沈阳理工大学学士学位论文
3 系统的硬件电路
3.1 单片机最小系统
要使单片机工作起来最基本的电路构成为单片机最小系统如图3.1示。
图3.1 信号处理模块
单片机最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路构成。
STC89C52 单片机的工作电压范围4V-5.5V,所以通常给单片机外界5V直流电源。连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V，而20脚VSS接电源地端。
复位电路就是确定单片机的工作起始状态，完成单片机的启动过程。单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机启动确定单片机起始工作状态。当单片机系统在运行中，
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受到外界环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。本设计采用的是外部手动按键复位电路，需要接上上拉电阻来提高输出高电平的值[14]。
时钟电路好比单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。时钟电路就是振荡电路，是向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us[15]。
3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计
本系统采用STC系列单片机，相比其他系列单片机具有很多优点。一般STC单片机资源比其他单片机要多，而且执行速度快；STC系列单片机使用串口对单片机进行烧写,下载程序较为方便；STC89C52单片机内部集成了看门狗电路；且具有很强抗干扰能力。
本系统采用内部方式的时钟电路和加电自复位的复位电路，如下图所示：
图3.2 时钟电路
图3.3 复位电路
由于单片机P0口内部不含上拉电阻，为高阻态，不能正常地输出高/低电平，因而该组I/O口在使用时必须外接上拉电阻[16]。
3.3 烟雾检测AD采集电路
烟雾检测采用MQ-2传感器。经过ADC0832采集后就可以得到各种烟雾浓度下的电压值。从而设定出理想的烟雾强度报警值[17]。电路如图3.4所示
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图3.4 烟雾浓度采集电路
3.4 显示电路
显示采用LCD1602液晶显示，显示电路如图3.5所示
图3.5 LCD1602液晶显示
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3.5 声音报警电路
电路通过三极管基极串连一个电阻与单片机P3.6端口连接从而达到控制蜂鸣器是否报警。
图3.6 声音报警电路图
3.6 按键控制电路
本电路设计了四个按键，一个紧急报警键、一个减键/布放键、一个加键/取消报警键、一个设置键，当遇到紧急情况时，可按下紧急报警键，蜂鸣器进行报警。如图3-6所示
图3.7 消音按键连接电路图
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3.7 电源模块
本系统采用USB线直接供电。
图3.8 电源接口电路
3.8 温度传感器(DS18B20)电路
3.8.1 DSl8B20简介
DSl8B20[5]温度传感器是美国DALLAS半导体公司继DSl820之后最新推出的智能改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据要求通过简单的编程实现9～l2位的数字直读方式。可以分别存93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DSl8B20读出的信息或写入DSl8B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接DSl8B20供电，而无需额外电源。因而使用DSl8B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度，转换时间，传输距离。DS18B20多点温度测量系统是以STC89C52单片机作为控制核心，智能温度传感器DS18B20为控制对象，用LCD1602液晶显示，运用C语言实现系统的各种功能。设计完成了冷库温度的监控和报警等令人满意的效果。DSl8B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装[18]，其内部结构框图如3.9所示：
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