图2-4 显示器

3  硬件系统设计

3。1  烟雾浓度检测系统的硬件结构框图设计来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

下图所描述的是本基于单片机的烟雾浓度检测控制系统的硬件结构原理框图，它对本系统在硬件上所表现的内部各模块之间的联系进行了简要展现，下面对结构原理框图进行描述：结构框图最核心的部分是由51单片机芯片、复位电路和时钟电路三个部分组成的最小系统模块，该模块之所以是核心部分，是因为它不但作为整个控制系统的控制器，还要负责对其周围的各模块进行驱动，以此来驱使各模块发挥出其自身功能；报警器主要由蜂鸣器构成，用于实现当烟雾浓度超过阀值时进行报警；模数转换器由ADC0832芯片组成，用于对MQ-2烟雾探头输出的直流模拟电压信号进行采集，并将采集结果送入到单片机；MQ-2用于实现对烟雾的高灵敏度采集；按键电路用于实现报警阀值的设置；液晶屏用于对烟雾浓度进行显示。

图3-1 烟雾浓度检测系统硬件原理框图     

3。2  STC89C51单片机最小系统设计

STC89C51单片机最小系统的设计同大多数的51单片机相同，只需要一个晶振电路和一个复位电路即可轻松的实现STC89C51单片机的正常工作，下面对晶振电路和复位电路的设计思路进行阐述。

3。2。1 晶振电路设计

晶振电路是一种无源电路，无需电源的供电，电路中有一个12MHz的晶振和两个小容量电容，其中晶振的作用是使时钟信号稳定输出在12MHz频率上，然而大多数的晶振在稳定性上不是绝对的，因此必须搭配两个小容量电容，才能使得晶振输出的信号准确无误地保持在12MHz上，电路形式如下图所示。

图3-2  晶振电路

3。2。2  复位电路设计

复位电路与晶振电路不同，作为一个有源电路，在使用它时需要给它施加一个+5V的直流电压，在此电压下，常态情况下该电路将输出低电平（即0V电压）给51单片机的RST管脚（当RST管脚处于低电平时它将保持稳定正常的工作）；而当按下图中的按键后，由于按键将电容短路，因此电阻两端的电压就瞬间从0V变成+5V（即高电平），此时复位电路将输出高电平给单片机的RST管脚，在接收到高电平后，51单片机将立即进入复位状态（复位系统内的所有模块），使得系统重新运行。

图3-3复位电路

3。3  MQ-2烟雾浓度检测电路设计论文网

MQ-2检测电路主要由MQ-2检测探头以及外部的两片电阻构成，用于实现对烟雾的浓度检测，并将检测结果通过直流电压进行输出，通过输出不同大小的直流电压来表现烟雾浓度的大小。如下图所示，将MQ-2探头的1/2/3三个针状管脚直接相连，并接入+5V的VCC电压，5号针状管脚通过一片1k欧姆的电阻接地，用于实现对内部加热器进行限流；MQ-2探头的4和6号管脚直接相连，并通过一片5。1欧姆的电阻接地，用于实现对MQ-2内部SnO2材料进行限流，并且4和6号管脚的瞬时电压值为待测气体的浓度大小，后续将通过模数转换器的CH0通道采集该处的电压值大小。

图3-4 MQ-2检测探头电路设计

3。4  模拟电压信号采集电路设计

该电路主要用于对MQ-2探头输出的直流模拟电压信号进行采集，该电路的核心部分为ADC0832模数转换器芯片，下图中的电路原理图主要描述的是通过ADC0832模数转换器的CH0通道来对待测直流电压进行采集，通过CH0管脚（采样通道）将待测电压进行输入后，内部的相关模块执行其功能对待测电压进行转换和输出，将检测到的直流模拟电压转换成8位数据宽度的串行形式数字信号输入给51单片机进行处理。在ADC0832芯片的供电方面，对其Vcc(Ref)管脚施加正5V的直流电压VCC，将其GND管脚接地，前级模块的模拟电压信号输出管脚与ADC0832芯片的2号管脚CH0管脚相连。在与51单片机的接口连接上，将ADC0832的片选管脚CS与51单片机的P3。5管脚相连，ADC0832的时钟信号输入管脚与51单片机的P3。6管脚直接相连，ADC0832芯片的数据输入输出管脚与51单片机的P3。7管脚直接相连。[16]