基于单片机的有毒气体检测系统的设计dkfm.docx

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1、 本科毕业业设计（论论文）基于单片片机的有有毒气体体检测系统的设设计袁博燕 山 大 学学20122年6月本科毕业业设计（论论文）基于单片片机的有有毒气体体检测系统的设设计学院：专业：学生姓名名：学 号号：0指导教师师：答辩日期期：20012年6月17日燕山大学学毕业设设计（论论文）任务书书学院：里里仁学院院 系系级教学学单位：电子工程程系学号学生姓名专 业班 级0题目题目名称称基于单片片机的有毒气气体检测测系统的设设计题目性质质1.理工工类：工工程设计计 （ ）；工程程技术实实验研究究型（ ）；理论研究究型（ ）；计算算机软件件型（ ）；综合合型（ ）2.文管管理类（ ）；3.外语类类（ ）；

2、4.艺术类类（ ）题目类型型1.毕业业设计（ ）2.论文文（ ）题目来源源科研课题题（ ）生产实实际（ ）自选题目目（ ）主要内容熟悉掌握握89CC52单单片机，AD转换器，显示模块的功能及硬件设计；熟悉掌握C语言的编程方法，对实际设计一款产品有一个清楚的认识；基本要求要求设计计出一个个具有多多路一氧氧化碳实实时检测测功能并并能够进进行超限限判断，发发出声光光报警，并并实时显显示具体体是哪路路传感器器报警的的检测装装置。参考资料1张志志良，单单片机原原理及控控制技术术M.，北北京：机机械工业业出版社社，20002。2侯国国章，测测试与传传感技术术M.，哈哈尔滨：哈尔滨滨工业大大学出版版社，22

3、0000。周次第 1 33 周第 4 77 周第8 11 周周第1214周第1518周应完成的内容查阅相关关资料，做做基本需需求分析析。进行系统统整体架架构设计计。进行系统统详细设设计；系统的实实现与调调试，撰撰写论文文。完善系统统及论文文。指导教师师：卢辉辉斌职称：教教授20012年年3月1 日系级教学学单位审审批：练练秋生20122年3月5日摘要摘要煤矿中含含有COO(一氧氧化碳)等有毒毒气体，是是煤矿下下重要的的危害源源之一，是导致重大事故的因素；家庭中，煤气泄漏将在短时间内产生大量一氧化碳，危及人生安全。对一氧化碳气体检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。本系统利利用511单片机

4、机做核心心控制模模块，利利用MQQ-7一氧化化碳传感感器探测测一氧化化碳。实实时监控控多处一一氧化碳碳浓度变变化，如如果某处处一氧化化碳浓度度过高，系系统将发发出声音音报警，并并显示报报警传感感器号码码，提醒醒人们及及时抢险险。本系系统可用用于家庭庭环境，也也适用于于工业环环境。由于单片片机成本本低廉，自自动控制制功能比比较强大大，运行行稳定，环环境适应应性好，所所以本系系统采用用单片机机做控制制的核心心元件。MQ-77一氧化化碳传感感器对一一氧化碳碳的灵敏敏度高；长寿寿命，低低成本；简单的的驱动电电路即可可。因此此，很适适用于家家庭的一一氧化碳碳检测。数码管能能清晰的的显示报报警的房房间号码

5、码，即使使在光线线较暗时时，所以以选用数数码管做做显示模模块。本文主要要叙述了了基于单单片机的的有毒气气体检测测系统设设计的全全过程，包包括硬件件电路设设计、软软件设计计、电脑脑仿真和和实物制制作。关键词一一氧化碳碳；单片机机；检测；报警I燕山大学本科生毕业设计（论文)AbsttracctConttainninggCO (carrbonnmonnoxiide) anndottherrtoxxicggaseesinncoaalmiiness, issoneeofthhesoourcceofftheehazzarddsinntheecoaal, leaadinngtooamajjoraacciid

6、enntfaactoors; faamilly, agassleaakinnashoortttimeetoprooduccelaargeeamoounttsoffcarrbonnmonnoxiide, enndanngerringgtheeliffesaafetty. Ressearrchaandddeveeloppmenntofftheecarrbonnmonnoxiideggasddeteectiioniinsttrummenttshaavebbeennanisssueeofcoonceern.Thessysttemuusess51miicrooconntroolleertoodothhe

