畢業(yè)論文---基于單片機的煙霧檢測系統(tǒng)

1、<p>　　基于單片機的煙霧檢測系統(tǒng)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　為了早期發(fā)現(xiàn)和通報有害煙霧，防止和減少危害，保護人身和財產(chǎn)安全。煙霧報警器能給人們提前警示。隨著“信息時代”的到來，傳感器技術(shù)得到了顯著的進步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其需求越來越迫切,要求越來越高。本文采用MQ-7型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器和AT89C20

2、51單片機為核心技術(shù)設(shè)計的煙霧報警器，實現(xiàn)了煙霧報警、報警限設(shè)置、延時報警及與上位機串口通信等功能，對煙霧檢測報警的實現(xiàn)技術(shù)進行了的有意義的探索與研究，在有害氣體監(jiān)測實現(xiàn)方面有一定的參考價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞 煙霧 報警器 AT89C2051 傳感器</p><p>　　SMOKE DETECTION SYSTEM BASED</p><p>　

3、　ON SINGLE CHIP</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　For early detection and notification of harmful fumes, to prevent and reduce hazards and protect life and property safety. Smoke ala

4、rm can give people advance warning. With the "information age" the arrival of sensor technology has been significant progress, more and more widely its applications, its demand for more and more urgent, requiri

5、ng higher and higher. In this paper, MQ-7-type semiconductor resistance type smoke sensor and AT89C2051 microcontrollers as the core technology smoke alarm de</p><p>　　KEY WORDS smoke alarm AT89C2051 sen

6、sor</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要II</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 問

7、題由來1</p><p>　　1.2 課題現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 論文的主要任務(wù)2</p><p>　　2 系統(tǒng)原理概述4</p><p>　　2.1 煙霧檢測報警器的設(shè)計思路4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件組成原理4</p><p>　　2.3 煙霧傳感器的選擇

8、5</p><p>　　2.4 運放與A/D的選擇6</p><p>　　2.5 單片機系統(tǒng)部分9</p><p>　　2.5.1 單片機AT89C51介紹9</p><p>　　2.5.2 定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及控制10</p><p>　　2.5.3 中斷控制11</p><p>

9、　　2.5.4 單片機外圍電路介紹12</p><p>　　2.6 報警部分13</p><p>　　2.7 軟件系統(tǒng)工作流程15</p><p>　　2.7.1 工作過程及程序設(shè)計16</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計17</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計1

10、7</p><p>　　3.2 軟件設(shè)計19</p><p>　　3.2.1 A/D采樣雙通道流程19</p><p>　　3.2.2 報警流程設(shè)計20</p><p>　　4 系統(tǒng)的仿真23</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換的仿真24</p><p>　　4.2 濾波及報警算法

11、調(diào)試25</p><p><b>　　5 設(shè)計總結(jié)27</b></p><p>　　5.1 實現(xiàn)目標(biāo)與特點27</p><p>　　5.2 結(jié)論及不足28</p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30<

12、/b></p><p><b>　　附 錄132</b></p><p><b>　　附 錄233</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 問題由來</b></p><

13、p>　　隨著社會的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，環(huán)境污染問題對人們的危害也越來越明顯。煙霧有一定的社會性，可能誘發(fā)多種疾病，多個體健康危害極大，可以引起致癌，提高心﹑腦血管疾病的發(fā)病率，引起呼吸道疾病等多種危害。為了早期的發(fā)現(xiàn)和通報有害的氣體，防止對環(huán)境的污染和人體得危害，保衛(wèi)現(xiàn)代化建設(shè)，防止因有害煙霧而引起的中毒、污染等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，甚至危害人的生命安全。</p><p>　　煙霧檢測報

14、警裝置是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度并具有報警功能的儀器。該報警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。煙霧報警器屬于《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具目錄》中第46項，它歸類于物理化學(xué)計量器具。《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)第10.3.2條明確規(guī)定:“散發(fā)可燃煙霧、可燃蒸汽的甲類廠房和場所，應(yīng)設(shè)置煙霧濃度檢測報警裝置”。2003年12月，國家執(zhí)行新的煙霧探測器標(biāo)準(zhǔn)(GB 15322-2003)《

15、可燃煙霧探測器》，2004年10月國家頒布《可燃煙霧檢測報警器規(guī)程JJG693-2004》，研究新型、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確監(jiān)測可燃性氣體，并合乎國家相關(guān)規(guī)定的報警器具有極其重要得意義。公共場所的煙霧直接影響到人們的健康[1]。2011年5月1日衛(wèi)生部公布修訂后的《公共場所衛(wèi)生管理條例實施細則》，其中新增加了“室內(nèi)公共場所禁止吸煙”等規(guī)定。這是中國為兌現(xiàn)世界衛(wèi)生組織控?zé)熆蚣芄s采取的最新舉動。</p><p>　　目前我

16、國煙霧報警器使用十分廣闊，不僅可以及時檢測工廠的氣體，還可以讓我們及早做好防患措施。現(xiàn)在有許多城市鋪設(shè)了煤氣管道，使用人口約達二億人，煤氣發(fā)生基地及中轉(zhuǎn)站也達幾千家。如果這些家用燃氣和煤氣基地及中轉(zhuǎn)站的報警率按10% 計算，煙霧檢測報警器的需求量就達2000萬臺以上。隨著全社會對防火防爆及人身安全的重視程度的提高，這個數(shù)字會繼續(xù)增長。因此，研究煙霧的檢測方法與研制煙霧報警器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個重要課題。 </p>

17、<p><b>　　1.2 課題現(xiàn)狀</b></p><p>　　國外從20世紀(jì)30年代開始研究及開發(fā)煙霧傳感器，且發(fā)展迅速，一方面是因為人們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因為傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，美國1996年至2002年煙霧傳感器年均增長率為27%~30%。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增

