煤气报警器的毕业论文设计
续的声音或山所的灯光才能取得最佳的报警效果。就利用时钟翻转P3.5和P1.0来转换电平，产生短促的报警声音或闪烁灯光。
图2.8 声光报警电路
LED数码显示器是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了8个LED发光二极管，其中1个用于显示小数点，7个用于显示字符，故称之为7段发光二极管数码显示器。
驱动LED的时候，应该分二种情况比如用共阴接法和共阳接法，共阳的时候LED正端接正电源，负端通过一个限流电阻接P口，这时不用接上拉电阻，只要这个限流电阻取合适就可以了解发光管亮的时候电流就是从电源正—LED—限流电阻—P口，P口为低电位发光管灭的时候没有电流流过。P口为高电位或高阻状态共阴接法，LED负端接地，正端直接P口，这时候要接上拉电阻，这个上拉电阻是提供LED发光用的，发光管亮的这个时候电流是从电源正—上拉电阻—LED —地。这时上拉电阻也是限流用的。P口为高电位或高阻状态发光管暗的时候电流是从电源正—上拉电阻—P口，这时LED无电流流过，P口为低电位，限流电阻上流过电流全部从P口流入。
要从单片机的输出驱动能力开始讲起。单片机输出驱动分为低电平驱动和高电平驱动两种方式，所谓高电平驱动，就是端口输出高电平时的驱动能力，同理低电平驱动，就是端口输出低电平时的驱动能力，当单片机输出高电平时，其驱动能力实际上是靠端
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口的上拉电阻来驱动的，实际测试表明，52单片机的上拉电阻的阻值在 330K左右，也就是说如果靠高电平驱动，本质上就是靠330K的上拉电阻来提供电流的，当然该电流是非常小的，小的甚至连发光二极管也难以点亮，如果要保证LED正常发光，必须要外接一个1K左右的上拉电阻，如果是一个LED还好，要是10个、20个LED的话，就要接10个、20个1K的上拉电阻，接电阻的本身是可以的，问题是接了上拉电阻以后，每当端口变为低电平0的时候，那么就有10个、20个上拉电阻被无用的导通，假设每个电阻的电流为5mA计算，故20个电阻就是100mA，这样将造成电源效率的严重下降，导致发热，纹波增大，以至于造成单片机工作不稳，因此很少有采用高电平直接驱动LED的，高电平驱动LED实际上就是共阴。然而低电平驱动就不同了，端口为低电平0时，端口内部的开关管导通，可以驱动高达30多毫安的驱动电流，可以直接驱动LED等负载，当端口为低电平0时，尽管内部的上拉电阻也是消耗电流的，但是由于内部的上拉电阻很大（330K），因此消耗电流极小，基本上不会影响电源效率，不会造成无用功的大量消耗，因此52单片机是不能用高电平直接驱动LED的，只能用地电平直接驱动LED，即只能用共阳数码管，而不能直接用共阴数码管
本设计通过观察LED数码显示器显示CO浓度值，判断CO浓度值是否超过上限值，如果超过，自动报警，同时打开排气扇，使CO浓度降低。如果超过下限值，切断阀闭合，以便达到正常状态。
用声音或是灯光报警时，连续的声响或常亮的灯光往往不易被人们的警觉，只有断续的声音或山所的灯光才能取得最佳的报警效果。就利用时钟翻转P3.5和P1.0来转换电平，产生短促的报警声音或闪烁灯光。
2.25 HD7279A电路模块
HD7279A的特点是一片具有串行接口的 ,可同时驱动8位共阴极数码管的智能显示驱动芯片。该芯片可连接多达 64 个键的键盘矩阵 , 并含有去抖动电路。HD7279A芯片内部有译码器 ,可以直接接受 16 进制码 ,并且具有2种译码方式和多种控制指令 ,如:消隐、闪烁、 左移、 右移、 段寻址等。可以广泛应用在仪器仪表 ,工业控制 ,条形显示器 ,控制面板等领域。串行接口，无需外围元件可直接驱动LED；各个独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性；循环左移和右移指令；具有段寻址指令，方便控制
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独立led；64键盘控制器，内含去抖动电路。HD7279A的引脚如图所示。
图2.9 HD7279A引脚
HD7279A是标准28引脚双列直插式芯片。引脚1 ,2 (VDD)为正电源;引脚3 ,5 (NC)不连接 ,使用时要求悬空;引脚4 (VSS)为接地端;引脚6 (CS)片选输入端 ,此引脚为低电平时 ,可向芯片发送指令及读取键盘数据;引脚7 (CLK)为同步时钟输入端 ,向芯片发送数据及读取键盘数据时 ,该引脚电平上升沿表示数据有效;引脚8 (DATA)为串行数据输入/输出端 ,当芯片接收指令时,此引脚为输入端;当读取键盘数据时,此引脚在‘读’指令最后一个时钟的下降沿变为输出端;引脚9 (KEY)为按键有效输出端 ,平时为高电平 ,当检测到有效按键时 ,此引脚变为低电平;引脚10～16 (SG～SA)为段g～段a驱动输出;引脚 17 (DP)为小数点驱动输出;引脚18～25 (DIG0～DIG7)为数字 0～7位驱动输出;引脚 26 (CLKO) 为振荡输出端;引脚 27(RC)为 RC振荡器连接端;引脚28 (RESET)为复位端。