7、coorecconttrollmoddulee, thheusseofftheeMQ-7COseensoortoodettecttcarrbonnmonnoxiide. Reeal-timmemoonittoriingoofmuultiipleecarrbonnmonnoxiidecconccenttrattionnchaangees, ifsoomewwherreinntheecarrbonnmonnoxiidecconccenttrattionnistooohiigh, thhesyysteemwiillssounndannalaarm, anndallarmmsennsorrnummbe

8、rrtoreeminndpeeoplletooresscueeinatimmelyymannnerr. Thhisssysttemccanbbeussedttothhefaamillyennvirronmmentt, anndallsoaapplliesstothheinndusstriialeenviironnmennt.Singgle-chiiploow-cosst, auttomaaticcconntroolfuuncttionnismooreppoweerfuul, staableeopeerattionn, ennvirronmmenttalaadapptabbiliity, soo

9、thiissyysteemissacorrecoompoonenntofftheemiccrocconttrolllerrasaconntrool.MQ-77COseensoorhaashiighssenssitiivittycaarboonmoonoxxidee; loongllifee, loowcoost; caansiimplledrriveecirrcuiit. Theerefforee, ittissuuitaableeforrinddusttriaalanndhoouseeholldcaarboonmoonoxxideedettecttor.Digiitalltubbetoocl

10、eearttheaalarrmnuumbeerissdissplaayedd, evveniinloowliightt, soouseetheediggitaalcoontrrolttodootheedissplaaymoodulle.Thisspapperddesccribbesaamiccrocconttrolllerr-bassedttoxiicgaasdeetecctioonsyysteemdeesiggnprroceess, inncluudinnghaardwwareedessignn, sooftwwareedessignn, coompuuterrsimmulaatioonan

11、ndphhysiicallprooducctioon.Keywworddscaarboonmoonoxxidee; MCCU; tesst; alaarmIII 目 录摘要IAbsttracctIII第1章绪论111.1课课题研究究背景及及意义111.2国国内外研研究现状状21.3本文主主要内容容及章节节安排44第2章硬件系系统设计计52.1硬硬件总体体设计552.2单单片机的的最小系系统72.2.1单片片机简介介72.2.2时钟钟电路和和复位电电路92.3AA/D转换电电路1112.3.1ADDC08809主主要特性性112.3.2ADDC08809引引脚功能能说明1122.3.3ADDC0

12、8809工工作过程程122.4一氧化化碳传感感器介绍绍132.5显示电电路1552.6声音报报警电路路162.7本章小小结177第3章软件系系统设计计193.1软件总总体设计计思想1193.2AAD转换换函数2203.3比较判判断函数数213.3显示报报警函数数213.3声音报报警函数数223.3本章小小结222第4章实验过过程2334.1软件仿仿真2334.1.1软件件简介2234.1.2绘制制电路原原理图2234.1.3编写写程序2244.1.4仿真真调试2244.2实物制制作2774.2.1绘制制布线图图并焊接接电路板板274.2.2下载载程序进进行实物物测试2284.3本章小小结299

13、结论311参考文献献33致谢355附录1337附录2441附录3445附录4449V第1章 绪论 第1章绪绪论1.1课课题研究究背景及意意义随着石油油化学工工业的发发展，易易燃、易易爆、有有毒气体体的种类类和应用用范围都都得到了了增加。这这些气体体在生产产、运输输、使用用过程中中一旦发发生泄漏漏，将会会引发中中毒、火火灾甚至至爆炸事事故，严严重危害害人民的的生命和和财产安安全。由由于气体体本身存存在的扩扩散性，发发生泄漏漏之后，在在外部风风力和内内部浓度度梯度的的作用下下，气体体会沿地地表面扩扩散，在在事故现现场形成成燃烧爆爆炸或毒毒害危险险区，扩扩大危害害区域。例例如，119955 年 7

