3 系统硬件设计
3.1 核心芯片STC89C52
单片机才是这个系统最重要的部分。它一方面要收取来自传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号,另一方面要对这两种信号分开进行办理,以掌控后续电路进行对应举措;与此同时查询是否有键按下的请求。在供应链管理中完成这些工作,尤其是信号处理[5]。比较集中在软件实现的显示更复杂的单片机,运行速度快是必需的。侦查人员能够精确的观察烟的浓度,根据情况相应处理,也必须考虑低价实用的模型并准备选择,一系列低功耗产品的发展。根据多方面的比较,本设计选STC89C52单片机作为控制器。
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线, 内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种 软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。如图3-1单片机STC89C52的引脚图。
图3-1 STC89C52引脚图
3.2 集成温度 传感器AD590
AD590是美国Analog Devices公司生产的一种电流型二端传感器。因为AD590是电流型温度传感器,它的输出同绝对温度成正比,及1A∕K,,而数模转换芯片ADC0809的输入是电压量,所以在AD590的负极接出一个10千欧的电阻R1和一个100欧的可调电阻W,将电流量变为电压量送入ADC080。经过调整可调电阻即可在输出端V获得与绝对温度成正比的电压量,即10mV∕K,温度0℃时输出为0,温度25℃时输出为2.982V[6]。这样便于A/D转换器采集数据。文献综述
3.3 气体传感器TGS-202
火灾中气体烟雾大部分是CO和CO,TGS202气体传感器能探测CO,CO,甲烷,煤气等多种气体,它灵敏度高,稳定性好,适用于火灾中气体的探测。
当TGS202探测到CO或CO时,传感器的内阻变小,V迅速上升。选用合适的电阻阻值,使得当气体浓度到达一定程度(如CO浓度达到0.06﹪)时,V端获得适当的电压(设为3V)。电路图如图3-2所示。
3.4 数码管驱动芯片ICM7218
ICM7218 是INTERSIL公司出产的一种性价比较高的通用8 位L ED 数码管驱动电路, 28 脚双列封装,是一种多功能L ED 数码管驱动芯片,可与多种单片机接口对接。ICM7218 的输出可直接驱动L ED显示器,不需外接启动电路,标准电压为+5V,其组成的显示电路结构简易,使用方便。同样由单片机向ICM7218写控制字及数据,编程部分像给外部RAM写数据一样简单。
当单片机写入方式控制字,ICM7218同意接收显示数据并将数据写入静态显示RAM。接收数据结束,ICM7218在扫描控制电路的掌控下,按设定的译码形式,以动态扫描体现形式向段显示驱动器和位控驱动器发出控制信号,直到下一个控制字写入前,动态显示工作将不应显示。其引脚图和内部框图如图3-3所示。来~自^751论+文.网www.751com.cn/
3.5 信号处理电路
关于传感器输出的模拟信号,正常要用运算放大器对其进行调节或放大,从而让达到A/D转换器对输入模拟量幅值及极性的标准。在报警电路,同时放大两传感器输出信号。电路图如上图3-4所示,运算放大器接成电压放大电路。从传感器收集过来的薄弱电压信号,,通过电压放大器的放大,获得较强的模拟电压信号。采样后,相应的模拟电压信号从一个VI的一端送到lm324a缩放处理,从一个VO输出端送入A/D转换电路。