HD7279的指令通信是采用串行方式与微处理器通讯 ,串行数据从DATA引脚送入芯片 ,并由 CLK端同步。当片选端CS信号变为低电平后 ,DATA 引脚上的数据在 CLK引脚的上升沿被写入 HD7279A 的缓冲寄存器。HD7279A的指令结构有三种类型(表 1) :11 不带数据的纯指令 ,指令的宽度为8个BIT位 ,即微处理器需要发送8 个 CLK脉冲;21 带数据指令 ,宽度为 16 个BIT位 ,即微处理器需要发送 16 个 CLK脉冲;31读取键盘数据指令 ,宽度为16个BIT位 ,前8个BIT位为微处理器发送到 HD7279A的指令,后8个BIT位为 HD7279A返回的键盘代码。执行该指令时 ,HD7279A 的 DATA端在第9个
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CLK脉冲的上升沿变为输出状态 ,并以第6个脉冲的下降沿恢复为输入状态 ,等待接收下一个指令。
电路接法和注意事项是比较关心的部分。HD7279A应连接共阴式数码管，无需用到的键盘和数码管可以不连接，省去数码管或对数码管消隐属性均不会影响键盘的使用。如果不用到键盘，则连接到键盘的8只10K电阻和8只100k下来电阻均可以省去。如果使用了键盘，则要在电路中的100k下拉电阻均不可以省。实际中下拉电阻和位选电阻应该遵循一定的比例，下拉电阻应该大于位选电阻的5倍而小于50倍。下拉电阻为10K-100k，位选电阻为1K-10K。下拉电阻尽可能的小，可以提高键盘的抗干扰能力。因为采用循环扫描工作方式，采用亮度高的数码管可以解决亮度不够问题。
HD7279A需要一个外接的RC震荡电路，经典值是R=1.5k，C=15PF，并且尽量靠近芯片，使之电路连线最短。复位RESET可以直接与正电源连接，需要较高可靠性时可以接一个外部的复位电路。在上电后大约经过12-25ms的时间才会进入正常工作状态。上电后所有的显示位为‘显示’和‘不闪烁’。当有按键按下，KEY引脚输出变低电平，此时接到读键盘指令时，将输出键盘代码。因为芯片直接驱动LED显示，电流较大，且为动态扫描，如果该部分电路的电源线较细较长，可能会有电源噪声干扰，所以在HD7279A的正负电源端并上去耦电容，提高电路的抗干扰能力。
图2.10 HD7279A的总体连接
本设计中总体连接如图2.10采用经典的连接方法，电路安全可靠，抗干扰能力强。其中89S52的P1.5连接CS做片选使用，P1.6连接CLK做模拟时钟使用，P1.7接DATA
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做数据传输使用。Key接单片机的中断INT1，作为键盘中断程序入口控制。而与共阴极LED显示器接法基本也是很经典接法一至，只是利用了0、1、2、3、4、5、6、7作为使用的键盘，加上电源去耦电容。
2.26 数据采集单元
本设计数模（A/D）转换器选择了TLC2543，该芯片是TLC2543是德州仪器公司新型模数转换器，具有l2位的分辨率，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程，提供的最大采样率为66KSPS，供电电流仅需1mA。它除具有通用灵活的串行接口外，还具有高速的转换器和通用的控制能力。它被广泛运用于数据采集系统。
TLC2543是l2位开关电容逐次逼近型ADC 每个器件有三个控制输入端：片选(CS)、输入/输出时钟(I/O CLK)及地址数据输入端(DATA INPUT)。它还可以通过一个串行的3态输出端(DATA OUT)与主处理器或其它外围的串行口通讯，输出转换结果。通过编程器件的DATA INPUT管脚串行输入的8位通道/方式控制字节的高4位(MSBs)，可选择11个模拟输入通道中的任一个。可用同样的方法选用另外三个测试电压VREF-、VREF+、（VREF+ + VREF-）/2,用于转换器的枝正或其它用途。通道／方式控制字节的低四位(LSBs)用于选择输出数据的长度(8、12或16位)、输出数据的顺序和是否需要单极性(二进制)或双极性(二进制补码)格式。
TLC2543使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
TLC2543的特点：
（1）12位分辩率A/D转换器； （2）11个模拟输入通道； （3）具有单、双极性输出； （4）3路内置自测试方式； （5）采样率为66kbps； （6）可编程输出数据长度。 （7）有转换结束输出EOC；
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