图2-1 系统总体框架图设计

其中，为了系统在工作过程中，能够给人们的安全生产带来稳定可靠的安全防范，系统增加了对当前环境下的报警门限设定电路。其主要的组成是通过按键记性实现的，用户根据目前环境浓度的大小范围，对系统进行安全浓度范围的设定。当采集到的值大于设定的预期值时，系统通过MCU启动声光报警电路实现报警。

3硬件电路设计

本章主要介绍氨气传感器监测系统的硬件电路设计。主要分为七种，分别为单片机最小系统电路设计、液晶显示电路设计、氨气浓度检测电路设计、模拟数字转换电路设计、串口通讯电路设计、按键调整电路设计与声光报警电路设计。

3。1单片机最小系统电路设计

根据对往年所学知识的回顾，了解到在当前所学的控制知识中，单片机一款能够通过软件编程即可实现用户与设定功能的一款核心控制器件。其次，它也是最容易被人们上手的器件，经过上文中的简单论证，本次设计主要需要完成对外界环境下的氨气浓度参数的检测，参数阈值告警门限的设定、声光报警电路设计对应参数采集值以及门限值的显示操作等。通过结合本设计所要用到的控制资源的结合考虑之下，本次实验我选用了51系列单片机中的STC89C52单片机作为系统的主控芯片。

STC89C52单片机的引脚分布图如图3-1所示。

图3-1 STC89C52引脚分布图

下面对STC89C52各引脚的功能进行一下详细的介绍：

1)电源的引脚Vcc与Vss

Vcc(40脚)：电源端：+5V  Vss(20脚)：此处接地端。                       

2)时钟电路的引脚XTAL1和XTAL2

XTAL2(18脚)：接外部晶体和微调电容的一端。

XTAL1(19脚)：接XTAL2所在的另一端。 

3)控制信号脚有四处，分别为RST  ALE  PSEN 和EA。

RST(9脚)：RST为复位信号输入端处，高电平为有效。

ALE/PROG（30引脚）：地址锁存允许信号端。

PSEN（29脚）；程序存储允许输出信号引脚。

EA/VPP（31脚）：为外部程序存储器地址，其可以通过输入端/固化编程电压输入端。

4)I/O（输入/输出端口，P0，P1，P2，P3）

P0口：此处为一个漏极开路的8位准双向I/O端口。

P1口：此处为8位准双向I/O端口。

P2口：此处同上，为8位准双向I/O端口。

P3口：双功能口，即可以做普通I/O口用（此时为双向口，也可以按每位定义实现第二功能操作）。见表3-1。

表3-1 P3口的第二功能表

本次设计，在对单片机的内部硬件熟悉和掌握下，了解知道，单片机工作是需要的最基础的辅助电路为电源供电电路。由于单片机为数字型芯片，根据手册显示，系统的整体电压为5V直流。其次是上电复位和时钟供给电路。复位主要实现对单片机开机指针位置的初始化，主要是提供一个短暂的高电平即可。时钟电路由外部的晶体和两个pF级的电容共振产生，作为系统内部工作时钟速率的参考。其中，在整个单片机运行过程中的通信速率以及自己工作的时钟速率都由外部的时钟电路提供。在通常设计中，时钟部分的硬件电路设计是通过一个晶振频率为11。0592Mhz的晶体，匹配上2个20~30pF的高频电容来实现晶体的振荡，震荡出来的11。0592Mhz的正弦波形通过单片机的XTAL1管脚输入到单片机，具体单片机最小系统图如图3-2所示。

图3-2 单片机最小系统图文献综述

单片机通过此频率作为自身内部的一个通信基准和工作时序基准。复位电路部分主要的作用是完成系统在开机启动过程中的复位操作，指示程序的运行指针的位置以及系统在正常运行的过程中出现死机情况以后，需要用户人为的外部进行重新复位启动等操作，复位部分的硬件电路组成主要由轻触按键并联一个10uf的电解电容，并联以后的电路和一个阻值为10K的色环电阻串联起来，从而形成一个充放电回路，充放电时间的长短由电解电容的容值和串联的电阻的阻值来决定。