單點(diǎn)可燃性氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、單點(diǎn)可燃性氣體監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要：隨著城市煤氣、天然氣事業(yè)及化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，易燃、易爆的氣體種類和應(yīng)用范圍在不斷增加，這些易燃易爆氣體在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，一旦發(fā)生泄露將會(huì)引起中毒、火災(zāi)、爆炸等重大事故。在人們對(duì)安全生產(chǎn)的重視程度和生產(chǎn)技術(shù)手段不斷提高的同時(shí)，可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器正廣泛地應(yīng)用在這些領(lǐng)域中。可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器是預(yù)防易燃易爆氣體在生產(chǎn)和使用過(guò)程中發(fā)生泄露的報(bào)警裝置。因此，可燃性氣體報(bào)警器的研究是很有意義和必要的。課題主要闡述了可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器的設(shè)計(jì)。報(bào)警器的總體工作流程是：A/D轉(zhuǎn)換芯片將傳感器送來(lái)的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量送給單片機(jī)，然后進(jìn)行數(shù)字濾波，數(shù)據(jù)處理，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成為對(duì)

2、應(yīng)的濃度值。最后，將實(shí)際可燃?xì)怏w濃度送液晶LCD12864顯示，當(dāng)有可燃?xì)怏w濃度超出設(shè)定的限定值時(shí)，則單片機(jī)將驅(qū)動(dòng)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。實(shí)驗(yàn)表明，課題設(shè)計(jì)的可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器具有性能穩(wěn)定，測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因此，是一種具有較好實(shí)用價(jià)值的氣體監(jiān)測(cè)裝置。關(guān)鍵詞：報(bào)警器；STC89C52單片機(jī)；蜂鳴器The Design of Single Point of Combustible Gas Monitor Alarm ApparatusAbstract: With the rapidly development of the city gas, natural gas utilities and the

3、 chemical industry, flammable, explosive gas type and range of applications is increasing, the flammable and explosive gases in the process of production and use, in the event of leakage will be caused by poisoning, fires, explosions and other major accidents. People of the importance of safety in p

4、roduction and the production of technical means to continuously improve, the combustible gas alarm monitoring are widely used in these areas. Combustible gas alarm monitoring is the prevention of explosive gas in the production and use of the leakage occurred during the alarm. So the design of combu

5、stible gas monitor alarm apparatus is necessary and takes remedial measures.The topic elaborated on combustible gas alarm monitoring software design. Alarm overall workflow is: A / D conversion chip will be sent to the analog sensors into digital to the microcontroller, and then proceed to digital f

6、iltering, data processing, the voltage signal into the corresponding concentration value. Finally, the actual concentration of combustible gases to send LCD12864, when the concentration of combustible gases in excess of the limit value set, then the realization of single-chip drive buzzer alarm func

7、tion. The experimental results show that this method is designed to monitor combustible gas alarm has a stable performance, accurate measurement, therefore, is a good practical value of the gas monitoring device.Key Words: Alarm; Sensor; Single-chip; Buzzer目 錄1 概述11.1 課題的背景11.2 課題的意義11.3 課題采用的設(shè)計(jì)方案11

8、.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能22 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32.1最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32.1.1 89C52單片機(jī)中斷系統(tǒng)42.1.2 單片機(jī)的復(fù)位電路52.2 AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)52.4 采集模塊的設(shè)計(jì)82.4.1 氣體采集模塊的設(shè)計(jì)82.4.2 電壓跟隨器電路102.5 聲溫報(bào)警電路的設(shè)計(jì)112.5.1 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)112.5.2 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)122.6 顯示電路的設(shè)計(jì)132.6.1 LCD12864引腳定義132.7 鍵盤輸入控制電路的設(shè)計(jì)153 可燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)163.1主程序流程圖163.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)173.3 數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)203.3.1 數(shù)值濾波的平均濾波法設(shè)計(jì)203.3.2