18、大，使得煙霧檢測 儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運輸及市場推廣。</p><p>　　1963年5月，日本開發(fā)完成第一臺接觸燃燒式家用燃氣泄漏報警器，次年12月其改良產(chǎn)品問世，改良的報警器可以檢測燃氣、一氧化碳等氣體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視。在很多國外家庭，國家強制規(guī)定必須要安裝煙霧報警器，目的就是為了防止火災(zāi)的發(fā)生，本產(chǎn)品在火災(zāi)發(fā)生的早期一旦有煙霧發(fā)生就可感應(yīng)到煙霧，同

19、時發(fā)出85分貝的聲音和發(fā)出光報警告知用戶發(fā)生了火災(zāi)，應(yīng)及時采取措施[2]。 </p><p>　　我國在70年代初期開始研制煙霧報警器，生產(chǎn)型號多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴展到幾乎所有危險作業(yè)環(huán)境的各種類型報警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。但主要是在引進國外先進的傳感器技術(shù)和先進的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，進行研究與開發(fā)形成自己的特色。近年來，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進步。中國煙霧探

20、測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告闡述了世界煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了“新型煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”準(zhǔn)確地界定了“新型煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評價體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對中國煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了推演和精準(zhǔn)

21、預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，對中國的行政區(qū)劃和四大都市圈的煙霧探測報警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了全面的研究。</p><p>　　1.3 論文的主要任務(wù)</p><p>　　目前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了許多相關(guān)知識，如單片機與單片機控制電路，傳感器與其相關(guān)電路，D/A轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，放大電路設(shè)計，以及語音芯片等，已經(jīng)具備對信號的采集、放大、傳輸控制，語音芯片的語音錄制及放音控制，微控制電路的應(yīng)用設(shè)計等能力

22、，并具備一定的實踐創(chuàng)新能力。</p><p>　　通過對微控制器，語音電路，煙霧傳感器電路以及報警電路的整合，形成一個可靠性好穩(wěn)定度高，性能優(yōu)良的電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對低濃度煙霧的有效檢測，并給予語音警示的功能。如果配以精美的外殼，則可以形成一個優(yōu)秀的有良好社會效益和經(jīng)濟效益的產(chǎn)品。本設(shè)計是以單片機為核心，通過煙霧傳感器發(fā)出的信號對煙霧進行報警，最后通過語音報警電路報警，達到對煙霧報警的目的。</p>&

23、lt;p><b>　　研究內(nèi)容：</b></p><p>　　第一，電子語音芯片的錄音和放音控制，以及音效的處理和信號的放大；</p><p>　　第二，煙霧檢測裝置的選型以及在低濃度下靈敏度域有效檢測的方法與算法；</p><p>　　第三，控制電路的實現(xiàn)方式以及MCU的選型；</p><p>　　第四，電路的抗

24、干擾能力和可靠性。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)原理概述</b></p><p>　　2.1 煙霧檢測報警器的設(shè)計思路</p><p>　　吸煙警示器是能夠檢測環(huán)境中的煙霧，并具有報警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：煙霧信號采集模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機控制電路、錄音報警電路。</p><p>　　煙霧信號

25、采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。單片機對該數(shù)字信號進行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值(也就是報警限)，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)，以上是根據(jù)報警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計思路。</p><p>　　煙霧傳感器及單片機是可燃煙霧檢測

26、報警器的兩大核心，根據(jù)報警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟的煙霧傳感器及單片機芯片是至關(guān)重要的。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件組成原理</p><p>　　本系統(tǒng)由煙霧傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU控制電路、語音模塊及功放電路組成。系統(tǒng)組成框圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　本系

27、統(tǒng)采用的是以mq-7為傳感器，以AT89C2051作為系統(tǒng)的主控芯片，通過語音錄放電路報警的過程。</p><p>　　2.3 煙霧傳感器的選擇</p><p>　　由于本次設(shè)計的是針對公共場所的煙霧，而這些煙霧大多都含有一氧化碳，所以就選用對一氧化碳具有很高靈敏度的mq-7氣體傳感器[3]。</p><p>　　Mq-7氣體傳感器特點：對一氧化碳具有很高的靈敏度和

28、良好的選擇性；具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。 </p><p>　　傳感器的表面電阻Rs，是通過與其串聯(lián)的負載電阻RL上的有效電壓信號VRL輸出而獲得的。二者之間的關(guān)系為：</p><p>　　Rs/RL = (Vc-VRL) / VRL （2-1）</p><p>　　圖2-2 電壓與co濃度的關(guān)系<

29、;/p><p>　　圖2-2為利用回路測得在傳感器由潔凈空氣轉(zhuǎn)移至一氧化碳氣氛中時，RL上的信號輸出變化情況，輸出信號的測定是在一個完整的加熱周期（由高電壓至低電壓2.5分鐘）或在兩個完整的加熱周期內(nèi)測得。</p><p><b>　　靈敏度調(diào)整：</b></p><p>　　MQ-7型氣敏器件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。 因此，在使

30、用此類型氣敏器件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。當(dāng)精確測量時，報警點的設(shè)定應(yīng)考慮溫濕度的影響。</p><p><b>　　靈敏度的調(diào)整程序：</b></p><p>　　將傳感器連接在應(yīng)用回路中；.</p><p>　　接通電源，通電老化48小時以上；.</p><p>　　調(diào)整負載電阻RL至獲得對應(yīng)于某一個一氧化碳濃度時

