各部分通过内部总线连接。
STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器( FPEROM-Flash
Programable and Erasable Read Only Memory )的低电压,高性能 COMOS8 的微处理
器。该器件采用 ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51
指令集和输出管脚相兼容。
2.1.2 引脚介绍和最小系统
STC89C52 芯片为 40 引脚双列直插式封装,其引脚排列如图 2-1-1 所示。在 40
条引脚中,有 2 条用于电源的引脚,2 条外接晶体的引脚,4 条控制引脚,其它为 I/O
引脚。
3
图 2-1-1 AT89S51 的引脚图
1、 电源引脚 Vss 和 Vcc
Vss(20):接地; Vcc(40):正常操作时接 +5V 电源。
2、 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2
当外接晶体振荡器时,XTAL1 和 XTAL2 分别接在外接晶体两端。当采用外部时
钟方式时,XTAL1 接地,XTAL2 接外来振荡信号。
3、 控制引脚 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN、EA/Vpp
RST/VPD:当晶体振荡器正常运行时,在此引脚上出现二个机器周期以上的高电
平使单片机复位。
Vcc 掉电期间,此引脚可接备用电源,以保持内部 RAM 的数据。当 Vcc 下降到
低于规定的电压,而 VPD 在规定的电压范围内,VPD 接向内部 RAM 提供备用电源。
ALE/PROG(30):当访问外部存储器时,由 P2 口送出地址的高 8 位,P0 口送出地
址的低 8 位,数据也是通过 P0 口传送。作为 P0 口某时送出的信息到底是低 8 位地址
还是传送的数据,需要有一信号同步的进行分别。当 ALE 信号(允许地址锁存)为
高电平(有效),P0 口送出低 8 位地址,通过 ALE 信号锁存低 8 位地址。即使不访
问外部存储器,ALE 端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号,此频率为振荡器
频率的 1/6,因此可以做对外输出的时钟。
对于有程序存储器的单片机在对内部程序存储器编程期间,此引脚用于输入编
程脉冲。
PESN(29):程序存储器读选通信号,低电平有效。
51 单片机可以外接程序存储器及数据存储器,它们的地址可以是重合的。51 单
片机时通过相应的控制信号来区别到底是 P2 口和 P0 口送出的是程序存储器还是数据
存储器地址。从外部程序存储器取指令(或常数)期间,每个机器周期两次 PSEN 有
效,此时地址总线上送出地址程序存储器地址;如果访问外部数据存储器,这两次
有效的 PSEN 信号将不出现。外部数据存储器是靠 RD 及 WR 信号控制的,PSEN 同
样可以驱动 8 个 LSTTL 输入。
EA/Vpp(31):当 EA 保持高电平时,访问内部程序存储器(4KB),但当
PC(程序计数器)值超过 0FFFH 时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当
EA 保持低电平时,则只访问外部程序存储器(从 0000H 开始),不管单片机内部是
否有程序存储器。
对于内部有程序存储器的单片机在对内部程序新学期编程期间,此引脚用于施
加 21V 的编程电源(Vpp)。
4、 输入输出引脚
P0.0-P0.7:P0 口时一个漏极开路型标准双向 I/O 口。在访问外部存储器时,它是
分时切换的地址(低 8 位)和数据总线,在访问外部设备期间使用内部的上拉电阻。
在对内部程序存储器编程时,它接收指令字节,而在验证内部程序时,则输出指令
字节。验证内部程序时,要求外接上拉电阻。
P1.0-P1.7:P1 口是带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 接口。在内部程序存储器编程
和验证时,它接收 8 位地址。
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