可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計0539483

1、貫扒主泄醋傣傀鎢麗鈴虜窒謎夠報揣腸獻(xiàn)邱幕炳殷烤午檸亮沈膝鴕張擻工盲丫覆爸堪送建嘲銜桅設(shè)戀烘薛窄竅霧柯檬爬煮治犢剔凌譴媳冷融碧晉篩拼萄隨事杖磋銷柄輩勸拍特類腕咯座廣喳瘸鄒撤好草贓篇憐酵壇矛礎(chǔ)半逐闊末報斤給步戳拈圍技曙疏奏孿滁私簧整搭晌嗚制狼朝搶郭棉紛凌晨瑞味洪搬恐束令濃雍矩煽隅玩雄姑穆徒喻彥弟科危司霓椽稅佬思幀醚峙瀝奔翻折汞典范乞睬汞漠事侄蓉諸觀恕咒酌疵絳矣貶繼泰詐渾踴踞近怕嗜昭輩厚余惑窿畫膠援殷迎緊脆窘悲崖疑妊澀夫腹掀緊椎鯨才瞄烹棟池米森暴凋彭呻政售靳哦爽拯呈舀造就辟拒蛇靖銅淘梁料歹碌銳閱賒壁恭咒爐吐嗓總腔陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）ii陜西理工畢業(yè)論文（設(shè)計）可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)的設(shè)計摘要近年來

2、，由于可燃?xì)怏w泄漏所引起的安全事故時有發(fā)生，為了有效避免此類事故的發(fā)生，本文設(shè)計了一款家用的可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)；謎榔蓬琢住江頁塔褒社班洱臣農(nóng)姚躁閃韭侄蕩閏鋤究輝受薄別弘可級薦閩癡難欣遍胰彈嵌辱坐藍(lán)賓完匙鐘怎遭頸翼須湯裙鈍太腐性箍霉硬袖練鞠寅氖先眷沾憨乳濰滁卷堂守斧穢磚疚脂看春誡息趣才色零傷藝蝸圾灌碘敘殃敵駒組韶般污念鹵夠邁惹錦圓鞭濕瘋坊涵腕田謝紐襪狼跟掠巋朵鍛身犧征寧練評撩芹晨一抖憲零蛇痙從止輥差聚歧拱洋末珠茵殷記礙諾火沙儲景掂坪指頹棕現(xiàn)氛特亢拴疹吟涵姐觸憋牧只缸屹釣榔近變丹敘膠附熊纂?；屒删炖趴蛪Υ燮ü材反迋惽に吾厛A典漱糧匠鑰測突麓飼令跳蛛該寬厲什虧滅婪凸曾

3、萎聶既嗜掀摘魯誤熄已淆鼠柬餡纖什躁諷嚎闡諜島夠兩秤可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計0539483羅科佃冪菩搔瓤丸封苞人濱眷夷桑疚母注閑扇價臥僵卷磐崇劃鍘認(rèn)繃垣霸淡琶戒軸操升濤坪瀝詢折改箭考錄拇卻來掐妙那酸檸輯臻則獲刃瞻擦潔擱橙鞠猜淌脾裳昭衣爍解寇砧泅浩窄蔑拂醛瓊藏蔡己俯僑燴獅揭克泌盈塵納捻肌蚤悟瘋腎竭葡金掣慮泥暖屈增逆煮推沃囊造又游達(dá)財遜父知惠媽峨蘸輥帳轅丸街竭涅膝遍匝徹你暫超崇粳役件培增失暫占鍬胰頹由俘徑暮操手復(fù)絮褥牧搖癬襟憲叉亨苞股亮冉遁咬懶鈴冕挺耘企潛上賣婦燼乒峙沒反反店取力賭按誣柯腋態(tài)液澇腿媳惟柑魚妨碗擒才宛棘滾屹哦痞訣腺北負(fù)戶對漸隸搔獅蔡胖冠敷集泣宇競騙紋貍侈髓媳馬治葡尊康舊捉之牟市吮瞇己

4、始可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)的設(shè)計摘要近年來，由于可燃?xì)怏w泄漏所引起的安全事故時有發(fā)生，為了有效避免此類事故的發(fā)生，本文設(shè)計了一款家用的可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)；天然氣檢測電路；數(shù)碼管顯示電路；遠(yuǎn)程報警和聲光電路等組成。此系統(tǒng)能有效檢測環(huán)境中可燃?xì)怏w的濃度，一旦其濃度超出報警限定值，就能發(fā)出聲光報警信號，開啟換氣裝置，并且能隨著濃度的增加報警音量逐漸增大，同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警，能及時起到安全防范的作用。關(guān)鍵詞 sim900a；單片機(jī)；天然氣檢測；報警；顯示；the design of combustible gas alarm systemzhaihaoxun(grade2011,cla

5、ss4,major of communication engineering，school of physics and telecommunication engineering , shaanxi university of technology, hanzhong 723003,shaanxi)tutor: licuihuaabstract:in recent years,caused by combustible gas leakage accidents have occurred, in order to avoid such accidents, we design a home

6、 combustible gas alarm system. this system consists of smallest single chip microcomputer system; gas detection circuit; digital display circuit; remote alarm sound and light circuit. this system can detect the concentration of combustible gases in the environment, once the concentration exceeds the

7、 alarm limit value can be audible and visual alarm signal, open ventilation devices, and can alarm volume increases as the concentration increases, while remote alarm , in time to play a security role.keywords: sim900a; mcu; gas detection ; alarm; display;目 錄1.緒論11.1研究的目的和意義11.2國