14、月，四四川省成成都市化化工总厂厂液氯车车间发生生氯气泄泄漏，当当场造成成 3 人死死亡， 6 人受受伤，仅仅约一小小时左右右，市区区范围数数十平方方公里范范围内都都能闻到到刺激性性的氯气气味。因因此，这这类事故故具有突突发性强强、扩散散迅速、救救援难度度大、危危害范围围广等特特点。一一旦发生生气体泄泄漏事故故，必须须尽快采采取相应应措施进进行处置置，才能能将事故故损失降降低到最最低水平平。及时时可靠地地探测空空气中某某些气体体的含量量，及时时采取有有效措施施进行补补救，采采取正确确的处置置方法，减减少泄漏漏引发的的事故，是是避免造造成重大大财产和和人员伤伤亡的必必要条件件。这就就对气体体的检测

15、测和监测测设备提提出了较较高的要要求。作作为一种种重要的的气体探探测器，气气体传感感器近年年来得到到了很大大的发展展。气体体传感器器的发展展。危险化学学品要加加强安全全管理，完完善安全全措施、控控制事故故隐患。但但是，不不可能达达到绝对对安全，仍仍然会出出现万有有一失的的情况。因因此，事事故隐患患的检测测报警，在在危险化化学品场场所有害害气体或或液体(蒸汽)检测报报警，是是非常必必要的。对对避免和和控制事事故具有有重要意意义。有害气体体检测报报警仪是是专用的的安全卫卫生检测测仪，用用来检测测化学品品作业场场所或设设备内部部空气中中的可燃燃或有毒毒气体的的含量并并超限报报警。危危险化学学品场所所

16、有害气气体检测测，主要要有以下下几种情情况：(1)泄泄漏检测测：设备备管道有有害气体体或液体体(蒸汽)现场所所泄漏检检测报警警，设备备管道运运行检漏漏。(2)检检修检测测：设备备检修置置换后检检测残留留有害气气体或液液体(蒸汽)，特别别是动火火前检测测更为重重要。(3)应应急检测测：生产产现场出出现异常常情况或或者处理理事故时时，为了了安全和和卫生要要对有害害气体或或液体(蒸汽)进行检检测。(4)进进入检测测：工作作人员进进入有害害物质隔隔离操作作间，进进入危险险场所的的下水沟沟、电缆缆沟或设设备内操操作时，要要检测有有害气体体或液体体蒸汽。(5)巡巡回检测测：安全全卫生检检查时，要要检测有有

17、害气体体或液体体蒸汽。随着人类类社会的的进步、生生产的发发展，人人们的生生活水平平不断提提高，随随之带来来了环境境空气污污染问题题。工厂厂排放的的废气、烟烟道氧、汽汽车排放放废气、内内燃机等等排放气气体对空空气环境境造成的的污染日日益严重重。一氧氧化碳虽虽然不会会使酸雨雨现象严严重，但但是对人人们的身身体健康康有影响响。一氧氧化碳是是一种无无色、无无味的气气体，它它与血液液中的血血红素结结合的能能力是氧氧的2440倍，它它与血红红素形成成稳定的的络合物物，使血血红蛋白白丧失了了输送氧氧气的能能力，从从而导致致组织低低氧症，甚甚至死亡亡。一氧氧化碳浓浓度的高高低是评评价空气气质量好好坏的重重要指

18、标标之一，也也是工厂厂、煤矿矿井下是是否发生生自燃火火灾的重重要标志志之一。为为了保证证人们身身体健康康和环境境洁净，世世界各国国都纷纷纷致力于于防止空空气污染染的产生生。国家家工业卫卫生标准准规定，生生产现场场一氧化化碳浓度度不允许许超过550pppm。我我国环境境保护大大气污染染监测和和工厂矿矿井中都都要求有有连续、自自动化的的现场检检测仪。1.2国国内外研研究现状状在应用方方面，目目前最广广泛的是是可燃性性气体气气敏元件件传感器器，已普普及应用用于气体体泄漏检检测和监监控，从从工厂企企业到居居民家庭庭，应用用十分广广泛。气气体检测测技术与与计算机机技术相相结合，实实现了智智能化、多多功能

