（1）能实现51单片机最小系统的设计，通过51单片机实现对ADC0832模数转换器、LCD1602液晶屏、MQ-2型烟雾传感器以及按键等模块的驱动；

（2）能实现51单片机对液晶屏的驱动，实现对烟雾测量值以及报警阀值等信息的显示；

（3）通过MQ-2型烟雾浓度传感器实现对环境中烟雾浓度的检测，并将检测结果以直流电压的形式进行输出，以直流电压的大小来表示烟雾浓度的大小，接着通过模数转换器对该电压进行采集，将采集结果传送给单片机进行显示和处理；

2 方案选择及元器件介绍

2。1主控器件的选择

主控器件的选择对于设计一款自动控制系统来说是最关键的一部分，该器件的控制性能、处理速度以及内部资源模块将在很大程度上决定了控制系统的软硬件结构以及开发成本，另外不同类型的主控器件要求开发者具备不同的开发功底，下面就对单片机以及FPGA这两款性能卓越的微处理器进行介绍和分析，从中选择出一款具体型号的芯片来作为本控制系统的控制芯片。[4]

如果采用单片机芯片来作为主控器件，那么首选当然是大学期间熟知的AT89C51/STC89C51等基础51芯片，这些被冠以相类似型号却出自不同厂家的51单片机在内部结构上大同小异，全部都采用了MCS-51的CPU来作为运算部分，因此这些51单片机都具有8位数据处理能力。51单片机的开发成本在目前的微处理器届来说相对是属于最低的一个款式，无论是单片机还是FPGA，开发成本主要包含芯片自身成本、烧写仿真器购买成本、电路构建以及PCB绘制成本、开发环境成本以及开发者自身掌握的知识成本等，在这几个方面，都能够在本次毕业设计中降到最低程度。在51单片机的处理性能方面，相对于FPGA来说处于劣势状态，51单片机目前最高的时钟频率能够达到40M，并且其内部具有机器周期的概念，即为了提高51单片机的工作稳定性能，必须将时钟频率除以12，才能在此速度下执行指令，因此对于数据的处理能力来说相对较慢。在内置功能模块方面，它内部集成了常用的定时器、串口以及中断等功能，并且具有32个相互独立的GPIO管脚可供用户使用。

而如果采用Altera公司或者赛灵思等公司推出的高性能FGPA器件来作为控制系统的核心处理器，那么将能够实现系统更高的集成度，许多硬件结构以及软件结构都能够通过程序的配置而在FPGA芯片内部实现，尤其是一些逻辑器件，FPGA在这方面最强。FPGA在开发成本相对51单片机来说较高，这不仅和FPGA高超的处理性能有关，而且还和FPGA造价昂贵的程序下载仿真器件有密切关系，另外笔者对于开发FPGA的VHDL等语言较为陌生，如果采用FPGA来作为主控处理器，那么必须花费一段时间来对VHDL语言进行熟悉，这样急促的毕业设计时间来说非常浪费。FPGA芯片在内部资源模块上相对于51单片机来说具有更多的功能，内置的IP核以及DSP处理核，能够辅助用户大大提高数字信号的处理能力，是51单片机所不能相提并论的，另外FPGA的IO管脚数量一般都能够达到100以上，是51单片机的数倍。

综合上面对两中不同的处理器进行综合对比和分析，得出一个结论：51单片机虽然性能相对FPGA较低，但是更加适合笔者开发毕业设计，而FPGA无论是在内部功能模块还是数据处理性能上都超过51单片机，但是笔者对于FPGA来说较为陌生，不利于增加毕业设计的成功性，因此最终决定选用51单片机来作为主控芯片。

2。2  STC89C51单片机简介源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

下图为本系统将要使用到的主控单片机——STC89C51芯片，通过这款单片机的控制作用将能够实现本系统的所有设计目标，下面对这款单片机进行详细的介绍。如图中的单片机实物图显示，这款单片机沿袭了经典单片机AT89C51的40管脚双排直插封装，不仅如此，各引脚的定义也和AT89C51一致，因此这两款单片机是相互兼容的，对于系统的设计是及其具有好处的。STC89C51单片机是由STC（台湾宏晶公司）在二十世纪初推向市场的，它的主要市场定位是高性价比的8位单片机，主要竞争对象则是ATMEL公司的AT89C51和AT89C52两款单片机，它的主要优势表现为在与AT89C51具有相同价格的前提下，用户能够享受到具有512字节的RAM，而AT89C51内部只有128字节的RAM；另外STC89C51单片机的运算速度能够达到48MHz之高，而AT8C951单片机最高只能够达到24MHz，仅通过这两项参数的对比，就可发现STC89C51单片机能够在市场上更具有竞争优势。[1]