51單片機煙霧報警器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

PAGE11長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書題目：51單片機煙霧報警器設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計工藝設(shè)計方案設(shè)計√類型：學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院：電子信息工程學(xué)院專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班級：電子1331學(xué)校指導(dǎo)教師：企業(yè)指導(dǎo)教師：2016年4月16日摘要利用煙霧傳感器、STC89S51單片機為核心而設(shè)計。報警器可檢測空氣中煙霧濃度并顯示數(shù)值，根據(jù)情況判斷及時發(fā)出警報。產(chǎn)品是根據(jù)實際情況，對于自身三年以來所學(xué)知識的一些總結(jié)和歸納。所設(shè)計的作品體積輕巧、操作簡單?！娟P(guān)鍵詞】：氣體煙霧；STC89S51單片機；傳感器

目錄1.引言 41.1煙霧報警的特點 41.2實現(xiàn)的功能 42.單片機及其相關(guān)介紹 42.1STC89S51 42.2MQ-2氣敏傳感器 43.煙霧報警器硬件設(shè)計 53.1煙霧報警器單片機最小系統(tǒng) 53.2數(shù)碼管顯示電路 63.3煙霧報警器的報警電路 64.煙霧報警器的程序設(shè)計 74.1程序流程圖 74.2部分程序 74．調(diào)試與故障分析 104.1軟件程序調(diào)試 104.2硬件電路調(diào)試 105.總結(jié)與展望 10致謝 11