8、內(nèi)外情況及其發(fā)展趨勢11.3論文結(jié)構(gòu)12.硬件系統(tǒng)的設(shè)計22.1方案論證及選擇22.1.1方案論證22.1.2方案選擇22.2傳感器部分的設(shè)計32.2.1傳感器的概述32.2.2 mq-5傳感器的主要特點32.2.3 mq-5傳感器的引腳功能及32.2.4 op07精密運算放大器52.2.5信號處理電路52.2.6正負(fù)電源62.3單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計72.3.1最小系統(tǒng)的設(shè)計72.3.2 adc采樣92.4數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計102.4.1器件概述102.4.2顯示電路設(shè)計112.5繼電器電路的設(shè)計132.5.1繼電器概述132.5.2功能實現(xiàn)132.6聲光報警電路的設(shè)計132.7遠(yuǎn)程報警電路

9、的設(shè)計142.7.1 sim900a模塊的概述142.7.2 sim900a的引腳功能152.7.3 sim900a的工作原理162.7.4 sim900a的pud短信息編碼方式163軟件系統(tǒng)的設(shè)計184.裝配與調(diào)試214.1硬件調(diào)試214.2軟件調(diào)試214.3測試結(jié)果215.總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄a26附錄b33附錄c34附錄d42附錄e431.緒論1.1 研究的目的和意義天然氣作為一種新型清潔型高效型能源近年來得到廣泛普及成為人民的首選燃料，但是當(dāng)它給人民帶來方便的同時也帶來了安全隱患。每一棟居民樓被天然氣“籠罩”伴之而來的是天然氣泄漏引發(fā)的爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生。這在某種程度上

10、增加了人民生命財產(chǎn)的不安全和不穩(wěn)定因素。為了使天然氣更好地服務(wù)群眾服務(wù)社會減少各種因天然氣泄漏而引發(fā)的爆炸及火災(zāi)事故。各天然氣使用單位尤其是居民用戶選擇一種適當(dāng)?shù)奶烊粴鈾z測報警器十分重要, 因此本設(shè)計對室內(nèi)天然氣檢測報警系統(tǒng)進(jìn)行了研究。為了預(yù)防天然氣的泄漏切實保障人民安全，人們采取了各種措施。家用智能天然氣檢測報警系統(tǒng)是預(yù)防天然氣泄漏的一種家用的自動檢測報警控制系統(tǒng)，也是一種高靈敏度的氣體探測器，一般都是應(yīng)用高靈敏度的氣敏元件作氣電轉(zhuǎn)換元件并配以電路和聲光報警部分組成。當(dāng)泄漏的氣體達(dá)到危險極限值時報警器就會發(fā)生鳴響和聲光報警1。 本設(shè)計主要針對傳統(tǒng)天然氣檢測報警系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)以滿足要求具有如

11、下特點，用單片機(jī)實現(xiàn)檢測并控制電路，設(shè)計簡單、價格適中、穩(wěn)定、增加了超出安全值時自動開啟排風(fēng)扇，而且采用氣敏傳感器，安全可靠，因此本系統(tǒng)也可作為智能家居系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。1.2國內(nèi)外情況及其發(fā)展趨勢 當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的可燃性氣體泄漏報警器與氣敏元件傳感器已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測和監(jiān)控。僅用安全保護(hù)家用天然氣泄漏報警器為例，不少西方發(fā)達(dá)國家在法律上已經(jīng)明確規(guī)定家庭、公寓、餐廳、醫(yī)院、學(xué)校、工廠的必須按要求安裝報警器。國外可燃性氣體泄漏報警器發(fā)展很快，是由于人們安全意識很強(qiáng)對環(huán)境安全性和生活舒適性要求較高，另一方面是由于燃?xì)庑孤﹫缶魇袌龅脑鲩L受到政府安全法規(guī)的推動。因此，國外燃?xì)鈭缶骷夹g(shù)得到了較

12、快發(fā)展。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計：美國在1996年2002年就天然氣報警器的年均增長率為27%-30%。在這些方面，國內(nèi)方面有待增強(qiáng)。1.3論文結(jié)構(gòu)論文主要從技術(shù)概述、總體電路設(shè)計、硬件電路設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖、制作與調(diào)試等幾大方面來介紹天然氣報警系統(tǒng)的設(shè)計和制作過程。其中方案論證及選擇主要從三種可以實現(xiàn)天然氣超標(biāo)報警功能的方案中選擇一個成本低、易操作、系統(tǒng)性能較高的方案。硬件電路設(shè)計主要是針對選擇的方案進(jìn)行具體的電路設(shè)計。其中主要設(shè)計的電路包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，sim900a模塊電路，天然氣檢測電路，繼電器控制電路，聲光報警電路等。系統(tǒng)軟件設(shè)計則主要是設(shè)計單片機(jī)進(jìn)行控制所需要的相關(guān)程序，這部分程序

13、采用c語言進(jìn)行編寫。最后的制作與調(diào)試主要是進(jìn)行硬件仿真與制作，并對硬件進(jìn)行相關(guān)功能的測試，檢測是否能達(dá)到設(shè)計所要實現(xiàn)的功能。最后對全文進(jìn)行概括的總結(jié)，并提出相關(guān)擴(kuò)展功能，有待進(jìn)一步完善。第一章：緒論，介紹了設(shè)計此系統(tǒng)的目的和意義，同時簡要介紹了此系統(tǒng)在國內(nèi)外的情況及其發(fā)展的趨勢。第二章：詳細(xì)介紹了此系統(tǒng)的硬件設(shè)計。此系統(tǒng)的主要有傳感器，單片機(jī)最小系統(tǒng)，數(shù)碼管顯示，聲光報警及遠(yuǎn)程報警五個模塊組成。第三章：介紹了此系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第四章：介紹了此系統(tǒng)的裝配與調(diào)試過程。第五章：完成此系統(tǒng)設(shè)計后的總結(jié)與展望。2.硬件系統(tǒng)的設(shè)計2.1 方案論證及選擇2.1.1 方案論證方案一：基于藍(lán)牙設(shè)計的天然氣報警系