31、所需信號值。</p><p>　　MQ-7型氣敏元件的敏感層是用非常穩(wěn)定的二氧化錫制成的。因此，它具有優(yōu)秀的長期穩(wěn)定性，在正常使用條件下，其使用壽命可達5年。根據(jù)MQ-7型煙霧傳感器的工作原理，煙霧濃度的變化體現(xiàn)于其自身電阻的變化，將MQ-7與電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓電路?？紤]到整個系統(tǒng)的靈敏度，通過多次調(diào)試和測試，得到MQ-7型煙霧傳感器與20K電阻串聯(lián)的效果較好，為了保證采樣數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性，將分壓輸出的電壓信號

32、經(jīng)由運放LM358構(gòu)成的電壓跟隨電路跟隨輸出，減小電源波動、外界因素對采樣數(shù)據(jù)的影響[4]。</p><p>　　2.4 運放與A/D的選擇</p><p>　　圖2-3 LM358引腳圖</p><p>　　LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電

33、流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。LM358封裝有塑封8引線雙插式和貼片式兩種。</p><p><b>　　LM358的特點：</b></p><p>　　(1)內(nèi)部頻率補償；</p><p><b>　　(2)低輸入偏流；</b></p>

34、;<p>　　(3)低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流；</p><p>　　(4)共模輸入電壓范圍寬，包括接地；</p><p>　　(5)差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍；</p><p>　　(6)直流電壓增益高(約100dB)； </p><p>　　(7)單位增益頻帶寬(約1MHz)；</p><p>

35、;　　(8)電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；</p><p>　　(9)雙電源(±1.5 一±15V)；</p><p>　　(10)低功耗電流，適合于電池供電；</p><p>　　(11)輸出電壓擺幅大(0 至Vcc-1.5V)。</p><p>　　圖2-4 LM386的管腳圖</p><

36、p>　　LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大 器,主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少,電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至200。輸入端以地

37、位參考,同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式[5]。</p><p>　　表2-1 LM386的管腳說明</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換選用MCP3002，MCP3002器件提供了兩種選擇，可將模擬輸入通道配置為2個單端輸入（由VSS 提供參考電壓）或一

38、個偽差分輸入對。通信配置作為串行命令的一部分在轉(zhuǎn)換開始之前完成。當(dāng)用于偽差分模式時，通過發(fā)送給器件的命令字符串，將CH0和 CH1 通道配置為IN+和IN-輸入。IN+輸入的范圍從IN-至參考電壓VDD。IN-輸入被限定在VSS滿幅值± 100mV的范圍內(nèi)。IN-輸入可用于消除IN+和IN-輸入端都存在的小信號共模噪聲。為了適應(yīng)不同環(huán)境及不同的報警門限要求，方便使用者自定義調(diào)節(jié)，接入一個滑動變阻器，以簡單而有效的實現(xiàn)報警門限可

39、調(diào)功能[6]。下圖2-5是MCP3002的引腳分布圖：</p><p>　　圖2-5 芯片引腳圖</p><p>　　MCP3002各個引腳的功能如表2-2所示：</p><p>　　圖表2-2 MCP3002引腳功能</p><p>　　MCP3002的特性： <

40、;/p><p>　?。?）±1 LSB DNL （最大值）；</p><p>　?。?） ±1 LSB INL （最大值）； </p><p>　?。?）模擬輸入可編程為單端輸入或偽差分輸入對；</p><p>　?。?）片

41、上采樣和保持電路； </p><p>　?。?）SPI 串行接口（模式0,0 和模式 1,1）； </p><p>　?。?）單電源供電的電壓范圍：2.7V 至5.5V；</p><p>　?。?）在VDD = 5V 時

42、的最大采樣速率為200 ksps；</p><p>　?。?）在VDD = 2.7V 時的最大采樣速率為75 ksps；</p><p>　?。?）低功耗 CMOS 技術(shù)：</p><p>　　- 5 nA 典型待機電流，最大2 µA；</p><p>　　- 5V 時，工作電流最大為550 µA；</p>

43、<p>　?。?0）工業(yè)級溫度范圍：-40°C 至 +85°C；</p><p>　?。?1）8引腳MSOP、PDIP、SOIC 和TSSOP 封裝；</p><p>　?。?2）傳感器接口；</p><p>　?。?3）數(shù)據(jù)采集；

44、 </p><p>　?。?4）電池供電系統(tǒng)；</p><p><b>　　（15）過程控制。</b></p><p>　　2.5 單片機系統(tǒng)部分</p><p>　　2.5.1 單片機AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除

45、只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案[7]。</

46、p><p>　　圖2-6 AT89C51引腳圖</p><p>　　2.5.2 定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及控制</p><p>　　定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)如圖2-7所示： </

47、p><p>　　圖2-7 定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　AT89S51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請[9]。</p><p>　　1.工作方式寄存器TMOD</p><p>　　工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用

48、于T1。其格式如表3-2： </p><p>　　表2-3 工作方式寄存器格式</p><p><b>　　GATE：門控位。</b></p><p>　　GATE＝0時，以運行控制位TRX(X=0，1)來啟動定時/計數(shù)器運行；</p><p>　　GATA＝1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同

49、時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作；</p><p>　　C/T計數(shù)器模式和定時器模式選擇位：</p><p>　　C/T=1時，選擇計數(shù)器模式，計數(shù)器對外部輸入引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脈沖計數(shù)；C/T=0時，選擇定時器模式。</p><p>　　M1M0：工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進行設(shè)置。<

50、;/p><p>　　表2-4 工作方式及功能</p><p>　　2.控制寄存器TCON</p><p>　　TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：</p><p>　　表2-5 控制寄存器格式</p><p>　　TF1（TCON.7）：<

51、;/p><p>　　T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。</p><p>　　TR1（TCON.6）：</p><p>　　T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1