19、化化。美国国工业科科学公司司(ISCC)一台携携带式气气体监控控仪可实实现4种气体体监测，采采用了统统一的软软件，只只需要换换气体传传感器，即即可实现现对特定定气体监监测。美美国国际际传感器器技术(ISTT)公司应应用一种种“MeggaCaas传传感器和和微程序序控制单单元，可可检测1100种种以上毒毒性气体体和可燃燃性气体体，通过过其“气体检检索”功能扫扫描，能能很快确确定是哪哪一种气气体。(1)气气体传感感器向低低功耗、多多功能、集集成化方方向发展展国外气体体传感器器发展很很快，一一方面是是由于人人们安全全意识增增强，对对环境安安全性和和生活舒舒适性要要求提高高；另一一方面是是由于传传感器

20、市市场增长长受到政政府安全全法规的的推动。因因此，国国外气体体传感器器技术得得到了较较快发展展，据有有关统计计预测，美美国19996年年20002年气气体传感感器年均均增长率率为(2730)。目前，气气体传感感器的发发展趋势势集中表表现为：一是提提高灵敏敏度和工工作性能能，降低低功耗和和成本，缩缩小尺寸寸，简化化电路，与与应用整整机相结结合，这这也是气气体传感感器一直直追求的的目标。如如日本费费加罗公公司推出出了检测测(0.110)106硫化氢氢低功耗耗气体传传感器，美美国ISST提供供了寿命命达100年以上上的气体体传感器器，美国国FirrstAAlerrt公司司推出了了生物模模拟型(光化反

21、反应型)低功耗耗CO气体体传感器器等。二二是增强强可靠性性，实现现元件和和应用电电路集成成化，多多功能化化，发展展MEMMS技术术，发展展现场适适用的变变送器和和智能型型传感器器。如美美国GeenerralMMoniitorrs公司司在传感感器中嵌嵌入微处处理器，使使气体传传感器具具有控制制校准和和监视故故障状况况功能，实实现了智智能化；还有前前已涉及及的美国国ISTT公司的的具有微微处理器器的“MeggaGaas”传感器器实现了了智能化化、多功功能化。(2)国国内现状状与差距距气敏元件件传感器器作为新新型敏感感元件传传感器在在国家列列为重点点支持发发展的情情况下，国国内已有有一定的的基础。其

22、其现状是是：烧结结型气敏敏元件仍仍是生产产的主流流，占总总量900以上上；接触触燃绕式式气敏元元件已具具备了生生产基础础和能力力；电化化学气体体传感器器有了试试制产品品；在工工艺方面面引入了了表面掺掺杂、表表面覆膜膜以及制制作表面面催化反反应层和和修隔离离层等工工艺，使使烧结型型元件由由广谱性性气敏发发展成选选择性气气敏；在在结构方方面研制制了补偿偿复合结结构、组组合差动动结构以以及集成成化阵列列结构；新研究究开发的的32OOAl气气敏材料料、石英英晶体和和有机半半导体等等也开始始用于气气敏材料料；低功功耗气敏敏元件(如一氧氧化碳，甲甲烷等气气敏元件件)已从产产品研究究进入中中试；国国内气敏敏

23、元件传传感器产产量已超超过“九五”初期的的4000万支。产产量超过过20万支支的主要要厂家有有5家，黑黑龙江敏敏感集团团、太原原电子厂厂、云南南春光器器材厂、天天津费加加罗公司司(合资)、北京京电子管管厂(特种电电器厂)，其中中前四家家都超过过1000万支，据据行业协协会统计计，19998年年全国气气敏元件件总产量量已超过过6000万支。总的看来来，我国国气敏元元件传感感器及其其应用技技术有了了较快进进展，但但与国外外先进水水平仍有有较大的的差距，主主要是产产品制造造技术、产产业化及及应用等等方面的的差距，与与日本比比较仍要要落后110年。1.3本本文主要要内容及及章节安排排本文主要要讲述基基

24、于单片片机的毒毒气检测测系统的的设计全全过程，包括硬件电路设计、软件设计、电脑仿真和实物制作。论文具体体章节安安排如下下：第1章介介绍了本本次课题的的课题背景景、国内外外研究现现状、课课题的研研究意义义。第2章主主要讲述述了系统统的硬件件设计，包包括最小小系统、AD转换模块、显示模块、声音报警模块和传感器模块。第3章主主要介绍绍了此次次设计的的软件部部分，包包括主程程序、AAD转换换程序、时时钟产生生程序；第4章主主要介绍绍了本次次设计的的实施过过程，包包括绘图图、编程程、仿真真和焊接接实物。5 第2章 硬件系统设计 第2章硬硬件系统统设计2.1硬硬件总体体设计单片机应应用系统统的结构构分三个

