基于单片机的液化气检测报警器设计(6)

基于单片机的液化气检测报警器设计

④外部数据存储器（RAM）64K 字节。

里面还包括程序存储器的6个特殊地址，如表2-2所示。

表2-2 程序存储器的6个特殊地址

0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H

上电或复位入口地址 外部中断0入口地址 定时器T0中断入口地址 外部中断1入口地址 定时器T1中断入口地址 串口中断入口地址 在上述事件发生时，PC指针获得固定的地址，然后CPU执行PC指针所指地址单元内的程序。AT89C51单片机的存储器结构如图2-4所示。

外部ROM FFFFH FFFFH 1000H （64KB） /EA=0/1 FFH 外部RAM 特殊功能寄存器（21个SFR） 80H 内部外部 ROM 0FFFH ROM （4KB）（4KB） 7FH 内部/EA=1 128ByteRAM /EA=0 0000H 00H 0000H 图2-4 AT89C51的存储器结构

（64KB） 2.4液化气报警器的主要功能设计

报警器正常工作时，传感器送来的气体浓度对应的微小的电压信号经过放大电路放大，转化成较大的模拟电压信号后送入A/D转换器，然后再送给AT89C51单片机处理。

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当单片机检测到输入ADC0809的放大信号不为零时，系统启动报警。报警时，LED红灯点亮并持续闪烁60min，数码管显示气体浓度，蜂鸣器启动并持续鸣叫60min，报警系统只能启动声光报警功能而无法进行灭火动作。反之，报警器不发出警报，LED状态指示灯绿灯常亮且不闪烁，数码管不显示字符，蜂鸣器不发出声响。

为了区别正常的工作的报警，在误报警和不正常的工作状态警报时，蜂鸣器声音报警持续30min，以提醒用户检查传感器或者电路连线情况，及时排除故障，保证安全。另外，系统还设有一个消音功能的按键，当报警器发出鸣叫时，用户到达现场，可按下按键（消音键）停止报警器鸣叫。若过一点时间浓度仍超出报警限，报警器会再次鸣叫提醒用户。

上述中的声光警报能够根据气体传感器所检测到的气体浓度的信号变化，随单片机控制电路及时的做出相应调整而改变。

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3 系统的硬件电路

3.1 系统电源电路

任何电子设备都需要稳定的直流电源供电，直流稳压电源是将交流电压转换成稳定的直流电压的设备。一般直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。其组成方框图如图3-1所示。

交流变整流电路 滤波电路 稳压电路 交流电源 负载 压器 图3-1 直流稳压电源组成方框图

电源变压器的作用是，改变电网的交流电压的大小，将220V、50Hz的市电进行降压，使变压器的副边输出的交流电压符合设计要求。然后利用二极管的单向导通性，将交流电压变换为单方向的脉冲直流电压，再利用电容储能元件组成的滤波电路，将脉动大的直流电压处理成平滑的脉动小的直流电压，即将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤掉，只留下比较平滑的直流电压，最后利用集成稳压器W7805，让电源电路的输出电压稳定为5V，以此作为系统各个部分电路的电源。以下是一般设计所采用的电源电路图，本设计为了简便起见，电源就直接用五伏电源代替。

系统里面的电源将交流电源通过交流变压器变换成整流电路，因为日常的电压220V太过高了，本设计所需要的电压仅仅5V就够了，所以先通过变压器改变电压，由于转变后还有一部分从整流电路中以脉动交流电压，通过滤波电路处理过滤掉就安全了，为了让电压更加的稳定平和，所以再加上个稳压电路以防万一，仅仅一个小的故障就可以导致AT89C51单片机的烧毁，对于整个电源的选择一定要慎重，不可掉以轻心。

通过介绍我们了解到了系统电源的大概元器件构成，下面是系统电源的电路图如图3-2所示。

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12VIC6240R15VOUTINGNDW780532５ＶJ121CON2～220 V18～9VBRIDGET43C41000uFDzC50.33uFC60.1uF

图3-2系统电源电路图

3.2 AT89S51的时钟电路和复位电路

（1）时钟电路：

AT89S51单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端，时钟可由内部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引脚上外接晶体振荡器Y，内部振荡电路就会产生自激振荡。系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率选择12MHZ，C1、C2的电容值取30pF，电容的大小起频率微调的作用。 （2）复位电路：

单片机有多种复位电路，本系统采用自动复位（上电复位）与手动复位方式，当上电时，C3充电，电源经过电容器C3加到RESET引脚，使单片机复位；在正常工作时，按下复位键时单片机复位。

任何单片机在工作之前都要进行复位，复位对单片机来说就像计算机的重新启动，是在做一些准备工作。一般来说，AT89C51单片机的复位时间为5ms。只要将AT89C51单片机的RST引脚上加负脉冲就完成了复位，前提是加高电平的时间要大于5ms。单片机AT89C51的上电复位是当检测到VDD上升时（1.2～1.7V范围），片上上电复位脉冲产生。为了获得POR的优越性，只要把MCLR引脚直接（或通过电阻）连接到VDD。这将简化要形成一个上电复位所需的外部RC元件。

时钟电路和复位电路的电路图如图3-3所示。

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X130pFC2C1X230pFS15VY12MHz手动复位R13470Ω+C322uFRESETR141KΩ 图3-3 时钟电路和复位电路图

3.3液化气传感器模块

本设计采用的液化气传感器模块主要由MQ-N5气体传感器、LM393芯片构成。工作电压：直流5伏具有以下特点：

（1）具有信号输出指示。

（2）双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）

（3）TTL输出有效信号为低电平。（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）

（4）模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。 （5）对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度。 （6）具有长期的使用寿命和可靠的稳定性 （7）快速的响应恢复特性

适用于家庭或工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气等监测装置。

由于液化气传感器MQ-N5不能自行人工设计，本人目前还不具备这样的能力，

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