在内部资源方面,STC89C51单片机的程序代码存储空间使用了下载/擦除速度极快的FLASH结构,具有高达4K字节的空间,能够让使用者通过该规模空间实现一个小型的控制系统(若需要更大的存储空间,可更换更高性能的STC产品或者在STC89C51片外扩展相应的FLASH芯片)。在中断资源方面,STC89C51具有五个不同等级的中断源(定时器0和1中断、外部管脚0和1中断以及UART中断),因此在进行程序设计时,使用者能够通过配合各种中断源,实现功能负责、运行灵活的程序代码。STC89C51的GPIO输入/输出管脚高达32个,分为P0、P1、P2和P3四组,每组共8个相互独立的GPIO管脚,用户可以通过程序轻易地实现管脚的控制。[2]
图2-1 STC89C51单片机
2。3 MQ-2传感器探头介绍
为了实现对烟雾的高灵敏度检测,将使用下图中的MQ-2探头来实现,这种探头在外形上有六个针状的直插管脚,其内部主要由SnO2烟雾敏感半导体材料构成,经过内部电阻电容网络的作用,可以将SnO2在不同浓度烟雾下所表现的不同阻值通过输出电压值进行表现,当待测烟雾的浓度越高则输出电压值越高。MQ-2探头内部还有一个重要部分——加热器,在上电后通过加热器对SnO2加热,为SnO2材料提供正常的工作温度条件,通常情况下在系统上电后需要经过两分钟的预热才可使MQ-2进入正常的工作状态。MQ-2的六个直插管脚中,四个用于输出测量信号,两个用于为加热器供电。
图2-2 MQ-2检测探头
2。4 ADC0832型模数转换器
本课题将选用ADC0832芯片来实现模数转换功能,目前市面上主流的AD芯片在采样方式上大多分为逐次逼近法、积分法和转换法三种,其中以逐次逼近法出现最早并且在低频段表现出的性能非常高,具有最高的性价比,ADC0832模数转换器芯片就采用了这种方法得以采样,其内部具有8个同时工作的比较转换模块,通过这些电路的作用能够将被采样的模拟电压信号转换成8位分辨率的数字信号,另外其两路采样通道的模拟电压输入范围都为0~5V,即这8位宽度的二进制信号,当输出结果为0x00时表示输入电压为0V,而当输出结果为0xff时则表示输入电压为5V。[3]这款芯片为双排直插管脚,设计师为其设计了8个直插针式管脚,这种外形特点使得它能够方便用户的使用,尤其是在芯片出现损坏需要更新时,电路设计师或者维修人员可以将其直接插拔更换完好的芯片,ADC0832模数转换器芯片的外形图如下所示。
图2-3 ADC0832模数转换器芯片
2。5 LCD1602型显示器概述
为了实现烟雾浓度检测系统的高清晰度显示能力,考虑到数码管等一些固定显示某块只能够现实阿拉伯数字和个别英文字母,与高清晰度显示特性不符,因此本课题最终决定采用目前市面上常用的LCD1602液晶屏来作为显示机制,这款液晶屏在外观上可以清晰地看到它具有32个字符的显示能力,在其液晶屏上有32个依次而排的5*7规格字符点阵位,每个点阵位置之间通过固定的间隔进行隔开,显示点阵分位上下两排,每排可以同时显示16个不同字符,由于字符点阵位之间固定间隔的存在,本系统将无法在LCD1602液晶屏上对图形或者图片进行显示。LCD1602液晶屏内部由HD44780控制器、CGROM和DDRAM等部分组成,并且内部已经集成了复位电路,我们只需要向其发送复位指令0x01即可使其内部自动复位而无需重新上电,在出厂前设计者已经将160个常用的不同字符烧录到了LCD1602内部的ROM中,另外内部为使用者预留了16字节空间的RAM区域供用户自定义字符使用,下图为LCD1602液晶屏的外观图。