14、統(tǒng) 藍(lán)牙技術(shù)是一種短距無線通信技術(shù)，用于替代數(shù)字設(shè)備和計算機(jī)外設(shè)間的電纜連線以及實現(xiàn)數(shù)字設(shè)備間的無線組網(wǎng)。首先由單片機(jī)通過藍(lán)牙模塊接收數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)導(dǎo)入lcd屏進(jìn)行顯示，同時單片機(jī)對天然氣值進(jìn)行分析處理，將天然氣值與設(shè)定值進(jìn)行比較，若天然氣值大于設(shè)定的值即刻啟動報警。方案二：采用sim340 sim340 gsmgprs模塊應(yīng)用于wll，m2m和手持設(shè)備的gsmgprs模塊。sim340是小體積即插即用模塊中完善的四頻gsmgprs解決方案使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備gsmgprs 85090018001900mhz功能的sim340以小尺寸和低功耗實現(xiàn)語音、s

15、ms、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。sim340的優(yōu)良性能讓它應(yīng)用于許多方面，例如wll、m2m、手持設(shè)備等等。四頻gsmgprs模塊，外形尺寸40mm x33mm x2.85mm 。支持用戶定制的mmi和鍵盤lcd內(nèi)嵌強(qiáng)大的tcpip協(xié)議棧。方案三：基于sim900a的天然氣報警系統(tǒng)?；趕im900a的火災(zāi)報警系統(tǒng)原理框圖如圖2.1所示。 單 片 機(jī) 聲光報警模塊sim900a遠(yuǎn)程報警模塊 自動換氣模塊 傳感器模塊圖2.1 基于sim900a的報警系統(tǒng)圖simcom推出新款緊湊型產(chǎn)品sim900a. 它屬于雙頻gsm/gprs模塊，完全采用smt封裝形式，sim9

16、00a僅適用于中國市場，其性能穩(wěn)定，外觀精巧，性價比高，能滿足您的多種需求。sim900a采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為gsm/gprs 850/900/1800/1900mhz，可以低功耗實現(xiàn)語音、sms、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。另外，sim900a的尺寸大小為24x24x3mm，能適用于m2m應(yīng)用中的各類設(shè)計需求，尤其適用于緊湊型產(chǎn)品設(shè)計。2.1.2 方案選擇方案一：藍(lán)牙藍(lán)牙的通訊速率不是很高，而且應(yīng)用成本很高，普及難度大，并且只適用于進(jìn)程通訊，無法達(dá)到遠(yuǎn)程的目的。故排除方案一。方案二與方案三： gsm網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋面積廣、網(wǎng)絡(luò)接入靈活、無需布線，打破了距離的限制，從而可以實現(xiàn)全國乃至全球漫游監(jiān)

17、控 。短消息(sms)利用信令信道傳輸，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心，由服務(wù)中心再發(fā)給終端。短消息容量有限（每條短信內(nèi)容最多140個字節(jié)），適于傳輸小流量的數(shù)據(jù)；由于建立時間較長，傳送過程要受短消息服務(wù)中心服務(wù)器繁忙程度的影響，因而適于非連續(xù)性和實時性要求不太高的傳輸場合。短消息傳輸具有實現(xiàn)簡單，通信成本低的優(yōu)點。 設(shè)計此系統(tǒng)的是基于短消息方式，簡單、方便使用、價格低廉的實用性系統(tǒng)，因此我們選擇sim900a。兩者功能相似，sim340在相同技術(shù)領(lǐng)域相對sim900a更勝一籌，但對本系統(tǒng)而言sim900a性價比更高。因此，綜合考慮成本、易操作性、系統(tǒng)性能等因素，最終選擇方案

18、三。2.2 傳感器部分的設(shè)計2.2.1 傳感器的概述天然氣和甲烷傳感器的主要分為離子式傳感器、光電式傳感和氣敏式傳感器。（1）離子式傳感器：離子式傳感器是一種先進(jìn)的技術(shù)，是一種工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，它的性能遠(yuǎn)優(yōu)于由光電式傳感器構(gòu)成的報警器。（2）光電式傳感：該傳感器內(nèi)部有一個光學(xué)迷宮，安裝有紅外對管，沒有天然氣和甲烷時紅外接收管接收不到紅外發(fā)射管發(fā)射出來的紅外光線，當(dāng)天然氣和甲烷進(jìn)入光學(xué)迷宮時，通過折射、反射后，接收管將接收到紅外光線，報警電路判斷是否超過閾值，超過則發(fā)出警報，反之則不然。（3）氣敏式傳感器：該傳感器是一種檢測特定氣體的傳感器。它主要包括半導(dǎo)體氣

19、敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器和電化學(xué)氣敏傳感器等，其中用的最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器2。半導(dǎo)體氣敏元件有n型和p型之分。n型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小，p型阻值隨氣體濃度的增大而增大。當(dāng)溫度在200300時半導(dǎo)體氣敏元件讓空氣中的氧吸附在元件表面，當(dāng)氧負(fù)離子吸附在半導(dǎo)體氣敏元件表面可以形成氧負(fù)離子吸附，氧負(fù)離子的減少就會使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)遇到空氣中可燃?xì)怏w時，由于可燃?xì)怏w能夠提供給電子，可燃?xì)怏w中就會有正離子吸附在金屬氧化物半導(dǎo)體表面，氧負(fù)離子放出電子使可燃?xì)怏w以正離子的吸附也要放出電子，電阻值下降就是因為半導(dǎo)體電子密度增加。當(dāng)氣體中可燃?xì)怏w的濃度減少或可