9、 數(shù)據(jù)處理203.4 顯示子程序的設(shè)計(jì)213.5 報(bào)警模塊的程序設(shè)計(jì)223.6 溫度采集子程序流程圖233.7 鍵盤掃描電路244 系統(tǒng)的仿真演示264.1 仿真軟件Proteus簡(jiǎn)介264.2. Proteus具備功能264.3 仿真圖演示275 結(jié)束語(yǔ)30參考文獻(xiàn)31致 謝32附 錄33附錄1 程序清單33附錄2 氣體檢測(cè)系統(tǒng)原理圖52附錄3 元器件目錄表53單點(diǎn)可燃性氣體監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 概述1.1 課題的背景隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，工業(yè)化的發(fā)展，人類的生活水平在不斷地提高；然而與此同時(shí)，工作環(huán)境的污染卻不斷地在增加。我們的生活環(huán)境中存在著各種各樣的有毒有害，易燃易爆氣體，從家用液化石

10、油氣、城市煤氣以及天然氣到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體、交通工具中排放的各種氣體都在不斷地污染環(huán)境，影響人類的生存。這些氣體在帶給人們能源、生產(chǎn)生活提供方便的同時(shí)，由于它們本身是有毒、易燃的化學(xué)物品，故而也給燃?xì)馊季哂脩羯钌盥裣铝嘶馂?zāi)、中毒、爆炸的隱患。由于人們感官缺乏對(duì)各種可燃?xì)怏w的感知，特別是對(duì)可燃?xì)怏w濃度的判斷能力是有限的，因而研制出能夠感知并判別氣體的種類和測(cè)量氣體濃度的儀器就變得尤為必要。1.2 課題的意義課題模擬設(shè)計(jì)一種可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器，可用于監(jiān)測(cè)空氣中可燃?xì)怏w的濃度，并且能將氣體的濃度顯示在液晶屏12864上，當(dāng)空氣中的可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定的警界值時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音，從而能夠保障人

11、們自身和生產(chǎn)與生活的安全，這對(duì)我們生活安全性的提高，有著深刻的意義。1.3 課題采用的設(shè)計(jì)方案A. 方案一（采用純模擬電路）電路輸入級(jí)為氣敏元件，和二極管、三級(jí)管構(gòu)成的電子開(kāi)關(guān)。再用兩個(gè)三極管構(gòu)成互補(bǔ)多諧振蕩器，他與繼電器和發(fā)光二級(jí)管組成閃光報(bào)警器。電位器為報(bào)警靈敏度調(diào)節(jié)，可燃?xì)怏w濃度一定，三極管導(dǎo)通，繼電器通斷工作，二極管閃爍報(bào)警。B. 方案二電路輸入級(jí)將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并采用多級(jí)非門驅(qū)動(dòng)發(fā)光二級(jí)管報(bào)警，氣體濃度越大，發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮得越多。C. 方案三電路氣敏元件MQ-5采集濃度信號(hào)，A/D處理數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制電路，鍵盤控制電路用來(lái)選擇報(bào)警類型，LCD數(shù)據(jù)顯示，氣體濃度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行聲光

12、報(bào)警。D. 方案四采用MQ-5傳感器、LED發(fā)光二極管、蜂鳴器構(gòu)成簡(jiǎn)易的聲光報(bào)警器。由上述可知道：方案四所示結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的報(bào)警功能，但課題的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種性價(jià)比高，運(yùn)行可靠可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器，因此，綜合分析后決定采用上述方案三。此方案設(shè)計(jì)的可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器由穩(wěn)壓電源電路，其中電路包括：采樣電路，電流電壓轉(zhuǎn)換電路，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，聲光報(bào)警電路。本設(shè)計(jì)的可燃?xì)怏w警報(bào)器由六個(gè)部分組成：LCD12864顯示屏，單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換電路，氣體傳感器，溫度傳感器以及蜂鳴器構(gòu)成。氣體濃度采集模塊采用MQ-5氣體傳感器來(lái)采集，其采集輸出為05V電壓信號(hào)，這種電信號(hào)是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)

13、換將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。控制電路以單片機(jī)為核心，能夠?qū)Σ杉臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，運(yùn)用一定的算法計(jì)算出待檢測(cè)氣體成分及濃度并送到LCD12864顯示器顯示出來(lái)。當(dāng)檢測(cè)氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警閥值時(shí)給出聲光報(bào)警。課題的主要任務(wù)：a. 對(duì)報(bào)警器整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了整體規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。b. 對(duì)報(bào)警器電路流程軟件的設(shè)計(jì)。分為主程序設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換控制程序的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)濾波，數(shù)據(jù)處理，濃度顯示程序設(shè)計(jì)、報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等。c. 軟件的仿真調(diào)試。系統(tǒng)框圖如下圖1-1所示：圖1-1 可燃?xì)怏w監(jiān)控系統(tǒng)主要框圖1.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能由于氣體傳感器輸出的電壓為05v，可令電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器送入ADC0809中，進(jìn)入單片機(jī)后

