新乡学院本科毕业论文（设计）
主要引脚介绍： VCC:电源。 GND:接地。
P0口:P0口的双向I/O引脚是8个,8TTL是引脚接收的门电流。高阻输入就是在给P0口第一次送“1”，这个时候的连上拉电阻。
P1口:P1口的双向I/O引脚也是8个,在它的里面带有上拉电阻。4TTL为它里面的缓冲器吸取/发出的门电流大小。
P2口:P2口的双向I/O引脚也是8个,在它的里面带有上拉电阻。4TTL为它里面的缓冲器吸取/发出的门电流大小。它的管脚被拉高，在为P2口送“1”的时候,用作输入口。
P3口:P3口的双向I/O引脚也是8个,在它的里面带有上拉电阻。4TTL为它里面的缓冲器吸取/发出的门电流大小。
RST:复位输入引脚。
ALE/PROG:在外面的存储器来读写的时候,这个引脚锁存地址是低位字节。在FLASH编写程序的时候,这个引脚给编写程序输进去脉冲。周期平稳的正脉冲由ALE输出,这个周期比振荡器周期大5倍。所以它能为外部输出脉冲,也可用来定时。不过当成外部数据存储器时,就会跨越一个ALE脉冲。
/PSEN:External program memory(外部程序存储器)选通信号。在由External program memory取指时,一个机器周期中/PSEN有效两次。不过访问External program memory时,就不显示这两次有用的信号。
/EA/VPP:无论有没有内部程序存储器，全作为外部程序存储器在/EA为低电平时。
XTAL1:给振荡器反相放大器或者内部时钟运行电路供应输入。 XTAL2:振荡器输出引脚。 上电复位是用RC充电来实现的。
图3中电容C1和C2的效果为飞快起振与巩固振荡频率,15到33pF位通常起电容值,33pF的电容被本系统所运用。6MHz的晶振频率被运用。时钟信号较平静的为内部振荡形式所得到,通常用在现实电路,12M的晶体振荡器被本系统所运用。
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图3 AT89C51的最小系统
3.1.3 时钟电路
AT89C51的时钟电路出现脉冲之后掌控指令准确的发生动作。CPU掌控信号掌控指令发生动作的时间顺序为AT89C51的时序。AT89C51内部电路要按时序进行运行须在时钟信号下才可以,可以保证各个部件同步运行。外部时钟与内部时钟为AT89C51时钟的两类形式。
内外部形式之时钟电路如图4(a)和4(b)。运用外面的振荡脉冲连接到XTAL1或者XTAL2是外部时钟的形式。HMOS与CHMOS单片机的外面的时钟信息接进去的形式是相异的。
RXD接地,TXD接入外部振荡器。外部振荡信号选择频率低于12MHz的信号因为它没有特别的条件,仅仅保证脉冲宽度。片内发生器出现两相时钟P1与P2,提供给AT89C51应用。这里选用内部方式的时钟电路。
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(a) 内部方式时钟电路
(b) 外部方式时钟电路
图4 时钟电路
3.1.4 复位电路
AT89C51初始化动作是复位。AT89C51上电后,首先就是复位,其效果就是让CPU与系统的其他元件还原为一个明确的初始形态,在此基础上就行下一步动作。因此,复位是一个很重要的操作。但是AT89C51自身是不可以来复位的,需要结合外部复位电路才可以完成。
手动复位和上电复位是外部复位的两类形式。
上电复位是利用充电实现的。如图5(a),复位电路的参数被给出。 按键手动复位有按键电平和按键脉冲复位两种形式。如图5(b)为按键电平复位,图5(c)为按键脉冲复位。在复位按键按下后,通过小电阻复位端和电源连通,马上放电,RST转变成高电平,在复位按键释放后,经过电源给电容的再次充电,RST引脚产生复位正脉冲,RC电路时间常数决定了延续的时间长短。这里选用按键电平复位。
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(a) 上电复位 (b) 按键电平复位 (c) 按键脉冲复位
图5 复位电路
3.2 按键电路设计
按键接低的方式被本设计运用，用来读取按键，AT89C51初始时，因为是高电平，在按键按下的时候，会给AT89C51一个低电平，信号被AT89C51进行处理。
口的电平高低被单片机I/O口获取作为判断是不是有按键按下是独立式键盘的实现方法。连接地的端口是常开按键，单片机的一个I/O口与另一端口连接，把这个I/O口置为高电平在程序开始时，这个高电平被I/O口保卫在通常没有键按下的时候。在有键按下的时候，I/O口转变成低电平由于I/O口与地的短路。按键松开后，I/O口依旧维持在高电平因为AT89C51内部的上拉电阻使然。如果我们想知道有没有按键动作的发生，只要在程序中查找这个I/O口的电平状态就行了。
本设计有三个按键，用于设置温度与浓度上限，上键K1是设置键，用于设置温度和煤气浓度上限，一端接单片机P2.6端口，一端接地，中间键K2是加值键，用于增高温度或者煤气浓度的报警值，一端接单片机P2.7端口，一端接地，下键K3是减值键，用于减低温度或者煤气浓度的报警值，一个端口连接单片机P3.7端口，另一端口接地。按键电路如图6。
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图6 按键电路
3.3 信号采集电路设计
3.3.1 气体信号采集电路的设计
(1)MQ-2传感器
SnO2是MQ-2气体传感器所应用的原料，其在干净的空气的导电率是十分低的。随着煤气浓度的增加，传感器的电导率也随之增加。电导率的变化通过分压电路的转换输出的电压信号和煤气浓度相浓度照应。MQ-2实物图如图7。
图7 MQ-2气敏传感器实物
在对液化气、丙烷、天然气、氢气以及其它可燃蒸汽检测中MQ-2气敏传感器的灵敏度较高。
图8中纵坐标是传感器的电阻比(Rs/Ro),横坐标是气体浓度。Rs代表传感
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