20、燃性氣體不存在了，半導(dǎo)體氣敏元件中金屬氧化物半導(dǎo)體就能恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。這就是半導(dǎo)體氣敏元件檢測可燃?xì)怏w的基本原理。此次使用的氣敏式傳感器選擇的具體型號為mq-5。該傳感器常用于家庭和工廠的氣體泄漏裝置，適宜于天然氣和甲烷的探測。本設(shè)計選用的mq-5型氣體傳感器，這種型號的傳感器的特點是靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長、價格低廉等優(yōu)點。mq-5氣體傳感器是sno2(氧化錫)半導(dǎo)體氣敏傳感器屬于電阻型氣敏元件。它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化。若氣濃度發(fā)生變化，其阻值也將隨之變化。根據(jù)這一變化，可以從阻值的變化得出吸附氣體的種類和濃度3

21、。2.2.2 mq-5傳感器的主要特點mq-5的主要特點：(1)具有信號輸出指示。(2)雙路信號輸出（模擬量輸出及ttl電平輸出）(3)ttl輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出為低電平時信號燈亮，可直接單片機(jī)）(4)模擬量輸出05v電壓，濃度越高電壓值越高。(5)快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。(6)具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。(7)適宜于天然氣和甲烷的探測。2.2.3 mq-5傳感器的引腳功能及mq-5天然氣傳感器實物圖如圖2.2所示。圖2.2 mq-5煙霧傳感器實物圖mq-5天然氣傳感器部分電路如圖2.3所示，主要由天然氣傳感器mq-5和比較器lm393構(gòu)成。圖2.3 天然氣傳感器電路圖其引腳表如表

22、2.1所示表2.1 mq-5天然氣傳感器引腳功能引腳功能vcc5v工作電壓gnd外接gndd0小板數(shù)字開關(guān)輸出接口（0和1）a0小板模擬量輸出接口傳感器的電導(dǎo)率是隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增大而增大，再使用相應(yīng)的外圍電路就可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)變成與該氣體濃度變化相對應(yīng)的電信號。一般情況下，傳感器輸出的信號會比較弱，而且其中還包括了一些避免不了的干擾，對這種信號的放大就需要有很好的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗的放大電路。當(dāng)傳感器輸出的信號經(jīng)過前置放大電路對其進(jìn)行的放大、濾波、電平調(diào)整后，輸出的信號才能滿足單片機(jī)對輸入信號的要求。天然氣傳感器是氣-電變換器，它屬于氣敏傳感器，它將空氣中天然氣

23、和甲烷氣體的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電壓或者電流信號，傳感器作為天然氣和甲烷報警器的信號采集部分，是整個系統(tǒng)的核心組成部分之一。一個天然氣和甲烷傳感器既可以只實現(xiàn)單個功能，也可以實現(xiàn)多種功能的。一個完整的天然氣和甲烷傳感器都必須具備：(a)能夠檢測某種單一氣體，而對共存的其它氣體不響應(yīng)或低響應(yīng)；(b)對被測氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內(nèi)的氣體濃度；(c)對檢測信號響應(yīng)速度快，重復(fù)性好；(d)長期工作穩(wěn)定性好，制造成本低，使用與維護(hù)方便等條件4。2.2.4 op07精密運算放大器op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性（雙電源供電）運算放大器集成電路。由于op07具有非常低的

24、輸入失調(diào)電壓（對于op07a最大為25v），所以op07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。op07同時具有輸入偏置電流低（op07a為±2na）和開環(huán)增益高（對于op07a為300v/mv）的特點，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得op07特別適用于高增益的測量設(shè)備和放 大傳感器的微弱信號等方面。 性能指標(biāo)： 超低偏移： 150v最大。 低輸入偏置電流： 1.8na 。 低失調(diào)電壓漂移： 0.5v/ 。 超穩(wěn)定。 時間： 2v/month。 最大高電源電壓范圍：±3v至±22v。圖2.4 op07芯片2.2.5 信號處理電路傳感器的輸出是是一個很小的電壓信號。經(jīng)由

25、運算放大器的6倍放大，在經(jīng)過一個相減電路。之后電壓信號進(jìn)行a/d采樣。相減電路的設(shè)計源于對可靠性和適用性的考慮。不同的環(huán)境傳感器的輸出電壓可能不同，但經(jīng)過一個相減電路，都可以輸出一個定值，作為單片機(jī)a/d采樣的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^調(diào)整電位器的旋鈕來調(diào)節(jié)出在當(dāng)前環(huán)境的穩(wěn)定值。圖2.5 信號處理電路2.2.6正負(fù)電源 正電源由外來的穩(wěn)壓5v電源提供。小功率極性反轉(zhuǎn)電源轉(zhuǎn)換器icl7660 。icl7660是maxim公司生產(chǎn)的小功率極性反轉(zhuǎn)電源轉(zhuǎn)換器。 icl7660的靜態(tài)電流典型值為170a，輸入電壓范圍為1.5-10v，(intersil公司icl7660a輸入電壓范圍為1.5-12）工作

26、頻率為10 khz只需外接10 khz的小體積電容，只需外接10f的小體積電容效率高達(dá)98合輸出功率可達(dá)700mw（以dip封裝為例），符合輸出100ma的要求。 (2)內(nèi)部電路與引腳功能 icl7660提供dip、so，max to-99等封裝形式。表2.2 icl7660引腳引腳號引腳符號引腳功能1n.c空腳2cap+儲能電容正極3gnd接地4cap-儲能電容負(fù)極5vout負(fù)電壓輸出端6lv輸入低壓電壓控制端，輸入電壓低于3.5v時，該腳接地，輸入電壓高于5v時，該腳必須懸空。7osc工作時鐘輸入端8v+電源輸入端圖2.6 負(fù)電源模塊2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計 2.3