14、進(jìn)行一段數(shù)值濾波程序處理，再經(jīng)過(guò)特定算法將采集到的電壓轉(zhuǎn)換成當(dāng)前氣體濃度值；同時(shí)，溫度傳感器DS18B20對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，單片機(jī)系統(tǒng)將所得的溫度數(shù)值，氣體濃度數(shù)值送到LCD12864液晶屏上顯示出來(lái)；所得的氣體濃度，實(shí)時(shí)溫度，與系統(tǒng)初始設(shè)定的預(yù)警值相對(duì)比，若超出預(yù)警值范圍，則啟動(dòng)報(bào)警電路，此時(shí)，蜂鳴器響，提示濃度超出預(yù)警范圍，以起到系統(tǒng)對(duì)環(huán)境氣體濃度以及溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。系統(tǒng)電路中以89C52為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換芯片，ADC0809為8通道8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，其線性誤差為15.7mV，但可滿足本傳感器的精度要求。DS18B20用于測(cè)量傳感器運(yùn)行的環(huán)

15、境溫度，DSl8B20的測(cè)量范圍從-55到+125增量值為 0.5 。LCD12864顯示各氣體濃度，當(dāng)濃度超標(biāo)時(shí)用發(fā)光二極管，蜂鳴器報(bào)警。2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖2-1所示，MCU采用STC89C52，這是STC推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。STC89C52單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：a. CPU為8位；b. 片內(nèi)帶振蕩器，頻率范圍為1.2-12MHz；c. 片內(nèi)帶128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）；d. 片內(nèi)帶4KB的Flash程序存儲(chǔ)器（ROM）；e. 程序存儲(chǔ)器的尋

16、址范圍為64KB（需擴(kuò)展ROM）；f. 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍為64KB（需擴(kuò)展RAM）；g. 128位（16字節(jié)）用戶位尋址空間；h. 21個(gè)字節(jié)特殊功能寄存器SFR；i. 4個(gè)8位的并行I/O接口；j. 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；k. 2個(gè)優(yōu)先級(jí)別的5個(gè)中斷源；l. 1個(gè)全雙工的串行I/O接口，可多機(jī)通信。圖2-1 最小系統(tǒng)（STC89C52）外圍電路圖89C52晶體振蕩器頻率可在6MHz-40MHz之間選擇，常選6MHz或12MHz的石英晶體。電容的值沒(méi)有嚴(yán)格要求，但其取值對(duì)振蕩器的頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度稍有影響，電容值可在20pF-100pF之間選擇。當(dāng)外接晶體振蕩

17、器時(shí)，電容可選30pF10pF。2.1.1 89C52單片機(jī)中斷系統(tǒng)89C52的中斷系統(tǒng)主要由幾個(gè)與中斷有關(guān)的特殊功能的寄存器，中斷入口，順序查詢邏輯電路等組成。與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器有四個(gè)，分別為中斷源寄存器（即專用寄存器TCON和SCON的相關(guān)位），中斷允許控制寄存器IE和中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP。89C52單片機(jī)有5個(gè)中斷源，可提供兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。5個(gè)中斷源的排列順序由中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP和順序查詢邏輯電路共同決定。5個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)5個(gè)固定的中斷入口地址。a. 中斷請(qǐng)求源：外部中斷請(qǐng)求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，名稱為INT0

18、、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)引腳。在內(nèi)部的TCON中有四位是與外中斷有關(guān)的。IT0：INT0觸發(fā)方式控制位，可由軟件進(jìn)和置位和復(fù)位，IT0=0，INT0為低電平觸發(fā)方式，IT0=1，INT0為負(fù)跳變觸發(fā)方式。IE0：INT0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請(qǐng)求時(shí)，這位就會(huì)置1（這由硬件來(lái)完成），在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。b. 內(nèi)部中斷請(qǐng)求源：TF0：定時(shí)器T0的溢出中斷標(biāo)記，當(dāng)T0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF0。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將TF0清0。TF1：與TF0類似。TI、RI：串行口發(fā)送、接收中斷。c. 中斷允許寄