25、个层次：(1)单单片机：通常指指应用系系统主处处理机，即即所选择择的单片片机器件件。(2)单单片机系系统：指指按照单单片机的的技术要要求和嵌嵌入对象象的资源源要求而而构成的的基本系系统，如如时钟电电路、复复位电路路和扩展展存储器器等与单单片机构构成了单单片机系系统。(3)单单片机应应用系统统：能满满足嵌入入对象要要求的全全部电路路系统。在在单片机机系统的的基础上上加上面面向对象象的接口口电路，如如前向通通道、后后向通道道、人机机交互通通道(键盘、显显示器、打打印机等等)和串行行通行口口(RS2232)以及应应用程序序等。单片机应应用系统统三个层层次的关关系如图图2-1：图2-11单片机机应用系

26、系统三个个层次的的关系以此理解解，一氧氧化碳报报警器同同样具有有单片机机应用系系统的三三个层次次。其中中以ATT89CC51单单片机为为核心构构成单片片机系统统。在此此系统中中，检测测信号进进入单片片机进行行运算处处理。为为了更好好的理清清设计思思路，将将整个系系统细分分为三部部分加以以设计说说明。整整个报警警器由三三个部分分组成，分分为三大大模块：浓度检检测模块块、主控控模块和和报警模模块。在在本次设设计中，使使用的核核心器件件是单片片机和一一氧化碳碳传感器器。为了了保重整整个系统统可靠的的运行，设设计中必必须明确确三大部部分的实实际联系系：以单单片机为为中心，其其他各大大模块一一一展开开。

27、其中中，浓度度检测及及显示模模块所实实现的功功能是将将房间中中的一氧氧化碳浓浓度值转转换成为为单片机机能够处处理的数数字信号号，并且且浓度值值显示出出来：主主控模块块以单片片机为主主，对其其他模块块的运行行进行控控制；报报警模块块是此系系统的外外部电路路，它的的功能是是实现报报警。系系统框图图如图2-2所示。图2-22系统框框图下面就对对各个模模块的功功能和实实现形式式做简单单介绍(1)气气体浓度度检测模模块一氧化碳碳报警器器主要采采用高稳稳定一氧氧化碳气气体传感感器MQQ-7检测房房间气体体浓度，检检测结果果送入模模/数转转换芯片片ADCC08009中进进行转换换后，将将得到的的数字信信号送

28、入入单片机机进行分分析处理理。(2)主主控模块块主控模块块即单片片机最小小系统。用用的是MMCS-51单片片机，MMCS-51单片片机是美美国Inntell公司19980年年推出的的一种高高性能88为单片片微型计计算机。内内带4KK字节的的内存和和程序保保护系统统，使用用于程序序的调试试修改和和保密。它它的主要要功能既既是将经经过ADDC08809处处理后的的检测结结果进行行数据分分析。根根据数据据分析结结果决定定是否报报警，若若报警，则则驱动报报警系统统工作。(3)报报警模块块此模块主主要有蜂蜂鸣器、LED数码管组成，在气体浓度过大，超过安全值时，蜂鸣器工作，提供声音报警服务；同时，数码管显

29、示报警的传感器号。至此，本本系统的的三大模模块功能能和设计计思路已已经确立立，下文文将介绍绍整个硬硬件系统统的详细细设计过过程。并并且给出出设计电电路。2.2单单片机的的最小系系统单片机最最小系统统原理图图如下：图2-33单片机机最小系系统原理理图单片机的的最小系系统是由由组成单单片机系系统必需需的一些些元件构构成的，除除了单片片机之外外，还需需要包括括电源供供电电路路、时钟钟电路、复复位电路路。单片片机最小小系统电电路(单片机机电源和和地没有有标出)如图2-2所示。2.2.1单片机机简介本课题所所用单片片机采用用80551核的的ISPP(InSyysteemPrrogrrammmingg)在