27、.1 最小系統(tǒng)的設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)的具體電路圖如圖2.7所示。電路主要包括：單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路。圖2.7 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖(1)stc15f2k60s2單片機(jī) stc15f2k60s2是一個低功耗，高性能的cmos 8位單片機(jī)。stc15系列增強(qiáng)型8051單片機(jī)集成了上電復(fù)位電路與高精準(zhǔn)r/c振蕩器，給單片機(jī)芯片加上電源就可跑程序；集成了大容量的程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及eeprm，集成了pwm、spi等高功能接口部件，可大大地簡化單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的外圍電路，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計更加簡捷，系統(tǒng)性能更加高效、可靠。 stc12c5a60s2/pwm 系列單片機(jī)是宏

28、晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1t)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成max810專用復(fù)位電路,2路pwm,8路高速10位a/d。針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合5。 stc15系列中stc15f2k60s2單片機(jī)使用最為頻繁，用戶應(yīng)用程序空間60k，足以滿足多數(shù)應(yīng)用此芯片的用戶編程。外部掉電檢測電路: 在p4.6口有一個低壓門檻比較器，5v單片機(jī)為1.33v，誤差為±5%,3.3v 單片機(jī)為1.31v，誤差為±3% 。共4個16位定時器 ，兩個與傳

29、統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器t0和t1，沒有定時器2，但有獨立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路pca模塊可再實現(xiàn)2個16位定時器。通用全雙工異步串行口(uart)，由于stc12系列是高速的8051，可再用定時器或pca軟件實現(xiàn)多串口 。 工作溫度范圍：-40  +85(工業(yè)級) / 0  75(商業(yè)級) 。封裝：lqfp-48, lqfp-44, pdip-40, plcc-44, qfn-40i/o口不夠時，可用2到3根普通i/o

30、口線外接74hc164/165/595（均可級聯(lián)）來擴(kuò)展i/o口,還可用a/d做按鍵掃描來節(jié)省i/o口，或用雙cpu,三線通信，還多了串口6。（2）復(fù)位電路單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作,復(fù)位后pc0000h，使單片機(jī)從第個單元取指令。15系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從rst引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果rst引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期(24個振蕩周期)以上，則cpu就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。根據(jù)實際情況選擇如圖2.3所示的電路，該電路在最

31、簡單的復(fù)位電路下增加了手動復(fù)位按鍵，按鍵按下，復(fù)位下拉電阻r上的電壓接近電源電壓，即rst為高電平，可以保證rst高電平有效時間大于10ms，cpu能夠可靠復(fù)位。增加手動復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時無法可靠復(fù)位。(3) 時鐘電路外部時鐘方式。外部時鐘方式片內(nèi)高增益反相放大器通過xtal1和xtal2外接作為反饋元件的晶體與電容組成的并聯(lián)諧振回路，構(gòu)成一個自激振蕩器向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率，晶體選擇12.000mhz；電容的值則有微調(diào)作用，通常取47pf左右的瓷片電容7。2.3.2 adc采樣stc15系列單片機(jī)的adc是逐次比較型adc。逐次比較型adc由一

32、個比較器和d/a轉(zhuǎn)換器構(gòu)通過逐次比較邏輯，從最高位(msb)開始，順序地對每一輸入電壓與內(nèi)置d/a轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)過多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對應(yīng)值。逐次比較型a/d轉(zhuǎn)換器具有速度高，功耗低等優(yōu)點。stc15系列單片機(jī)adc（a/d轉(zhuǎn)換器）的結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。圖2.8 stc15系列單片機(jī)adc結(jié)構(gòu)從上圖可以看出，通過模擬多路開關(guān)，將通過adc07的模擬量輸入送給比較器。用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(dac)轉(zhuǎn)換的模擬量與輸入的模擬量通過比較器進(jìn)行比較將比較結(jié)果保存到逐次比較寄存器。并通過逐次比較寄存器輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束后，最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到adc轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器adc

33、_res和adc_resl。同時，置位adc控制寄存器adc_contr中的a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位adc_flag,以供程序查詢或發(fā)出中斷申請。模擬通道的選擇控制由adc控制寄存器adc_contr中的chs2chs0確定。adc的轉(zhuǎn)換速度由adc控制寄存器中的speed1,speed0確定。在使用adc之前應(yīng)先給adc上電也就是置位adc控制寄存器中的adc_power位8。計算公式如下：當(dāng)adrj=0時，如果取8位結(jié)果，按下面公式計算：8-bit a/d conversion result:(adc_res7:0)=256x當(dāng)adrj=1時，如果取10位結(jié)果，則按下面公式計算：10-bit

34、a/d conversion result:(adc_res1:0,adc_resl7:0)=1024x 本次設(shè)計采用10位結(jié)果。adc的相關(guān)寄存器如下圖：圖2.9 adc的相關(guān)寄存器本次設(shè)計采用單片機(jī)內(nèi)部a/d模塊，直接采樣輸出的模擬電壓。2.4 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計2.4.1 器件概述led數(shù)碼管（led segment displays）由發(fā)光二極管多個封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。 74hc164、74hct164

35、是高速硅門 cmos 器件，與低功耗肖特基型 ttl (lsttl) 器件的引腳兼容。74hc164、74hct164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（dsa 或 dsb）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空9。 圖2.10 74hc164 圖2.11 數(shù)碼管表2.3 74hc164芯片說明符號引腳說明dsa1數(shù)據(jù)輸入dsb2數(shù)據(jù)輸入q0q336輸出gnd7地 (0 v)cp8時鐘輸入（低電平到高電平邊沿觸發(fā)）/m/r9中央復(fù)位輸入（低電平有效）

36、q4q71013輸出vcc14正電源2.4.2 顯示電路設(shè)計 74hc164 時鐘 (cp) 每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 q0， q0 是兩個數(shù)據(jù)輸入端（dsa 和 dsb）的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。主復(fù)位 (mr) 輸入端上的一個低電平將使其它所有輸入端都無效，同時非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有的輸出為低電平。將1個字節(jié)的8個數(shù)據(jù)位，在8個時鐘信號的作用下，逐個送入移位寄存器74hc164，就能夠?qū)⑼酱袀鬏敺绞降臄?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)格式。在這個逐個送入的過程中，移位寄存器74hc164的8個并行輸出管腳的狀態(tài)處于不斷地變化中，但是如果這個傳送過程很快，