19、存器IE中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進(jìn)行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來(lái)控制的。見(jiàn)表2-1。表2-1 8位中斷允許寄存器EAXXESET1EX1ET0EX0其中EA是總開(kāi)關(guān)，如果它等于0，則所有中斷都不允許。ES串行口中斷允許。ET1定時(shí)器1中斷允許，EX1外中斷1中斷允許。ET0定時(shí)器0中斷允許，EX0外中斷0中斷允許。d.五個(gè)中斷源的自然優(yōu)先級(jí)與中斷服務(wù)入口地址外中斷0：0003H 定時(shí)器0：000BH外中斷1：0013H 定時(shí)器1：001BH串口 ：0023H它們的自然優(yōu)先級(jí)由高到低排列。中斷優(yōu)先級(jí)中由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來(lái)置值的，IP中某位設(shè)為1，相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級(jí)，否則就是低優(yōu)先級(jí)

20、。2.1.2 單片機(jī)的復(fù)位電路單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要進(jìn)行復(fù)位操作，以便使CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。AT89C52單片機(jī)有一個(gè)引腳RST，它是施密特觸發(fā)器的輸入端，其輸出端接復(fù)位電路的輸入。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即二個(gè)機(jī)器周期）以上，若使用頻率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4s才能完成復(fù)位操作。復(fù)位之后，使ALE、PSEN、P0、P1、P2口的輸出均為高電平（即為輸入狀態(tài)），復(fù)位后，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表3、1所示。RST變?yōu)榈碗娖胶?，便又退出?fù)位狀態(tài)。CPU從初始化工作，由狀態(tài)表可知，復(fù)位后：程序寄存

21、器為0000H開(kāi)始執(zhí)行程序，內(nèi)部RAM不受復(fù)位影響。復(fù)位有電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。按鍵手動(dòng)復(fù)有電平方式和脈沖方式兩種。本次設(shè)計(jì)中，為方便人的操作，采用按鍵手動(dòng)復(fù)位的按鍵電平復(fù)位。其復(fù)位電路如下表2-2示：表2-2 復(fù)位電路表PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P30FFHSCON00HIPXXHSBUF00HIE0XHPCON不定TMOD00H0XXX0000B復(fù)位電路采用的是上電復(fù)位及按鈕復(fù)位。上電時(shí)+5V電源立即給C4充電，C4建立高電平，使得RST引腳為高電平，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了上電復(fù)位。當(dāng)按下

22、按鈕時(shí)，RST引腳同樣為高電平，實(shí)現(xiàn)了按鈕復(fù)位。2.2 AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將采集到的模擬量（電壓）轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。本系統(tǒng)AD轉(zhuǎn)換器采用ADC0809。ADC0809是8位逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有8路模擬量輸入通道。圖2-2 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖2-2中的8路模擬開(kāi)關(guān)用于選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，并共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。IN0IN7為8路模擬量輸入端，模擬量輸入電壓的范圍是05V,對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是00HFFH，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s。AD轉(zhuǎn)換的原理是：在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，通道地址應(yīng)先送到選通地址線。然后在ALE輸入端加一個(gè)正跳

23、變脈沖，將通道地址鎖存到ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，這樣對(duì)應(yīng)的模擬電壓輸入就和內(nèi)部變換電路接通。為了啟動(dòng)，必須在START端加一個(gè)負(fù)跳變信號(hào)。此后，變換工作就開(kāi)始進(jìn)行，標(biāo)志ADC0809正在工作的狀態(tài)信號(hào)EOC由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)。一旦變換結(jié)束，EOC信號(hào)就又由低電平變成高電平，此時(shí)只要在OE端加一個(gè)高電平，即可打開(kāi)數(shù)據(jù)線的三態(tài)緩沖器從D0D7數(shù)據(jù)線讀得一次變換后的數(shù)據(jù)。圖2-3 ADC0809實(shí)物圖ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用

24、于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。其管腳圖如圖2-4所示：圖2-4 ADC0809引腳圖AD轉(zhuǎn)換電路的接線圖如圖2-5所示：圖2-5 ADC0809與單片機(jī)的接線圖ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表2-3所示：表2-3 ADC0809通道選擇CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN511