1.引言為了對自身三年以來的所學(xué)知識進(jìn)行一個總結(jié)歸納，平時也對各類報警器和報警系統(tǒng)比較感興趣，本次設(shè)計就想做一個簡單易用的生活報警器。在生活中可能會遇到一些突發(fā)情況，家庭火災(zāi)事故比較多，這次設(shè)計的題目就選擇了煙霧報警器這個題材，報警器能夠?qū)σ恍┖唵蔚幕馂?zāi)煙霧進(jìn)行檢測，并且發(fā)出警報提醒用戶。1.1煙霧報警的特點本設(shè)計采用單片機STC89S51，價格便宜，體積輕便。以MQ-2煙霧傳感器和STC89S51單片機為核心,設(shè)計氣體泄漏報警器。實現(xiàn)準(zhǔn)確測量周圍環(huán)境中的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏并發(fā)出警報提醒的功能。1.2實現(xiàn)的功能通過氣體傳感器檢測可燃?xì)怏w，輸出低電平到單片機控制端實現(xiàn)報警功能，靈敏度高，可控范圍大，并能正確識別現(xiàn)場溫度。MQ-2報警器的氣敏探頭的GS-1和低電壓電源輸出穩(wěn)定、通過二極管顯示，將火災(zāi)報警信號呈現(xiàn)給人。在安全情況下，除了探頭電路外的其他電路都在待機狀態(tài)下工作，一旦發(fā)生火災(zāi)，報警器將立即檢測到突發(fā)情況并且啟動報警。2.單片機及其相關(guān)介紹2.1STC89S51STC89S51是一個低功耗，高性能的8位單片機，STC89S51有32個輸入輸出引腳，一個復(fù)位引腳，兩晶體振蕩引腳，三個編程引腳，一個電源正極，一個電源負(fù)極。封裝采用DIP40，P0口工作時需加上拉電阻。2.2MQ-2氣敏傳感器半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。氣敏傳感器的外形如圖2.2所示。圖2.2氣敏傳感器的外形結(jié)構(gòu)MQ-2氣體傳感器有兩個特點：一是在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃?xì)怏w的靈敏度高，二是對液化氣、丙烷、氫氣常用氣體的檢測率較高。3.煙霧報警器硬件設(shè)計3.1煙霧報警器單片機最小系統(tǒng)煙霧報警器最小系統(tǒng)是由STC89C51單片機、上電復(fù)位電路、按鈕復(fù)位電路、振蕩電路、STC89C51工作電源組成。上電復(fù)位電路工作原理：當(dāng)煙霧報警器的單片機接通電源時，由于電容兩端的電壓不能突變，C1相當(dāng)于短路，單片機的復(fù)位引腳9相當(dāng)于接電源電壓正極，這時單片機進(jìn)行復(fù)位操作。按鈕復(fù)位電路工作原理：當(dāng)煙霧報警器在工作過程中按下復(fù)位按鈕S，單片機的9腳直接接電源正極。這時單片機也進(jìn)行復(fù)位操作。振蕩電路是由一個12MHz晶體振蕩器和兩個30pF的電容構(gòu)成，單片機工作周期為12μS。煙霧報警器最小系統(tǒng)如圖3.1所示。圖3.1煙霧報警器單片機最小系統(tǒng)圖3.2數(shù)碼管顯示電路采用四位一體共陽數(shù)碼管顯示四位數(shù)字，利用8550三極管進(jìn)行驅(qū)動，單片機的P3.4~P3.7控制數(shù)碼的位選，單片機的P1口控制數(shù)碼管的段選。具體與單片機的連接原理圖如圖3.2所示。圖3.2數(shù)碼管顯示電路3.3煙霧報警器的報警電路如果外界待檢測環(huán)境煙霧濃度值發(fā)生變化，在數(shù)碼管上也會顯示出來。一旦煙霧濃度大于所設(shè)定的數(shù)值，煙霧報警器的蜂鳴器就會響起，發(fā)出警報，數(shù)碼管顯示煙霧濃度數(shù)字。煙霧報警器的報警電路的原理圖如圖3.3所示。圖3.3煙霧報警器的報警電路4.煙霧報警器的程序設(shè)計4.1程序流程圖煙霧報警器程序設(shè)計流程圖如圖4.1所示圖4.1煙霧報警器程序設(shè)計流程圖4.2部分程序/******************************************傳感器觸發(fā)測試單片機：STC89C51波特率：9600*****************************************/#include<reg52.h>unsignedchardate;#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitkey1=P0^1;/*函數(shù)申明*/voiddelay(uintz);voidInitial_com(void);//***********************************************************/***********************************************************************************函數(shù)名稱：delay(uintz)**函數(shù)功能：延時函數(shù)*********************************************************************************/voiddelay(uintz){uinti,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}//******************************//*****串口初始化函數(shù)***********//******************************voidInitial_com(void){EA=1;//開總中斷ES=1;//允許串口中斷ET1=1;//允許定時器T1的中斷TMOD=0x20;//定時器T1，在方式2中斷產(chǎn)生波特率PCON=0x00;//SMOD=0SCON=0x50;//方式1由定時器控制TH1=0xfd;//波特率設(shè)置為9600TL1=0xfd;TR1=1;//開定時器T1運行控制位}//*************************//**********主函數(shù)*********//*************************main(){ Initial_com(); while(1) { if(key1==0) { delay(); //消抖動 if(key1==0) //確認(rèn)觸發(fā) { SBUF=0X01; delay(200); } } if(RI) { date=SBUF;//單片機接受 SBUF=date;//單片機發(fā)送 RI=0; } }}4．調(diào)試與故障分析4.1軟件程序調(diào)試音樂播放程序的調(diào)試，首先采用Preteus軟件仿真，但該仿真軟件中沒有蜂鳴器等聲音播放工具。通過示波器觀察輸出波形，但是效果不是很理想。程序運行的時候，能看見示波器有不同頻率的波形交替出現(xiàn)，但是頻率變換得很快，無法確認(rèn)是否顯示的是所需要的頻率，并且無法辨別音頻變換的節(jié)奏是否正確。接著，制作了一個簡單的單片機播放器電路。在萬能板上焊接一個簡單的電路，電路由單片機STC89C51、按鈕外圍電路組成，并在單片機的P1.0處用三極管連接一個簡單的音頻放大器，再外接一個蜂鳴器。將程序?qū)懭雴纹瑱C中，這樣就能聽出聲音和音樂節(jié)奏是否正確。4.2硬件電路調(diào)試煙霧報警器器在制作過程中，在硬件調(diào)試過程中，蜂鳴器不能發(fā)出聲音，利用示波器測試單片機輸出端是否有信號輸出，發(fā)現(xiàn)信號輸出正常，說明單片機正常工作。利用示波器測試音頻放大電路輸出端是否有信號輸出，發(fā)現(xiàn)信號輸出正常，說明音頻放大電路工作正常，同時說明問題出現(xiàn)蜂鳴器。通過對硬件的檢查發(fā)現(xiàn)故障原因是焊接時將蜂鳴器燒壞了，導(dǎo)致不能發(fā)出聲音。重新?lián)Q一個無源蜂鳴器，就可正常播放音樂。5.總結(jié)與展望此次畢業(yè)設(shè)計讓我充分的了解到設(shè)計與制作的相關(guān)性，我認(rèn)識到了不僅要有豐富的理論知識，而且還要有一定的動手能力，只有把兩者相結(jié)合起來，才能提高自己的知識技能和操作能力。在這次的設(shè)計過程中，我鞏固了自身的專業(yè)知識，復(fù)習(xí)了以往所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識能力，并把它運用到實踐和工作生活中去，也培養(yǎng)了我獨立思考、不斷探索、交流溝通、解決問題的能力。這次設(shè)計讓我充分的體會到了設(shè)計和實踐工作的不易，相信這些寶貴的經(jīng)驗會讓我在以后的工作和生活中更加的如魚得水。我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了51單片機和C語言等專業(yè)技能知識，鞏固了所學(xué)內(nèi)容，能夠讓我在今后的工作中靈活運用這些理論知識，不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)取。參考文獻(xiàn)[1]鄭郁正.單片機原理及應(yīng)用.四川大學(xué)出版社，2003[2]譚浩強.C程序設(shè)計（第二版）.清華大學(xué)出版社，1999[3]王曉君.安國臣等.MCS—51及兼容單片機原理與選型.北京-電子工業(yè)出版社,2003[4]張洪潤，張亞凡。單片機原理及應(yīng)用。清華大學(xué)出版社，2004[5]胡燁,姚鵬翼,江思敏.Protel99SE電路設(shè)計與仿真教程.北京-機械工業(yè)出版社,2006[6]張義和，陳敵北。例說8051。北京：人民郵電出版社，2006[7]徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理、接口及應(yīng)用.第二版.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2000[8]王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998[9]李東生.Protel99