30、系统统可编程程芯片，最最高工作作时钟频频率为880MHHz，片片内含44KByytess的可反反复擦写写10000次的的Flaash只只读程序序存储器器，器件件兼容标标准MCCS-51指令令系统，芯芯片内集集成了通通用8位中央央处理器器和ISSPFllashh存储单单元，具具有在系系统可编编程(ISPP)特性，配配合PCC端的控控制程序序即可将将用户的的程序代代码下载载进单片片机内部部，省去去了购买买通用编编程器，而而且速度度更快。STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部

31、集成MAX810 专用复位电路。主要特性性有：(11)增强强型1TT 流水水线/ 精简指指令集结结构80051CCPU(22)工作作电压：3.4V-5.5V(5V 单单片机)/ 2.0V-3.8V(3V 单单片机(33)工作作频率范范围：00 -355MHzz，相当当于普通通80551 的的04200MHzz.实际际工作频频率可达达48MMHz.(44)用户户应用程程序空间间12KK / 10KK / 8K / 6KK / 4K / 2KK 字节节(55)片上上集成5512 字节RRAM(66)通用用I/O 口(27/23个)，复位位后为：准双向向口/ 弱上拉拉(普通80051 传统II/O

32、口)可设置置成四种种模式：准双向向口/ 弱上拉拉，推挽挽/ 强强上拉，仅仅为输入入/ 高高阻，开开漏每个个I/O 口驱驱动能力力均可达达到200mA，但但整个芯芯片最大大不得超超过555mA(77)ISPP(在系统统可编程程)/IAPP(在应用用可编程程)，无需需专用编编程器可可通过串串口(P3.0/P3.1)直接下下载用户户程序，数数秒即可可完成一一片(88)EEPPROMM 功能能(99)看门门狗(110)内内部集成成MAXX8100 专用用复位电电路(外部晶晶体200M 以以下时，可可省外部部复位电电路)(111)时时钟源：外部高高精度晶晶体/ 时钟，内内部R/C 振荡荡器。用用户在下下

33、载用户户程序时时，可选选择是使使用内部部R/C 振荡荡器还是是外部晶晶体/ 时钟。常常温下内内部R/C 振荡荡器频率率为：55.2MHHz 6.8MHHz。精精度要求求不高时时，可选选择使用用内部时时钟，因因为有温温漂，请请选4MMHz 8MMHz(112)有有2个16 位位定时器器/ 计计数器(113)外外部中断断2 路,下降沿沿中断或或低电平平触发中中断,PPoweerDoown 模式可可由外部部中断低低电平触触发中断断方式唤唤醒(114)PWMM( 4 路)/ PCA(可编程程计数器器阵列)，也可可用来再再实现44个定时时器或44个外部部中断(上升沿沿中断/ 下降降沿中断断均可支支持)(

34、115)STCC89CCc5116ADD具有ADDC功能能。100 位精精度ADDC，共共8 路(116)通通用异步步串行口口(UAART)(117)SPII 同步步通信口口，主模模式/ 从模式式(118)工工作温度度范围：0 -755/ -40 -+855(19)封装：PDIIP-28，SOPP-28，PDIIP-20，SOPP-20，PLCCC-32,TSSSOP-20(超超小封状状，定货货)振荡器特特性:：XTALL1和XTAAL2分分别为反反向放大大器的输输入和输输出。该该反向放放大器可可以配置置为片内内振荡器器。石晶晶振荡和和陶瓷振振荡均可可采用。如如采用外外部时钟钟源驱动动器件，X

35、TAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。12.2.2时钟电电路和复复位电路路时钟电路路和复位位电路的的原理如如下：1)时钟钟电路图2-44时钟电电路原理理图单片机工工作时，从从取指令令到译码码再进行行微操作作，必须须在时钟钟信号控控制下才才能有序序地进行行，时钟钟电路就就是为单单片机工工作提供供基本时时钟的。单单片机的的时钟信信号通常常有两种种产生方方式：内内部时钟钟方式和和外部时时钟方式式。本课课题采用用内部时时钟方式式。在单片机机XTAAL1和和XTAAL2引引脚上跨跨接上一一个晶振振和两个个稳频