25、0IN6111IN7在本系統(tǒng)中IN0接電壓采集信號(hào)，三個(gè)地址控制引腳A、B、C引腳接地，以此選擇通道0，CLK由單片機(jī)二分頻后提供。EOC、OE、ST分別接單片機(jī)的P2.7、P3.7、P3.6腳。*注釋：89C52與ADC0809接口時(shí)必須弄清并處理好三個(gè)問(wèn)題：a. 要給START線送一個(gè)100ns寬的啟動(dòng)正脈沖；b. 獲取EOC線上的狀態(tài)信息,因?yàn)樗茿/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束標(biāo)志；c. 要給“三態(tài)輸出鎖存器”分配一個(gè)端口地址，也就是給OE線上送一個(gè)地址譯碼器輸出信號(hào)。89C52和ADC接口通?？梢圆捎貌樵兒椭袛鄡煞N方式。采用查詢法傳送數(shù)據(jù)時(shí)89C52應(yīng)對(duì)EOC線查詢它的狀態(tài)：若它為低電平，表示A/D

26、轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，則89C52應(yīng)當(dāng)繼續(xù)查詢；若查詢到EOC變?yōu)楦唠娖?，則給OE線送一個(gè)高電平，以便提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，EOC線作為CPU的中斷請(qǐng)求輸入線。CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)在中斷服務(wù)程序中使OE線變?yōu)楦唠娖?，以提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。2.4 采集模塊的設(shè)計(jì)2.4.1 氣體采集模塊的設(shè)計(jì)氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。即將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計(jì)算機(jī)等利用的信息的裝置。氣體傳感器的種類很多，大體可分為半導(dǎo)體氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導(dǎo)式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器等。預(yù)期中課題采用的

27、氣體傳感器是半導(dǎo)體氣體傳感器MQ-5，以金屬氧化物半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料。當(dāng)被測(cè)氣體在該半導(dǎo)體表面吸附后，引起其電學(xué)特性(例如電導(dǎo)率)發(fā)生變化。目前流行的定性模型是：原子價(jià)控制模型、表面電荷層模型、晶粒間界勢(shì)壘模型。MQ-5氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如下圖所示,由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。圖2-6 MQ-5實(shí)物示意圖*注釋：A. 簡(jiǎn)要說(shuō)明：a. 尺寸：32mm *22mm *27mm 長(zhǎng)*寬*高；b. 主要芯片：LM39

28、3、MQ-5氣體傳感器；c. 工作電壓：直流5伏。B. 特點(diǎn)：a. 具有信號(hào)輸出指示；b. 雙路信號(hào)輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）；c. TTL輸出有效信號(hào)為低電平。（當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮，可直接接單片機(jī)）；d. 模擬量輸出05V電壓，濃度越高電壓越高；e. 對(duì)液化氣，天然氣，城市煤氣有較好的靈敏度；f. 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性；g. 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。C. 應(yīng)用：適用于家庭或工業(yè)上對(duì)液化氣，天然氣，煤氣的監(jiān)測(cè)裝置。優(yōu)良的抗乙醇，煙霧干擾能力。圖2-7 MQ-5內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖由氣體傳感器采集過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)為05v，需加一電壓跟隨器，則此部分與ADC0809接線如下圖2-8所示

29、：圖2-8 檢測(cè)電路和ADC0809的接線如圖2-8所示，D點(diǎn)為電壓跟隨器輸入端，05V的電壓經(jīng)過(guò)電壓跟隨器輸入到ADC0809中，經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流模擬氣體濃度的采集。2.4.2 電壓跟隨器電路轉(zhuǎn)換模塊采用OP07芯片和1個(gè)220歐姆的電阻。OP07作為常用運(yùn)放的功能特點(diǎn)如下述：OP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。具有低失調(diào)、低漂移、低噪聲、偏置電流小等優(yōu)點(diǎn)。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25V），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為2nA）和開(kāi)環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為