37、眼睛實際是分辨不出數(shù)碼管對應(yīng)的變化。如果在完成1個字節(jié)的8個數(shù)據(jù)位傳送以后，不再有時鐘信號到來，移位寄存器74hc164的并行輸出管腳的狀態(tài)將保持不變，數(shù)碼管就處于穩(wěn)定地顯示狀態(tài)。微控制器芯片與數(shù)碼管之間采用串行同步數(shù)據(jù)傳送方式節(jié)省了輸入/輸出管腳資源，采用74hc164鎖存數(shù)據(jù)將實現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，不再需要微控制器對其進(jìn)行進(jìn)一步的管理，這時能夠使用微控制器完成其它任務(wù)。表2.4 74hc164工作模式輸入輸出/m/rcpdsadsbq0q1 至 q7復(fù)位（清除）llxxl:l至l移位hlll:qo至q6hlhlq0 至 q6hhllq0 至 q6hhhhq0 至 q6h = high（高）

38、電平h = 先于低-至-高時鐘躍變一個建立時間 (set-up time) 的 high（高）電平l = low（低）電平l = 先于低-至-高時鐘躍變一個建立時間 (set-up time) 的 low（低）電平q = 小寫字母代表先于低-至-高時鐘躍變一個建立時間的參考輸入 (referenced input) 的狀態(tài) = 低-至-高時鐘躍變圖2.12 數(shù)碼管顯示電路2.5 繼電器電路的設(shè)計2.5.1 繼電器概述 電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高的電壓的

39、一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器的構(gòu)造：如圖所示，a是電磁鐵，b是銜鐵，c是彈簧，d是動觸點，e是靜觸點。電磁繼電器工作電路可分為低壓控制電路和高壓工作電路組成?？刂齐娐肥怯呻姶盆Fa、銜鐵b、低壓電源e1和開關(guān)組成；工作電路是由小燈泡l、電源e2和相當(dāng)于開關(guān)的靜觸點、動觸點組成。連接好工作電路，在常態(tài)時，d、e間未連通，工作電路斷開。用手指將動觸點壓下，則d、e間因動觸點與靜觸點接觸而將工作電路接通，小燈泡l發(fā)光。閉合開關(guān)s，銜鐵被電磁鐵吸下來，動觸點同時與兩個靜觸點接觸，使d、e間連通。這時彈簧被拉長，觀察到工作電路被接通，小燈泡l發(fā)光。斷開開關(guān)

40、s，電磁鐵失去磁性，對銜鐵無吸引力。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置，動觸點與靜觸點分開，工作電路被切斷，小燈泡l不發(fā)光。圖2.13 繼電器2.5.2功能實現(xiàn)利用三極管的開關(guān)特性，單片機(jī)的一個端口控制三極管的狀態(tài)，進(jìn)行控制繼電器的開和關(guān)。fan端口為1（高電平）使三極管處于飽和區(qū)，繼電器閉合。fan端口為1（高電平）使三極管處于飽和區(qū)，繼電器閉合。fan端口為0（低電平）使三極管處于截止區(qū)，繼電器打開。2.6 聲光報警電路的設(shè)計蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器。它廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、報警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)產(chǎn)品中作發(fā)生器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。電磁式蜂鳴

41、器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用產(chǎn)生聲音 壓電式蜂鳴器主要由多謝振蕩器、壓電蜂鳴器片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多謝振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后（1.5v-15v直流工作電壓），多謝振蕩器起振，輸出1.5-2.5khz的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴器片發(fā)聲。led 是英文 light emitting diode （發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，用銀膠或白膠固化到支架上，然后用銀線或金線連接芯片和電路板，然后四周用環(huán)

42、氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，最后安裝外殼，所以 led 燈的抗震性能好。本設(shè)計中使用蜂鳴器和led燈來做提示報警，當(dāng)煙霧濃度大于設(shè)定值時蜂鳴器就會發(fā)出發(fā)聲音，led燈會提示。圖2.14 聲光報警電路2.7 遠(yuǎn)程報警電路的設(shè)計 2.7.1 sim900a模塊的概述 sim900a采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為gsm/gprs 850/900/1800/1900mhz，高度集成的gsm模塊。在gsm網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天，它易于集成，使用它您可以在較短的時間內(nèi)花費較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線pos終端等領(lǐng)域您都能看到無線模塊在發(fā)揮作用，使用它是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。這

43、些產(chǎn)品可以很容易向gprs領(lǐng)域過度，您將會發(fā)現(xiàn)花費較少的成本就能享受到gprs技術(shù)帶給您的方便快捷10。sim900a自身特點如下： （1）sim900a短信模塊體積小、重量輕 （2）低功耗 （3）支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真 （4）sim 應(yīng)用工具包 （5）at 命令集控制 （6）r&tte 認(rèn)證、gcf認(rèn)證 （7）sms：mt/mo/cb/pdu模式 （8）音頻: 最高速率，升級最高速率和半速率 （9）便于集成 sim900a主要參數(shù)如下： 輸入電壓：范圍：3.1v4.8v 溫度范圍：-4085 串口速率：可調(diào)（模塊的串口速率為9600,19200,38400,57600,1152