52、置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。</p><p>　　TF0（TCON.5）：</p><p>　　T0溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。</p><p>　　TR0（TCON.4）：</p><p>　　T0運行控制位，其功能與TR1類同。</p><p&g

53、t;　　2.5.3 中斷控制</p><p>　　CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。</p><p>　　表2-6 中斷寄存器地址控制</p><p>　　EX0(IE.0)，外部中斷0允許位；</p><p>　　ET0(IE.1)，定時/計數(shù)器T0中斷允許位； </p>&l

54、t;p>　　EX1(IE.2)，外部中斷0允許位；</p><p>　　ET1(IE.3)，定時/計數(shù)器T1中斷允許位；</p><p>　　ES（IE.4)，串行口中斷允許位；</p><p>　　EA (IE.7)， CPU中斷允許（總允許）位。</p><p>　　2.54 單片機外圍電路介紹</p><p&g

55、t;　　AT89C51單片機的復(fù)位輸入引腳RST為AT89C51提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。在89C51的時鐘電路工作后，只要在RST引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平時，單片機內(nèi)部則初始復(fù)位。只要RST保持高電平，則89C51循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RST由高電平變成低電平以后，89C51才從0000H地址開始執(zhí)行程序[8]。</p><p>

56、　　復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。</p><p>　　本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，如圖2-8所示，是常用復(fù)位電路之一。單片機復(fù)位通過按動按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位稱手動復(fù)位。上電時，剛接通電源，電容C相當(dāng)于瞬間短路，+5V立即加到RESET端，該高電平使89C51全機自動復(fù)位，這就是上電復(fù)位；若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕即可。按下按鈕，則直接把+5V加到了RESET端從而復(fù)位稱

57、為手動復(fù)位。復(fù)位后，P0到P3并行I/O口全為高電平，其它寄存器全部清零 。</p><p>　　圖2-8 AT89C51復(fù)位電路</p><p>　　按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實現(xiàn)的。時鐘頻率選用6MHZ時，C取22uF,Rs取200Ω，RK取1KΩ。</p><p><b>　　2.6 報

58、警部分</b></p><p>　　美國 ISD 公司于 2001 年最新推出一種單片 8～20 秒單段語音錄放電路 ISD1810，它的基本 結(jié)構(gòu)與 ISD1110、1420完全相同，采用 CMOS 技術(shù)，內(nèi)含振蕩器，話筒前置放大，自動增益控制，防混淆濾波器，揚聲器驅(qū)動及 FLASH 陣列[9]。</p><p><b>　　一、 主要特性： </b>&

59、lt;/p><p>　　（1）使用方便的單片8至20秒語音錄放；</p><p>　?。?）外接電阻調(diào)整錄音時間，高質(zhì)量，自然的語音還原技術(shù)；</p><p>　　（3）內(nèi)置喇叭驅(qū)動放大電路； </p><p>　　（4）邊沿、電平觸發(fā)放音 10000次錄音周期（典型）；</p><p>　　（5）自動節(jié)電，維持電流0.

60、5uA，3-5v單電源工作；</p><p>　?。?）不耗電信息保存100年（典型值） ，借助專用設(shè)備可以批量拷貝。</p><p><b>　　二、 封裝形式： </b></p><p>　　現(xiàn)在有四種形式的封裝供客戶選擇：</p><p>　?。?）通用的，硬包封雙列直插 14腳的 DIP14，字符標(biāo)記為 ISD1

61、820P； </p><p>　　（2）通用的，軟包封單列直插 12腳的 COB12，字符標(biāo)記為 1810COB； </p><p>　?。?）錄音喊話器及錄音門鈴專用的，軟包封單列直插 10腳的，字符標(biāo)記為 VT8375； </p><p>　?。?）通用的，軟包封雙列直插 12腳的組件板 M12，字符標(biāo)記為 ISD1810M。</p><p&

62、gt;　　在此選用的是第3種封裝方式如下</p><p>　　圖2-9 元件的封裝</p><p><b>　　三、使用操作 </b></p><p>　　電源電壓3-5V，在錄放模式下，按住 REC 錄音按鍵不放即錄音，RECLED 燈會亮起，錄音在該組件只需外 加電池、按鍵、喇叭、話筒即可使用。</p><p>　

63、　松開按鍵時停止，放音有三種情況： </p><p>　　1、邊沿觸發(fā)放音，按 PE 鍵一下即將全段語音放出，除非斷電或語音結(jié)束不能停止放音； </p><p>　　2、電平觸發(fā)放音，按住 PL 鍵時即放音，松開按鍵即停止； </p><p>　　3、循環(huán)放音，置循環(huán)放音開關(guān)閉合，按動 PE 鍵即開始循環(huán)放音，只能斷電才能停止。 </p><p&

64、gt;　　在直通模式下，直通開關(guān)閉合，對話筒說話會從喇叭里擴音播放出來，構(gòu)成喊話器功能，由于該模式下的話筒放大同時經(jīng)過AGC 自動增益調(diào)節(jié)和帶通濾波器，其音質(zhì)比通常的話筒放大器要好很多，而且不會出現(xiàn)喇叭過載的情況。 </p><p>　　如果用戶不需要直通模式，而且對電路的靜態(tài)耗電有要求，就可以改變話筒的接入方 式，將話筒下端的偏置電阻接到 RECLED 端，這樣，在平時由于 RECLED 端為高電平話筒沒有電壓

65、電流，整個電路的耗電幾乎為零。但這種方式下直通模式不能工作。如果用戶只需要電路做放音用，可以在芯片錄好音測試無誤后，將芯片的 REC 端長期接低電平。取消 REC 按鍵，這樣可以防止意外抹音</p><p>　　表2-7 工作環(huán)境</p><p>　　如果用戶想制作變調(diào)電路，現(xiàn)在 ISD 芯片也可以了，原來的 ISD 系列芯片的內(nèi)部時鐘固定，幾乎不能產(chǎn)生變調(diào)效果，而 ISD1820P可以

