AT89S51单片机家用煤气报警控制系统设计(4)
图2 MQ-7实物图
2.3 A/D转换模块
在单片机检测和控制系统中，A/D转换接口是模拟通道中的主要环节。只有合理选择A/D转换器和其它外围器件，才能实现与单片机的正确连接及程序的有效性。
A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与其成正比的数字量的电路芯片，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。A/D转换电路的种类很多，选择A/D转换器件主要是从速度、精度、价格以及与单片机的接口问题上的考虑。
ADC0809芯片是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换，价格适中、与单片机接口、软件操作均比较简单，是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器（内部结构如图所示），它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成[5]。
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，各引脚的功能是：
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路，在本文中，将3个输入线连接在一起与地线相连。
START：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使ADC0809复位，下降沿启动A/D转换）和ALE相连接到AT89S51的P1.3口。
EOC：A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平），通过一个反向器与AT89S51的P3.2口相连。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
图3 ADC0809引脚图
图4 ADC0809连接图
2.4 主控模块
2.4.1 单片机介绍
AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片，它是一个低电压、高性能，内部程序代码容量为4KB的单片机[6]。 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0口是8位漏极开路的双向I/O口，作为输出口，每个P0口都能驱动8个TTL逻辑电平；P1口和P2口都是双向的I/O口，具有一个内部上拉电阻，输出缓冲器可以驱动4个TTL电平；P3口主要是使用其第二功能。
表3 P3口的第二功能
P3.0 串行输入口
P3.1 串行输出口
P3.2 外部中断0请求
P3.3 外部中断1请求
P3.4 定时器0外部计数脉冲输入
P3.5 定时器1外部计数脉冲输入
P3.6 外部数据存储器写选通
P3.7 外部数据存储器读选通
89S51是89C51的升级版本，89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片，但两者之间有区别，区别在于：89C51的极限工作频率是24MHz，89S51最高工作频率为33MHz，具有更高的工作频率，更快的计算速度，而且89S51内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。
图5 AT89S51引脚图
2.4.2 单片机晶振电路
XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器输出端。
一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入两个小电容（如图6所示），可以为单片机工作提供基本时钟，同时也可以使系统更稳定，避免因噪声干扰而造成的死机[7]。