36、电电容，可可以与单单片机片片内的电电路构成成一个稳稳定的自自激振荡荡器。晶晶振频率率取12MHHz。外外接电容容的作用用是对振振荡器进进行频率率微调，使使振荡信信号频率率与晶振振频率一一致，同同时起到到稳定频频率的作作用，本本课题选选用333pF的的电容。易知：本本单片机机最小系系统的振振荡周期期=1/(12MMHz)=1/12uus，时时钟周期期=1/6uss，机器器周期=1uss。2)复位位电路图2-55复位电电路原理理图无论是在在单片机机刚开始始接上电电源时，还还是运行行过程中中发生故故障都需需要复位位。复位位电路用用于将单单片机内内部各电电路的状状态恢复复到一个个确定的的初始值值，并从

37、从这个状状态开始始工作。单片机的的复位条条件：必必须使其其RSTT引脚上上持续出出现两个个(或以上上)机器周周期的高高电平。单片机的的复位形形式：上上电复位位、按键键复位。本课题采用按键复位。在单片机机启动00.1S后，电电容C两端的的电压持持续充电电为5VV，这是是时候110K电电阻两端端的电压压接近于于0V，RSTT处于低低电平所所以系统统正常工工作。当当按键按按下的时时候，开开关导通通，这个个时候电电容两端端形成了了一个回回路，电电容被短短路，所所以在按按键按下下的这个个过程中中，电容容开始释释放之前前充的电电量。随随着时间间的推移移，电容容的电压压在0.1S内，从从5V释放放到变为为了

38、1.5V，甚甚至更小小。根据据串联电电路电压压为各处处之和，这这个时候候10KK电阻两两端的电电压为33.5V，甚甚至更大大，所以以RSTT引脚又又接收到到高电平平。单片片机系统统自动复复位。2.3AA/D转换电电路A/D转转换电路路原理图图如下：图2-66AD转换模块块原理图图本A/DD转换电电路以ADCC08009芯片片为核心心，该芯芯片在单单片机的的控制下下把模拟拟信号转转化为数数字信号号。(由于Prroteeus软软件不能能仿真AADC008099，所以以用ADDC08808代代替。)传感器的的模拟电电压信号号通过IIN0IM33通道进进入ADDC08809,，ADDC08809的的数

39、据输输出接单单片机的的P0口，从从低位到到高位一一次对应应P0.0P0.7。各个个控制端端口接到到单片机机的P22口。根据据ADCC08009的工工作过程程，通过过软件控控制ADDC08809工工作。2.3.1ADC008099主要特特性(1)88路输入入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。(2)具具有转换换起停控控制端。(3)转转换时间间为1000s(时钟钟为6440kHHz时)，1330s(时钟为为5000kHzz时)。(4)单单个+55V电源源供电。(5)模模拟输入入电压范范围0+5VV，不需需零点和和满刻度度校准。(6)工工作温度度范围为为-400+855摄氏度度。(7)低低功耗，

40、约约15mmW。2.3.2ADC008099引脚功功能说明明IN0IN77：8路模拟拟量输入入端。D0DD7：8位数字字量输出出端。A、B、C：3位地址址输入线线，用于于选通88路模拟拟输入中中的一路路。ALE：地址锁锁存允许许信号，输输入，高高电平有有效，对应ALLE上跳跳沿，AA、B、C地址状状态送入入地址锁锁存器中中。STARRT：AD转换启启动信号号，输入入高电平平有效，STAART上上升沿时时，复位位ADCC08009；STAART下下降沿时时启动芯芯片，开开始进行行A/D转换；在A/D转换期期间，SSTARRT应保保持 低低电平。本本信号有有时简写写为STT.。EOC：AD转换结结

41、束信号号，输出出，当AAD转换结结束时，此此端输出出一个高高电平(转换期期间一直直为低电电平)。OE：数数据输出出允许信信号，输输入，高高电平有有效。当当AD转换结结束时，此此端输入入一个高高电平，才才能打开开输出三三态门，输输出数字字量，用于控控制三态态输出锁锁存器向向单片机机输出转转换得到到的数据据。OEE=0，输出出数据线线呈高阻阻；OEE=1，输出出转换得得到的数数据。CLK：时钟脉脉冲输入入端。要要求时钟钟频率不不高于6640KKHZ，EOCC=0,正在在进行转转换；EEOC=1,转换换结束。使使用中该该状态信信号即可可作为查查询的状状态标志志，又可可作为中中断请求求信号使使用。RE

