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摘要
近年来，由于科技的发展新兴材料不断出现，建筑内火灾荷载不断增多，以及温室效应全球变暖等因素，火灾形势日益严峻。我国是发展中国家，消防管理的不尽完善以及消防技术的落后，使得我国的火灾形势更加严峻。本文研究了一种用数值上应实现普及。同时可检测到多种危险气体。
  本课题实现目标 
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本课题进行硬件部分和软件部分设计，硬件部分是利用烟雾敏传感器检测 空气中的可燃气体浓度并转为电压信号，经A/D 转换器程序转换成数字信号传给单片机系统，并经单片机及其外围电路信号处理，显示可燃气体浓度值以及超阈值声光报警，打开保护系统。
硬件设计部分主要包括：MCU、A/D、LCD、外围扩展数据 RAM 等芯片的选择。
2 设计方案和元器件选择
  设计方案 
因为设计时考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏电压值且电压值稳定，外部干扰小等，所以可以把传感器输出电压值经过A/D转换得到数据交给单片机进行处理。因此要求系统配备完善的模拟量和数字量输入输出通道和完善的中断系统和处理功能。单片机采集烟雾传感器的响应信号，并且进行转换。进行气体检测的基本步骤是信号采集处理、声光报警电路以及显示、保护电路测试。模数转换就是用于快速、高精度的对输入信号采样编码，然后转化成数字量储存在数据储存器中，然后单片机通过特定的算法进行气体浓度的识别，同时和所设值进行比照，超出则报警同时显示浓度数值，没超出只显示浓度数并且将结果输出到LCD显示屏幕上。
  单片机的选择 
我们选择单片机16F877A为控制核心，主要基于考虑16F877A具有低价高速，高可靠强抗静电，强抗干扰的特点。 
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16F877A 有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，并且有2个外中断口， 2个全双工串行通信口，32个读写口线，片内振荡器及时钟电路，3个16位可编程定时计数器。16F877A 能够按照常规方法进行编程，也能够在线编程。同时16F877A可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位，其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本。PIC 单片机有 PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。  
16F877A 单片机单片机引脚功能，引脚如图 2-2所示：
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  传感器 
本系统直接测量的是空气中的可燃气体浓度。在选择传感器的时候，一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性。本系统选择MQ6可燃性气体传感器，MQ6可燃气体传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、可检测多种可燃性气体、良好的选择性、长久的使用时间和可靠的稳定性的特点。  
传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分。其中信号输出回路能比较精准的检测出传感器外表电阻值的变化。传感器外表电阻 RS 的变化，是通过与其串联的负载电阻RL 上的有效电压信号VRL输出面获得的。 二者之间的关系表述为：RS/RL=(VC-VRL)/VRL，其中VC为回路电压，10V负载电阻 RL可调为 ～200K，加热电压
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 Uh为5V。上述这些参数使得传感器输出电压为 0～ 5V，MQ6 可燃性气体传感器的结构和外形如下列图2-3所示，标准回路如下列图2-4所示。为了使测量的精确度到达最高，误差最小，需要找到适宜的温度，一般在测量之前将传感器预热5分钟。
实物图
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编码器
用于修改报警数值的器件有很多，出于方便，实用，简洁的考虑，我选着了编码器作为修改报警数值的器件。
旋转编码器可通过旋转可以计数正方向和反方向转动过程中输出脉冲的次数，旋转计数不像电位计，这种转动计数是没有限制的。配合旋转编码器上的按键，可以复位到初始状态，即从0开始计数。
工作原理：
增量编码器是一种将旋转位移转换为一连串数字脉冲信号的旋转式传感器。这些脉冲用来控制角位移。在Eltra编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统以由交替的透光窗口和不透光窗口构成的径向分度盘〔码盘〕的旋转为依据，同时被一个红外光源垂直照射，光把码盘的图像投射到接收器外表上。接收器覆盖着一层衍射光栅，它具有和码盘相同的窗口宽度。接收器的工作是感受光盘转动所产生的变化，然后将光变化转换成相应的电变化。再使低电平信号上升到较高电