30、300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開(kāi)環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。有如下特點(diǎn)：a. 低的輸入噪聲電壓幅度-0.35uvp-p（0.1hz-10hz）；b. 極低的輸入失調(diào)電壓-10uv；c. 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂-0.2uf/c；d. 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性-0.2uv/mo；e. 低的輸入偏置電流+1na-1na；f. 高的共模抑制比-126db；g. 寬的共模輸入電壓范圍+14v-14v；h. 寬的電源電壓范圍3v22v；i. 可替代725，108A，741，AD510等電路。圖2-9 電壓跟隨器電路由氣體傳感器MQ-5出來(lái)的05v的電壓信

31、號(hào)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器之后，輸入ADC0809輸入通道IN0口，從而進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)AD采集。2.5 聲溫報(bào)警電路的設(shè)計(jì)2.5.1 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)有三個(gè)報(bào)警類型，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的預(yù)警閥值，當(dāng)采集的有害氣體濃度超過(guò)當(dāng)前報(bào)警類型的預(yù)警閥值時(shí)，電路會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的紅色警告信號(hào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生音頻信號(hào)，提醒人們空氣中的有害氣體濃度已超出允許范圍，應(yīng)及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)，起到報(bào)警的功能。該電路部分由一個(gè)蜂鳴器及其附屬電路組成，具體電路如圖2-10所示。圖2-10 聲報(bào)警電路2.5.2 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)測(cè)溫部分采用溫度傳感器DS18B20，用于測(cè)量傳感器運(yùn)行的環(huán)境溫度，DSl820 的測(cè)量范圍從-55 到+1

32、25 增量值為 0.5 。DS18B20在系統(tǒng)中起到了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)周圍環(huán)境的溫度，可以給用戶提供一個(gè)更為全面的環(huán)境信息的了解。DS18B20與單片機(jī)的連接如下述圖2-11所示。DS18B20是單線數(shù)字溫度傳感器，它具有獨(dú)特的單總線接口方式，具有接口簡(jiǎn)單、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。），溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。圖2-11 DS18B20溫度采集電路如上圖2-11所示，DS18B20的1腳接地；3腳接電源；2腳和3腳間并聯(lián)一電阻；由2腳出去，與單片機(jī)引腳P3.6連接，其為“T_IO”，為溫度信號(hào)輸入輸出口，從而構(gòu)成了溫度傳感器與

33、單片機(jī)之間信號(hào)的雙向傳遞。2.6 顯示電路的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)所用的是利用液晶LCD12864作為顯示模塊，顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功率消耗小。它具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)

34、或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。2.6.1 LCD12864引腳定義表2-3 LCD12864引腳說(shuō)明管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/

35、L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見(jiàn)注釋1）16NC-空腳續(xù)表2-317RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見(jiàn)注釋2）18NC-空腳19AVDD背光源正端（+5V）（見(jiàn)注釋3）20KVSS背光源負(fù)端（見(jiàn)注釋3）*注釋1：如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將PSB接固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。*注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合可將該端懸空。*注釋3：如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫

36、短接。圖2-12 LCD12864LCD12864與89C52 的接線如圖2-12所示，單片機(jī)的P0.0P0.7口分別接LCD12864的DB0DB7口，LCD12864的RST引腳接達(dá)農(nóng)機(jī)P2.5，E腳接P2.0，RW腳接P2.1，RS接P2.2，CS1腳接P2.3，CS2腳接P2.4，具體接線如下圖2-13所示：圖2-13 LCD12864與STC89C52的接線2.7 鍵盤輸入控制電路的設(shè)計(jì)鍵盤掃描模塊由三個(gè)獨(dú)立的小按鍵和三個(gè)4.7K的電阻構(gòu)成，具體電路如下圖2-14所示，電源出來(lái)給三個(gè)按鍵串聯(lián)三個(gè)電阻，以保證給按鍵的電流不會(huì)太大，以免造成按鍵損壞。輸入單片機(jī)的三個(gè)引腳分別為“up”對(duì)應(yīng)