42、F(+)、REFF(-)：基准准电压，本本课题中中分别为为+5VV、0V。Vcc：电源，单单一55V。GND：地。2.3.3ADC008099工作过过程电路连接接：ADDC08809输输出接单单片机的的P0口，各各个控制制引脚及及单片机机的P22口，参参考电压压REFF(+)、REFF(-)分别接接+5VV电源和和地，引引脚STTARTT和ALEE相连。具体工作作过程如如下：首先，在在程序的的控制下下，利用用单片机机的定时时器T00以及中中断服务务程序在在P2.7输出一一个方波波信号，作作为ADDC08809工工作的时时钟信号号。并对对其他控控制引脚脚进行初初始化。然后，单单片机向向ADCC0

43、8009的A、B引脚循循环输出出地址编编号，CC引脚接接地(因为本本课题仅仅用四个个模拟通通道)；每输输入一个个地址编编号后，START和ALE变高电平，复位ADC0809并将地址锁存，经过适当的延时后，START和ALE变低电平，开始模数转换；P2.6接EOC引脚，当收到高电平时，说明模数转换完成，此时向OE引脚输出高电平，打开输出三态门，输出数字量到P0口，然后OE引脚变低电平，完成一次模数转换。2.4一一氧化碳碳传感器器介绍选择一氧氧化碳传传感器主主要考虑虑以下的的性能指指标：(1)输输入和输输出之间间成比例例，直线线性好、灵灵敏度高高、分辨辨力强、测测量范围围宽。(2)滞滞后、漂漂移误

44、差差小(3)动动态特性性好(4)功功耗小(5)时时间老化化特性优优良(6)与与被测体体匹配良良好，既既不因接接入传感感器而使使得被测测对象受受到影响响，受被被测量之之外的影影响小。(7)体体积小、重重量轻、价价格低廉廉。(8)故故障率低低，易于于校准和和维护。(9)由由于传感感元件的的输出信信号一边边比较小小，为了了便于能能够驱动动控制电电路，在在传感器器电路中中还应该该包括放放大器。2鉴于以上上选择要要点，本本文中用用到的传传感器必必须具备备良好的的测量效效果、功功耗小、动动态特性性良好和和体积小小、重量量轻、价价格低廉廉等几个个主要特特性。为为此我们们选择了了MQ-7系列传传感器。半导体一

45、一氧化碳碳传感器器MQ-7所使用用的气敏敏材料是是在清洁洁空气中中电导率率较低的的二氧化化锡(SSnO22)。采采用高低低温循环环检测方方式低温温(1.5V加热热)检测一一氧化碳碳，传感感器的电电导率随随空气中中一氧化化碳气体体浓度增增加而增增大，高高温(5.0V加热热)清洗低低温时吸吸附的杂杂散气体体。使用用简单的的电路即即可将电电导率的的变化，转转换为与与该气体体浓度相相对应的的输出信信号。MMQ-7气体传传感器对对一氧化化碳的灵灵敏度高高，这种种传感器器可检测测多种含含一氧化化碳的气气体，是是一款适适合多种种应用的的低成本本传感器器。主要特点点及应用用：l 对一氧化化碳的高高灵敏度度。l 长寿命，低低成本。l 简单的驱驱动电路路即可l 家用气体体泄漏报报警器l 工业用一一氧化碳碳报警器器l 便携式气气体检测测器MQ-77气敏元元件的结结构和外外形如图图2-7所示，由微型型Al22O3陶瓷管管、SnnO2敏敏感层，测量电电极和加加热器构构成的敏敏感元件件固定在在塑料或或不锈钢钢制成的的腔体内内，为了了改善传传感器的的选择性性，传感感器气室室用活性性炭过滤滤层与外外界隔开开。加热热器为气气敏元件件提供了了必要的的工作条条件。封封装好的的气敏元元件有只针状状管脚，其其中个个用于信信号取出出，个