66、方便的實現(xiàn)，只需要錄音和放音時的外部振蕩電阻不同就能改變聲音的錄入和播放速度，詳見振蕩電阻和取樣率表。將 ROSC 端所接的振蕩電阻改為電位器可以無級調(diào)節(jié)語音的快慢，錄入的時間越短音質(zhì)越好，錄入的時間越長音質(zhì)越差。</p><p>　　表2-8 錄音采樣</p><p>　　ISD1820P 的批量拷貝，可以借助 ISD1425 編程拷貝機加 ISD1820P 拷貝模塊的方案。用戶可以先

67、將需要的語音編程制作在ISD2532或 ISD2560 芯片上，然后即可向 ISD1820P拷貝模塊上的芯片拷貝即可，時間長度在模塊上事先設(shè)定。</p><p>　　2.7 軟件系統(tǒng)工作流程</p><p>　　在硬件設(shè)計完畢之后，接下來就是設(shè)計中最核心和最為主要的軟件部分設(shè)計。所謂軟件設(shè)計就是把軟件需求變換成軟件的具體設(shè)計方案（即模塊結(jié)構(gòu)）的過程。產(chǎn)品猶如我們?nèi)祟愐粯?，硬件系統(tǒng)是整個外

68、形，軟件系統(tǒng)則是大腦，程序猶如思維。整個系統(tǒng)的工作流程，保證了系統(tǒng)的正常運行；想要充分利用好MCU，就要將其資源按需分配，有條有理，這就需要將MCU的內(nèi)存詳細合理分配，各個單元各盡其責(zé)；MCU的端口分配，不僅有助于程序控制，而且對PCB制版大有裨益。</p><p>　　2.7.1 工作過程及程序設(shè)計</p><p>　　本系統(tǒng)主要分為2個狀態(tài)：煙霧濃度較低時的正常狀態(tài)和煙霧濃度較高時的

69、報警狀態(tài)。</p><p>　　正常狀態(tài)時，為了能夠指示整個系統(tǒng)是在正常工作的，采用綠色LED指示此狀態(tài)，同時考慮到功耗問題，控制綠色LED一秒鐘閃爍一次，定時器T0配合工作；報警狀態(tài)時，紅色有警示作用，所以利用紅色LED指示此狀態(tài)，并使其一直亮著，同時，控制語音芯片放音，通過喇叭音頻輸出。定時器T0配合工作，報警狀態(tài)時，若煙霧濃度一直較高，則只報警一次。10秒鐘后，若煙霧濃度較低，則恢復(fù)正常狀態(tài)；若煙霧濃度仍較

70、高，則再報警。</p><p>　　圖2-10為整個系統(tǒng)工作的主流程。MCU初始化完成了內(nèi)存清空，端口配置，AD配置，定時、中斷設(shè)置等操作；AD轉(zhuǎn)換包括通道0、通道1的采樣；數(shù)據(jù)處理包括報警值的滑動濾波、煙霧濃度信號的滑動濾波、有符號增量計算等一系列計算。放音和LED控制由MCU通過I/O口直接控制[10]。</p><p>　　圖2-10 系統(tǒng)流程圖</p><p&

71、gt;<b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　MCP3002的模擬輸入通道CH0接入煙霧濃度信號，模擬輸入通道CH1接入報警門限可調(diào)電阻。具體電路，如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 傳感器連接電路</p><p>　　語音錄放電路中音頻信號由J

72、1接入麥克風(fēng)，通過1K和4.7K電阻形成串聯(lián)分壓，以給音頻信號直流偏置；將振蕩電阻調(diào)整為100K，使得錄放時間大致為10秒；AGC端接入22uF的電容，動態(tài)調(diào)整前置增益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量時失真都能保持最小錄音時；按下開關(guān)KEY，紅色LED亮，表明已進入錄音狀態(tài)，可以語音輸入要錄制的音頻；放音時，按一下按鍵AN即可實現(xiàn)一次放音操作，在結(jié)束放音時紅色LED會閃爍一下，表明放音結(jié)束[11]。圖3-2所示：&l

73、t;/p><p>　　圖3-2 語音錄放電路</p><p>　　為了有效地抑制共模噪聲，采用雙音頻輸入輸出。通過接在1腳、8腳間的電容來改變增益，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，接入大小為10uF的電解電容，效果較好。BYPASS引腳接大小為470u的電解電容能夠起到不錯的濾噪效果。輸出端接入耦合電容，作用之一是隔直耦合，隔斷直流電壓，直流電壓過大有可能會損壞喇叭線圈；耦合音頻的交流信號。通過電阻和電容構(gòu)成

74、了一階高通濾波器，輸出給揚聲器負載，能夠起到良好的濾波效果。減小電容C14的值，可使噪聲能量沖擊的幅度變小、寬度變窄；但調(diào)試發(fā)現(xiàn)C14太低則會使截止頻率提高。經(jīng)反復(fù)測試發(fā)現(xiàn)10uF時效果較為合適。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，確定LM386音頻功放電路設(shè)計如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 音頻功放電路</p><p>　　如此設(shè)計，明顯改善了音頻的輸出效果，由于錄音環(huán)境的較差，使得錄音質(zhì)

75、量不是很好，但其放音效果已經(jīng)達到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。</p><p>　　前向通道：煙霧傳感器電路主要負責(zé)探測空氣中CO的氣體濃度，能夠隨著CO濃度的不同，體現(xiàn)出不同的變化，將變化信號轉(zhuǎn)化為易于MCU處理的電壓信號。由于煙霧傳感器的輸出信號不大，經(jīng)過運放比例放大電路，適當(dāng)放大所得的電壓信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，便于MCU處理。</p><p>　　MCU接收前向通