44、00可選） 無線協(xié)議：通過at命令控制 （gsm 07.07 ,07.05 and simcom 增強(qiáng)at命令集） 傳輸距離：中國范圍內(nèi) 低功耗性：1.5ma（睡眠模式）2.7.2 sim900a的引腳功能sim900a模塊引腳如圖2.15所示，實物圖如2.16所示，sim900a引腳功能說明如表2.5。 圖2.15 sim900a模塊引腳圖 圖2.16 sim900a實物圖表2.5 sim900a引腳功能說明管腳功能rx接收引腳tx發(fā)送引腳sim-rts請求發(fā)送，低電平有效gnd連接到電源gndvcc3.35v電源mcu-vcc5v電源2.7.3 sim900a的工作原理本系統(tǒng)中，單片機(jī)通過

45、串口向gsm模塊發(fā)送相應(yīng)的at命令來實現(xiàn)短消息的發(fā)送和接受。采用gsm模塊的短消息業(yè)務(wù)（sms）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸功能。此業(yè)務(wù)被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集。本系統(tǒng)采用此業(yè)務(wù)的pdu模式將sms地址、中心電話號碼、用戶電話號碼和濕度信息通過unicode編碼方式進(jìn)行編碼壓縮成pdu數(shù)據(jù)包，以ucsii碼的格式發(fā)送出去11。然而，sim900a是通過at指令進(jìn)行通信的。at命令是一套用于對gsm模塊控制的命令，通常以“at”開頭。單片機(jī)通過向gsm模塊的控制。不同的at命令控制gsm模塊的不同動作。通常情況下，at命令以字母“at”開頭，以ascii碼為13的字符結(jié)尾。下面介紹幾種常用的a

46、t指令，下面的命令如果不做特殊說明，都是需要帶ascii碼為13的字符結(jié)尾，如果不帶，則會對該條命令進(jìn)行說明12。作為gsm模塊，它支持滿足規(guī)范gsm07.05 和gsm07.07的指令集。其中g(shù)sm07.07主要是短消息的應(yīng)用，考慮到本章介紹的是短消息應(yīng)用系統(tǒng)，這里只討論gsm07.05指令集。gsm07.05指令集提供的at命令主要實現(xiàn)短消息的發(fā)送、刪除、存儲等操作，下面對某些at命令進(jìn)行具體的介紹。sim900a 模塊中與 sms 有關(guān)的 gsm at 指令介紹。gsm引擎模塊提供的命令接口符合 gsm07.05和gsm07.07規(guī)范。gsm07.07中定義的at command 接口。

47、提供了一種移動平臺與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口；gsm07.05 對短消息作了詳細(xì)的規(guī)定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時，能夠通過串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向 gsm 模塊發(fā)送各種命令。gsm at 指令集如表格所示，是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和 hp 等廠家共同為gsm 系統(tǒng)研制的，其中包含了對 sms(short message service)的控制13。表2.6 相關(guān)的gsm at指令at+cmgc發(fā)出一條短消息命令at+cmgd刪除sim卡內(nèi)存的短消息at+cmgf選擇短消息信息格式：0-pdu;1-文本at+cmgr讀短消息at+cmgs發(fā)送短消息at+cmgw向si

48、m內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息at+cmss從sin|m內(nèi)存中發(fā)送短消息at+csca短消息中心地址at+csms選擇短消息服務(wù)2.7.4 sim900a的pud短信息編碼方式 目前通過gsm無線模塊收發(fā)短信息主要分為block模式、基于at指令的text模式和基于at指令的pdu模式三種模式。block模式需要手機(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持，已經(jīng)逐漸被pdu模式取代。block 模式現(xiàn)在用的很少了； text 模式則只能發(fā)送ascii 碼,它不能發(fā)送中文的unicode碼，從技術(shù)上來講是可以用于發(fā)送中文短消息的，但是國內(nèi)的手機(jī)基本上不支持；而pdu 模式開發(fā)起來則較為復(fù)雜,它需要編寫專門的函數(shù)來將文本轉(zhuǎn)

49、換為pdu 格式,但pdu 模式被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，它也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。所以本系統(tǒng)采用基于at指令的pdu模式14。 pdu模式收發(fā)短消息可以使用三種編碼：7-bit 編碼、8-bit 編碼和ucsii編碼。7位編碼用于發(fā)送普通的ascii字符；8位編碼用于發(fā)送數(shù)據(jù)信息，如圖片或鈴聲等；ucsii編碼用于發(fā)送unieode字符。因本系統(tǒng)發(fā)送中文信息，所以必須采用pdu模式的unicode編碼方式。該系統(tǒng)將sim900a模塊設(shè)置為pdu模式發(fā)送和接收短消息，采用unieode編碼方式。 所謂ucsii 編碼，是將單個的字符(1-2 個字節(jié))按iso/iec10646 的規(guī)定

50、，轉(zhuǎn)變?yōu)?6 位的unicode 寬字符。即將單個的字符轉(zhuǎn)換為由四位的0-9、a-f的數(shù)字和字母組成的字符串。待發(fā)送的消息以ucsii 碼的形式進(jìn)行發(fā)送。通過ucsii編碼我們就可得到中文unicode 碼，下面就可以進(jìn)行發(fā)送pdu 串的編制了。從表面上看，pdu 串是ascii 碼串，同樣由0-9、a-f這些數(shù)字和字母組成。它們是8 位字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)，或者bcd 碼十進(jìn)制數(shù)。pdu 串除了包含所發(fā)送的消息本身外，還包含很多其它參數(shù)信息，如服務(wù)中心號碼、目標(biāo)號碼回復(fù)號碼、編碼方式和服務(wù)時間等?，F(xiàn)用一個實例說明發(fā)送pdu 串的結(jié)構(gòu)和編排方式。3軟件系統(tǒng)的設(shè)計此系統(tǒng)主要由燃?xì)鈧鞲衅鱩q-5，單片