37、p3.3，“down”對(duì)應(yīng)p3.4，中間按鍵“ok”沒(méi)有定義功能，暫不討論。鍵盤模塊在系統(tǒng)中起到了控制的作用，“向上”、“向下”按鍵用以控制選擇報(bào)警的類型。鍵盤模塊在系統(tǒng)中起到了如下作用：系統(tǒng)默認(rèn)報(bào)警類型為“1”，“向上”、“向下”按鍵用以調(diào)整不同的報(bào)警類型，由氣體傳感器輸出一電壓值，將其轉(zhuǎn)換為濃度信號(hào)，濃度信號(hào)與當(dāng)前報(bào)警類型的預(yù)警閥值相比較，若超出預(yù)警值，則蜂鳴器報(bào)警，否則將顯示正常狀態(tài)。圖2-14 鍵盤控制電路3 可燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)3.1主程序流程圖圖3-1 主程序設(shè)計(jì)流程圖ADC0809對(duì)經(jīng)過(guò)放大的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換,單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行數(shù)值濾波、數(shù)據(jù)處理后，將濃度值與

38、報(bào)警值相比較，判斷是否報(bào)警。同時(shí)讀取環(huán)境實(shí)時(shí)溫度數(shù)值，與氣體濃度值送入液晶顯示屏顯示。3.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表3-1所示。表3-1 ADC0809通道選擇CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ADC0809的部分時(shí)序圖如圖3-2所示：圖3-2 部分時(shí)序圖ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)

39、ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為650HZ，VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。A/D轉(zhuǎn)換控制流程圖如圖3-3所示。圖3-3 A/D轉(zhuǎn)換控制程序設(shè)計(jì)流程圖其中，中斷處理過(guò)程可分為三個(gè)階段：即中

40、斷響應(yīng)、中斷處理和終端返回。中斷源先發(fā)送中斷請(qǐng)求，單片機(jī)判斷中斷是否滿足中斷響應(yīng)條件，確定中斷位置，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。其具體工作流程如圖3-4所示：圖3-4 單片機(jī)中斷流程3.3 數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)3.3.1 數(shù)值濾波的平均濾波法設(shè)計(jì)一般微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)前向通道中，輸入信號(hào)均含有種種噪音和干擾，它們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源，傳感器，外界干擾等。為了進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和控制，必須消除被測(cè)信號(hào)中的噪音和干擾。噪音有兩大類：一類為周期性的，另一類為不規(guī)則隨機(jī)性的。對(duì)于前者，采用硬件濾波電路能有效地消除其影響。對(duì)于后者，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或?yàn)V除。所謂數(shù)值濾波，就是通過(guò)程序計(jì)算或判斷來(lái)減少干擾在有用信號(hào)中的比重，實(shí)際

41、是一種程序?yàn)V波。在數(shù)字信號(hào)的處理中，濾波占有極其重要的地位。本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)濾波處理部分采用平均濾波法，子程序流程如下圖3-5所示。圖3-5 數(shù)值濾波的平均濾波法設(shè)計(jì)流程圖3.3.2 數(shù)據(jù)處理MQ-5傳感器采集輸出的電壓X范圍為05V，系統(tǒng)濃度的滿量程為100ppm，輸出電壓X對(duì)應(yīng)的氣體濃度Y的算法為Y=X/5*100%。圖 3-6 數(shù)據(jù)處理流程3.4 顯示子程序的設(shè)計(jì)顯示步驟：a. 設(shè)定進(jìn)入點(diǎn)；b. 確定當(dāng)前報(bào)警類型；c. 顯示實(shí)時(shí)溫度；d. 讀取對(duì)應(yīng)氣體濃度；e. 顯示氣體濃度；f. 判斷狀態(tài)報(bào)警與否；g. 返回讀取濃度；圖3-7 顯示子程序流程圖3.5 報(bào)警模塊的程序設(shè)計(jì)報(bào)警電路控制程序設(shè)計(jì)

42、流程圖如圖3-8所示。讀取可燃?xì)怏w濃度值后，判斷是否大于設(shè)定的報(bào)警值。當(dāng)超過(guò)報(bào)警值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)在LCD12864顯示報(bào)警類型，報(bào)警狀態(tài)，實(shí)時(shí)溫度和當(dāng)前濃度值。圖3-8 報(bào)警子程序流程圖3.6 溫度采集子程序流程圖溫度采集模塊是為了能夠給用戶提供實(shí)時(shí)環(huán)境溫度的信息，以便了解當(dāng)前環(huán)境的狀態(tài)。此模塊的設(shè)計(jì)以溫度傳感器DS18B20為核心，程序流程具體如下所示：圖3-9 DS18B20溫度采集流程圖3.7 鍵盤掃描電路鍵盤掃描電路可實(shí)現(xiàn)功能：按鍵“向上”，“向下”選擇控制報(bào)警類型，以便適應(yīng)不同的環(huán)境需要。圖3-10 鍵盤掃描流程圖4 系統(tǒng)的仿真演示4.1 仿真軟件Proteus簡(jiǎn)介系統(tǒng)的仿