76、道輸入的數(shù)字信號，經(jīng)過運算、處理，輸出控制給后向通道(LED顯示、語音芯片)等。</p><p>　　后向通道：語音電路，主要負責(zé)語音濾波和受控放音功能，配合功放電路，放大音頻信號，輸出給喇叭，實現(xiàn)良好的放音效果。</p><p><b>　　3.2 軟件設(shè)計</b></p><p>　　系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計運用的是匯編語言，因為自己學(xué)過所以比

77、較容易，匯編語言有一定的優(yōu)越點，匯編語言直接同計算機的底層軟件甚至硬件進行交互，它具有如下一些優(yōu)點：匯編語言比機器語言易于讀寫、調(diào)試和修改，同時具有機器語言全部優(yōu)點。但在編寫復(fù)雜程序時，相對高級語言代碼量較大，而且匯編語言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植[12]。</p><p><b>　　匯編語言的特點: </b></p>&l

78、t;p>　　1.面向機器的低級語言，通常是為特定的計算機或系列計算機專門設(shè)計的； </p><p>　　2.保持了機器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點； </p><p>　　3.可有效地訪問、控制計算機的各種硬件設(shè)備，如磁盤、存儲器、CPU、I/O端口等； </p><p>　　4.目標(biāo)代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計語言；</p&g

79、t;<p>　　5.經(jīng)常與高級語言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。</p><p>　　3.2.1 A/D采樣雙通道流程</p><p>　　將模擬量或連續(xù)變化的量進行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。 A/D變換包含三個部分：抽樣、量化和編碼。一般情況下，量化和編碼是同時完成的。 抽樣是將模擬信號在時間上離散化的過程； 量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程； 編碼是指將每

80、個量化后的樣值用一定的二進制代碼來表示。</p><p>　　圖3-4為AD采樣雙通道的流程，兩個通道要輪流切換采樣，且兩個通道的配置數(shù)據(jù)不同。</p><p>　　圖3-4 AD轉(zhuǎn)換流程</p><p>　　3.2.2 報警流程設(shè)計</p><p>　　在單片機測控系統(tǒng)中，使用之前必須進行靜態(tài)標(biāo)定，以得到輸出信號與被測信號的關(guān)系輸出曲線

81、，用來作為使用過程中的計量依據(jù)。但是標(biāo)定時輸出曲線往往不是一條理想的直線，所以要對標(biāo)定曲線進行線性化處理，用一條擬合直線近似代替輸出曲線，線性化是智能儀表的典型功能之一[13]。報警器主要針對一氧化碳煙霧檢測，在軟件線性化處理時，以傳感器對一氧化碳的響應(yīng)曲線為依據(jù)。 </p><p>　　本論文報警器使用的MQ-7型傳感器的電阻是隨著煙霧濃的升高而降低的，因此，輸入單片機的電壓也是隨之降低的。圖3-5為單片機采集

82、電壓值與煙霧濃度百分比的對應(yīng)曲線，可以看出，電壓值與煙霧濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實時顯示煙霧濃度.需要對其進行線性化處理。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化[20]。</p><p>　　圖3-5 單片機采集電壓值與煙霧濃度百分比線性化曲線</p><p>　　在單片機進行數(shù)據(jù)采集時，會遇到數(shù)據(jù)的隨機誤差，隨機誤差是由隨機干

83、擾引起的，其特點是在相同條件下測量同一量時，其大小和符號會現(xiàn)無規(guī)則的變化而無法預(yù)測，但多次測量的結(jié)果符合統(tǒng)計規(guī)律。為克服隨機干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術(shù)，軟件上可采用軟件算法實現(xiàn)數(shù)字濾波。濾波算法往往是系統(tǒng)測控算法的一個重要組成部分，實時性很強。</p><p>　　圖3-6為濾波算法及報警判斷流程，濾波算法是將每次的采集的煙霧值與這次前的32次平均值相減得到變化量，并累加變化量，將變化量累加和作為報警的

84、判別依據(jù)。</p><p>　　圖3-6 濾波算法及報警判斷流程</p><p><b>　　4 系統(tǒng)的仿真</b></p><p>　　時下，流行使用的模擬仿真軟件有2款：偉福和Keil，二者均可以仿真51單片機。鑒于實驗室有偉福仿真器，便于調(diào)試，同時在學(xué)習(xí)微控制器原理及應(yīng)用課程時，專門對此軟件進行過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使用起來輕車熟路。仿真器使用

85、9 針串行口,與PC 機用兩頭為孔的串行電纜連接.對于一些只有USB 口而沒有串口的計算機,可以使用USB轉(zhuǎn)串口電纜將USB 轉(zhuǎn)成串行口，串行電纜內(nèi)部連接根據(jù)仿真器型號不同,邏輯測試鉤插座可能只有一個[14]。</p><p>　　由于程序使用匯編編寫的，所以在wave仿真器設(shè)置中語言欄選擇偉福匯編器，具體設(shè)置如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 仿真器語言設(shè)定</p&g

86、t;<p>　　實驗室使用的偉福仿真器型號為E6000/L,仿真頭選擇為POD-H8X5X，CPU選擇型號為8X5X，具體設(shè)定如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 仿真器的型號選擇</p><p>　　通信設(shè)置如圖4-3所示，波特率設(shè)定為115200，選擇串口號，點擊測試串行口，通過則證明串口端口正確，可以進行下一步的仿真調(diào)試。</p><p&g

