介紹了一種基于AT89C52單片機(jī)和MQ-2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)。該煙霧報(bào)警器具有聲光報(bào)警、濃度顯示以及與上位機(jī)串口通信等功能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，具有較好的實(shí)用價(jià)值。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/235829.htm

隨著社會(huì)高速發(fā)展，火災(zāi)對(duì)于人類的生產(chǎn)生活造成了巨大的危害。煙霧報(bào)警器是用來監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧的濃度，以便人們及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，確保工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的安全。

煙霧檢測(cè)報(bào)警器由以下3部分組成：煙霧信號(hào)采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)控制電路。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。煙霧信號(hào)采集電路由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將煙霧檢測(cè)電路送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，如果大于則啟動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲音，反之則為正常狀態(tài)。為方便監(jiān)控，使儀器測(cè)試人員及用戶能夠直觀地觀察到環(huán)境中的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。為使報(bào)警裝置更加完善，可以在聲音報(bào)警基礎(chǔ)上加入光閃報(bào)警，變化的光信號(hào)可以引起用戶注意，彌補(bǔ)嘈雜環(huán)境中聲音報(bào)警的局限。

本設(shè)計(jì)采用MQ-2型煙霧傳感器，它是由二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料構(gòu)成，屬于表面離子式N型半導(dǎo)體。當(dāng)處于200～300℃溫度時(shí)，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢(shì)壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會(huì)引起表面電導(dǎo)率的變化。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存在的信息。

MQ-2煙霧傳感器在最佳工作條件下，接觸同一種煙霧，其電阻值Rs隨氣體濃度變化的特性稱之為靈敏度特性，用K表示。K=Rs/Ro，其中Ro為煙霧傳感器在潔凈空氣條件下的電阻值，Rs為煙霧傳感器在一定濃度的檢測(cè)煙霧中的電阻值。雖然對(duì)于不同的煙霧，器件靈敏度特性K的值也會(huì)各有差異，但是它們都遵循同一規(guī)律：logRs=mlogC+n

式中：m為器件相對(duì)煙霧濃度變化的敏感性，又稱煙霧分離能，對(duì)于煙霧，m值為1/2～1/3;C為檢測(cè)煙霧的濃度。n與檢測(cè)煙霧，器件材料有關(guān)，并隨測(cè)試溫度和材料中有無增感劑而有所不同。

MQ-2煙霧傳感器有6個(gè)引腳，其中中間的2個(gè)為電阻絲，剩下的4個(gè)引腳分別為2個(gè)輸入引腳和兩個(gè)輸出引腳。其中中間的兩個(gè)引腳為信號(hào)輸出端，其輸出為模擬電壓量，范圍為0～1 V。其連接方式如圖2所示。

該傳感器需要施加2個(gè)電壓：加熱電壓VH和測(cè)試電壓VC。其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度。VC則用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電RL上的電壓。

傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對(duì)其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。

本系統(tǒng)采用的煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個(gè)參考電阻，再經(jīng)過一個(gè)同相比例放大電路即可發(fā)送給ADC采集。信號(hào)放大電路如圖3所示。