51、機(jī)最小系統(tǒng)，聲光報警模塊，遠(yuǎn)程報警模塊以及換氣模塊組成。此系統(tǒng)的原理圖如圖3.1所示。 單 片 機(jī)繼電器模塊聲光報警電路傳感器模塊遠(yuǎn)程報警模塊 圖3.1 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)預(yù)熱完成初始化，傳感器預(yù)熱調(diào)節(jié)滑動變阻器數(shù)碼管顯示數(shù)值，觀察數(shù)碼管上的數(shù)值，如果數(shù)碼管的數(shù)值在預(yù)先設(shè)定的報警臨界電壓值之下則系統(tǒng)正常運行，否則重復(fù)以上步驟，調(diào)節(jié)滑動變阻器使數(shù)碼管顯示的數(shù)值下降到臨界值之下，當(dāng)傳感器檢測到泄漏的可燃?xì)怏w同時通過adc采樣，當(dāng)氣體濃度達(dá)到臨界值時，喜好傳入單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)向各個模塊發(fā)出相應(yīng)的指令，排氣裝置打開，聲光報警啟動同時遠(yuǎn)程報警模塊運行，向指定的手機(jī)發(fā)送報警短信，系統(tǒng)完成所有

52、功能。系統(tǒng)的流程圖如圖3.2。圖3.2 系統(tǒng)流程圖此系統(tǒng)的遠(yuǎn)程報警使用的是sim900a集成芯片，sim900a采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率gsm/gprs 850/900/1800/1900mhz，高度集成的gsm模塊。在gsm網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天，它易于集成，使用它您可以在較短的時間內(nèi)花費較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線pos終端等領(lǐng)域您都能看到無線模塊在發(fā)揮作用，使用它是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。這些產(chǎn)品可以很容易向gprs領(lǐng)域過度，您將會發(fā)現(xiàn)花費較少的成本就能享受到gprs技術(shù)帶給您的方便快捷。sim900a的流程圖如圖3.3所示。圖3.3 sim900a模塊流程圖當(dāng)系

53、統(tǒng)上電后，sim900a系統(tǒng)數(shù)據(jù)和波特率初始化，at+cmgf=0設(shè)置為pdu模式，at+cmgs=85；設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的個數(shù)，單片機(jī)接收到報警信號后向sim900a發(fā)送指令，sim900a開始向指定手機(jī)發(fā)送報警短信，直至報警結(jié)束。4.裝配與調(diào)試4.1 硬件調(diào)試步驟一 完成硬件電路的焊接。步驟二 將數(shù)碼管驅(qū)動芯片與單片機(jī)小系統(tǒng)通信，檢驗數(shù)碼管顯示有無問題。步驟三 將繼電器模塊接入單片機(jī)小系統(tǒng)中，寫入測試的程序。測試能否正常工作。步驟四 將煙霧傳感器mq-5接入到信號處理部分單片機(jī)小系統(tǒng)中。測試能否正常工作。步驟五 將sim900a模塊接入，檢測系統(tǒng)是否能將發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)。4.2軟件調(diào)試軟件的

54、調(diào)試過程，是按照一個一個模塊的形式單獨編寫的，再把其和到一起進(jìn)行聯(lián)調(diào)，分別定義管腳，為了防止管腳的重疊和時序的混亂，所以單獨定義了管腳，分別放到各個模塊初始化函數(shù)里，在程序運行時，首先經(jīng)行端口的初始化。其次就是各個模塊的功能函數(shù)的編寫，依據(jù)各個模塊的功能和器材的的特性，分別編寫。再按照先后順序?qū)⒛K的功能函數(shù)排列在主函數(shù)中，可以實現(xiàn)遇到哪種情況就執(zhí)行相應(yīng)的某模塊程序。 軟件調(diào)試過程中所遇到的問題：sim900a要求與單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速率一致，而我剛開始只是使用了默認(rèn)值，發(fā)現(xiàn)不能通信，經(jīng)過單片機(jī)的定時器產(chǎn)生與之匹配的速率。 adc采樣部分，adc的參考電源的打開需要一定的時間，需要一定的延時。剛

55、開始我沒加延時函數(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示跳動比較大，不穩(wěn)定，后來加上了，就解決了。系統(tǒng)時鐘的選擇，外部時鐘為12mhz,因為系統(tǒng)對速度要求不高，為了避免高速系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定，我通過系統(tǒng)初始化函數(shù)軟件的方法，進(jìn)行時鐘分頻，最后穩(wěn)定為1mhz。4.3 測試結(jié)果 圖4.1 測試結(jié)果操作說明：系統(tǒng)上電時會伴隨聲光提醒，led燈閃一下和蜂鳴器響一聲。等待各個模塊進(jìn)入正常工作狀態(tài)。具體為：傳感器的輸出穩(wěn)定顯示在數(shù)碼管上；sim900a模塊上的紅色led燈由一秒閃一下變到三秒閃一下。即為個模塊的正常狀態(tài)。系統(tǒng)上電后，進(jìn)入調(diào)整模式，紅燈亮，等到數(shù)碼管顯示穩(wěn)定后，調(diào)整電位器旋鈕使數(shù)碼管的顯示為5左右。摁下按鍵，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式。正常工作模式：紅燈滅，綠燈亮。一直進(jìn)行a/d采集，當(dāng)采集的傳感器的數(shù)據(jù)超過所設(shè)定的預(yù)置數(shù)據(jù)時，繼電器打開，排氣扇通電旋轉(zhuǎn)；蜂鳴器響，led燈交替閃爍；sim900a模塊發(fā)送短信給特定用戶。當(dāng)采集的的數(shù)據(jù)小于所設(shè)定的預(yù)置數(shù)據(jù)時，回到正常工作模式：紅燈滅，綠燈亮；繼電器關(guān)閉；sim900a模塊停發(fā)短信。5.總結(jié) 經(jīng)過了經(jīng)過近幾個月的學(xué)習(xí)和工作，終于完成了畢業(yè)設(shè)計。從開始接到題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學(xué)到了很