87、t;　　圖4-3 仿真器通信設(shè)置</p><p>　　圖4-4為偉福軟件主界面，可以進行調(diào)試單步、跟蹤、全速等等調(diào)試，可以觀察內(nèi)存數(shù)據(jù)，設(shè)置P口，修改狀態(tài)等等，操作方便。</p><p>　　圖4-4 偉福軟件主界面</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換的仿真</p><p>　　MCP3002是雙通道、標(biāo)準(zhǔn)SPI通信接口。首先，要驗

88、證兩通道是否都是正常的。通道0的采樣數(shù)據(jù)放在40H-7FH單元，通道1的采樣數(shù)據(jù)放在25H-2DH單元。在煙霧傳感器工作穩(wěn)定后，通道0的采樣數(shù)據(jù)基本不變；通過調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)其阻值最小時，采樣25H至2DH數(shù)據(jù)應(yīng)為00H，調(diào)節(jié)其阻值最大時，采樣數(shù)據(jù)應(yīng)為FFH，可以驗證通道0和通道1是否正常。</p><p>　　圖4-5、圖4-6分別為調(diào)節(jié)輸入通道的電壓為0V和電源電壓時，利用偉福軟件仿真器測到的數(shù)據(jù)，觀察圖中2

89、5H至2CH單元及40H單元而后的數(shù)據(jù)，可見，兩通道均正常。</p><p>　　圖4-5 輸入電壓為0V時采樣數(shù)據(jù)</p><p>　　圖4-6 輸入電壓為電源電壓時采樣數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2 濾波及報警算法調(diào)試</p><p>　　將每次的采集值與這次前的32次采樣值的平均值相減得到變化量，并將此變化量累加，將其累加和作為

90、報警的判別依據(jù)。報警門限值可直接通過滑動濾波算法進行處理。</p><p>　　當(dāng)煙霧傳感器有變化時，圖4-7、圖4-8分別為操作前后單片機的內(nèi)存數(shù)據(jù)，觀察比較兩次的3CH、3DH單元數(shù)據(jù)，它們就是增量累加和，也即是報警參考依據(jù)。操作前，它們很小為全零；操作后它們變成了很大的數(shù)據(jù)，超過了報警門限2BH、2CH單元數(shù)據(jù)，可以證明此濾波算法及報警判斷程序有效[15]。</p><p>　　圖4

91、-7 操作前單片機內(nèi)存單元數(shù)據(jù)</p><p>　　圖4-8 操作后單片機內(nèi)存單元數(shù)據(jù)</p><p><b>　　5 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　5.1 實現(xiàn)目標(biāo)與特點</p><p>　　本研究產(chǎn)品是一種新型煙霧警示器，采用煙霧傳感器，通過對空氣中煙霧粒子的濃度的檢測來判別是否有煙霧，采用MCU電路

92、來控制語音芯片完成播放警示音，并發(fā)出光警信號， 展現(xiàn)聲光警示勸告。希望研究成功后，可以形成一個新型的小產(chǎn)品。它主要用于大廳、會議室、走廊等室內(nèi)公共場所，對吸煙人群提出警示勸告，將有利于在全社會形成更多的無煙環(huán)境，并且，對此產(chǎn)品配以精美外殼，加以包裝，可以成為適應(yīng)多種場合的系列產(chǎn)品，形成良好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　該課題的主要任務(wù)是開發(fā)一個以MCS-51單片機為核心的煙霧報警器，本設(shè)計主要分為硬

93、件部分和軟件部分，硬件部分著重考慮硬件電路的實用性和簡單性，故在實用的基礎(chǔ)上盡可能的簡化硬件電路，節(jié)省線路板空間，達到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計。軟件采用匯編語言編寫，采用模塊話設(shè)計思想，程序可讀性強，通過仿真，實驗驗證了系統(tǒng)的可行，能滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計指標(biāo)，實現(xiàn)對煙霧報警的功能。</p><p>　　系統(tǒng)正常工作時，即煙霧濃度較低，未達到報警門限，綠色LED一秒閃爍一次，紅色LED滅，煙在煙霧傳感器上面，虛擬一個煙

94、霧濃度高的場合，系統(tǒng)進入報警狀態(tài)，超過了使用者調(diào)節(jié)的報警門限，綠色LED滅，紅色LED常亮，單片機控制語音芯片放音操作，喇叭輸出已錄制的“公共場所，請勿吸煙”音頻，通過以上的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，可以實現(xiàn)檢測煙霧濃度高低，當(dāng)煙霧濃度較高時，能夠?qū)崿F(xiàn)語音報警操作。</p><p><b>　　設(shè)計特點：</b></p><p>　?。?）利用對一氧化碳靈敏度高的氣體傳感器，當(dāng)有煙霧

95、時，迅速將信號傳遞到單片機中；</p><p>　?。?）運用A/D轉(zhuǎn)換電路MCP3002可以進行設(shè)定，當(dāng)煙霧濃度低時綠色燈開始閃爍，當(dāng)達到報警值時，紅色燈常量，語音芯片開始報警，簡單而方便；</p><p>　?。?）運用語言芯片ISD1820可以自己錄音用來報警，有效的抑制了共模噪聲，這樣更加人性化。</p><p>　　5.2 結(jié)論及不足</p>

96、<p>　　本設(shè)計以AT89C2051為核心，通過煙霧傳感器mq-7來檢測周圍環(huán)境中是否有煙霧，最后通過錄音功放電路發(fā)出警報聲音，從而達到煙霧報警的目的。</p><p><b>　　存在問題及不足：</b></p><p>　　（1）煙霧傳感器存在一定的誤差，在特殊環(huán)境的溫度和濕度對傳感器有一定的影響，有可能造成的不精確。傳感器輸出信號一般比較微弱，需

97、要過數(shù)據(jù)采集前置電路對其進行放 大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。運放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運放的輸入失調(diào)電壓，輸入失調(diào)電流是影響電路精度的重要因素。本設(shè)計選用高輸入阻抗、低噪聲的放大器，可以滿足要求。另外所選的阻容器件都是經(jīng)過精確測量后再焊接上去的，并經(jīng)過仔細調(diào)試以獲得最佳性能。 </p><p>　　（2）錄音報警電路在使用交流電路時有可能造成的共模噪聲。雖然系統(tǒng)采用直流電源供電，但

98、電源不可避免地殘留一定的交流成分而形成噪聲信號。它們對測控系統(tǒng)的正常運行危害很大。本系統(tǒng)選用ACDC電源模塊，將220V市電轉(zhuǎn)化為5V直流電壓，分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。為了盡量減小噪聲，數(shù)字地和模擬地要一點接地，每個芯片的電源就近接退耦電容。</p><p>　　（3）環(huán)境因素包括環(huán)境溫度、濕度、空氣中的塵埃等。對本系統(tǒng)來說，空氣中的成分對系統(tǒng)的探頭和單片機及其外圍電路影響很小，在進行測量時不用進行補償。但

99、環(huán)境溫度、濕度對傳感器有一定的影響。但是溫濕度的影響相對于系統(tǒng)5%LEL的精度要求，可以忽略不計。另外，系統(tǒng)還受到各種外部電磁噪聲的干擾，設(shè)計上，把探測器與控制器之間的信號線用屏蔽電纜連接。在電路板布線時，有可能造成的干擾。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)生活一晃而過，回首</p><p><b

100、>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]謝望.煙霧傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.儀器儀表用戶,2006.1-2</p><p>　　[2]陳連生.可燃煙霧探測器及其設(shè)置安裝要領(lǐng).石油工程建設(shè).1996(1):23-25 </p><p>　　[3]李永生,楊莉玲.半導(dǎo)體氣敏元件的選擇性研究.傳感器技術(shù),2002(3): 1-3 </p

101、><p>　　[4]張保衛(wèi),尚家峰,趙金水.燃氣報警器的分類與選擇.山東消防, 2003(8): 27-28 </p><p>　　[5]王福瑞．單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，1999:4-9</p><p>　　[6]彭軍.傳感器與檢測技術(shù):西安電子科技大學(xué)出版社,2003:263-315</p><p>　　[7]彭

102、為.黃科，雷道仲.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講.北京：電子工業(yè)出版社.2006：55-90</p><p>　　[8]曹珍貫. 在單片機中用插值法實現(xiàn)線性化器. 工礦自動化, 2005(6): 44-45 </p><p>　　[9]王勇, 冷劍青, 徐健健. 基于單片機的室內(nèi)一氧化碳安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計. 工業(yè)儀 表與自動化裝置, 2001(4): 19-22 </p><

103、p>　　[10]曹樂南, 霍大勇. 單片機與PC機串行通信的實現(xiàn):中國科技信息, 2006(11): 192-203 </p><p>　　[12]Wang Xi huai，Xiao Jian mei，Bao Minzhong. Multi-sensor Fire Detection Algorithm for Ship Fire Alarm System Using Neural Fuzzy Networ

104、k. Signal Processing Proceedings. 2000(3):1602-1605</p><p>　　[13]邵子揚, 黃保明, 劉海濤. Keil軟件仿真的串口調(diào)試技巧:單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用, 2006(7): 76-78 </p><p>　　[14]Keil Software. Macro Assembler and Utilities User‘s Guid

105、e. Keil Software, 2001.59-78</p><p>　　[15]Keil Software.Cx51 Complier User‘s Guide. Keil Software, 2001.63-102</p><p>　　[11]求是科技.單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.人民郵電出版社,2003.55-100</p><p><b>　　

106、附 錄1</b></p><p><b>　　附 錄2</b></p><p>　　W_DAT EQU 30H</p><p>　　W_CS EQU 31H</p><p>　　WZ EQU 33H</p><p>　　DZ_WZ EQU 34H&l

107、t;/p><p>　　LEDCS1 EQU 39H;;;;;;1S延時</p><p>　　LEDCS2 EQU 3AH;;;;;;結(jié)束紅燈;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;</p><p>　　FHW EQU 3BH</p><p>　　CH1_DZ EQU 32H</p><p>　　BZ

108、_Z BIT 00H</p><p>　　BZ_ZC BIT 02H ;標(biāo)志，正常:為0不正常；為1正常</p><p>　　BZ_DD BIT 03H ;等待標(biāo)志： 為0不等待；為1等待</p><p>　　OVER BIT 04H</p><p>　　CH1 BIT 05H</p><p&g

109、t;　　FY_W BIT 06H;放音位</p><p>　　R_LED BIT P3.1;;;;;;;;;;;;;</p><p>　　G_LED BIT P3.0;;;;;;;;;;;;;</p><p>　　YY_KZ BIT P3.5</p><p>　　CS BIT P1.7</p><

110、;p>　　CLK BIT P1.6</p><p>　　DI BIT P1.4</p><p>　　DO BIT P1.5</p><p>　　LATCH BIT P1.2</p><p>　　DI_595 BIT P1.3</p><p>　　CP_595 BIT P1.1&

111、lt;/p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 000BH</p><p>　　LJMP LED_T0</p><p>　　ORG 0030H</p><p>　　MAIN: LCALL QN

112、C</p><p>　　MOV DZ_WZ,#40H</p><p>　　MOV CH1_DZ,#25H</p><p>　　MOV FHW,#00H</p><p>　　;LCALL XS</p><p>　　MOV TMOD,#11H</p><p>　　

113、MOV TH0,#3CH</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　CLR TR0</p><p>　　CLR ET0</p><p>　　CLR EA</p><p>　　SETB OVER</p><p>　　SETB