43、真采用了Proteus軟件，它是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PI

44、C10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。 Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。4.1

45、.1 Proteus的工作過(guò)程 運(yùn)行proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的p(從庫(kù)中選擇元件命令)命令，在pickdevices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單的Definecodegenerationtools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在source菜單的Add/removesourcefiles命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過(guò)debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的

46、運(yùn)行情況。4.2. Proteus具備功能Proteus軟件具有其它EDA工具軟件的功能。這些功能是： a. 原理布圖 b. PCB自動(dòng)或人工布線 c. SPICE電路仿真 d. 互動(dòng)的電路仿真 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 e. 仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 4.3 仿真圖演示打開(kāi)Prot

47、eus，把系統(tǒng)的原理接線編輯好，上編程，可出現(xiàn)如下圖4-1所示畫面。圖4-1 系統(tǒng)仿真總設(shè)計(jì)圖首先確定系統(tǒng)由MQ-5氣體傳感器輸出的電壓值為05v，再經(jīng)過(guò)電壓跟隨器。此時(shí)，假定一個(gè)值“+2.8v”（05v），作為MQ-5輸出的電壓信號(hào)，如下圖4-2所示。圖4-2 輸出電壓顯示DS18B20實(shí)時(shí)反應(yīng)環(huán)境溫度，此模塊初始值為34.0C，如下圖4-3所示。圖4-3 DS18B20顯示實(shí)時(shí)溫度當(dāng)系統(tǒng)的各個(gè)模塊接線連接好，給系統(tǒng)上過(guò)程序后，此時(shí)運(yùn)行。則可出現(xiàn)如下圖4-4所示界面。圖4-4 報(bào)警類型1時(shí)界面顯示圖4-4顯示的是在報(bào)警類型1時(shí)，+2.8v的輸出電壓對(duì)應(yīng)的氣體濃度56%的狀態(tài)（是否報(bào)警），以及

48、顯示當(dāng)前環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度。按鍵選擇報(bào)警類型2時(shí)，其界面顯示如下圖4-5所示：圖4-5 報(bào)警類型2時(shí)界面顯示按鍵選擇報(bào)警類型3，此時(shí)的氣體濃度56.0%滿足報(bào)警范圍，則此時(shí)狀態(tài)為“報(bào)警”，且蜂鳴器會(huì)報(bào)警，界面顯示如下圖4-6所示。圖4-6 報(bào)警類型3時(shí)界面顯示5 結(jié)束語(yǔ)在煉油廠、化工廠、油庫(kù)、液化氣/煤氣站等眾多作業(yè)環(huán)境中不可避免地會(huì)有可燃性氣體或液體蒸汽的泄漏。如果泄漏的可燃性氣體或液體蒸汽沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，氣體濃度不斷積累，進(jìn)而達(dá)到一定的爆炸極限，那么隨時(shí)就有發(fā)生火災(zāi)或者是爆炸等惡性事故的可能性。為了保障人身和設(shè)備的安全，適應(yīng)工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)可燃性易爆氣體安全性要求，報(bào)警器的應(yīng)用具有重大的意義，進(jìn)而

49、研制一種低功耗的可燃性氣體報(bào)警器是十分必要的。本人的設(shè)計(jì)工作就是針對(duì)氣體的濃度監(jiān)測(cè)與報(bào)警開(kāi)展的，并對(duì)各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。課題首先從總體上介紹可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警器的設(shè)計(jì)思想。然后，圍著STC89C52展開(kāi)，詳細(xì)說(shuō)明了氣體濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成包括：主程序設(shè)計(jì)，數(shù)值濾波設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)，氣體濃度顯示設(shè)計(jì)，報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等幾個(gè)模塊。系統(tǒng)采用了C語(yǔ)言編程，它是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它既有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。它可以作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫工作系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序，因此，它得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)中，比較好的一點(diǎn)就是對(duì)A/D轉(zhuǎn)換

50、后的數(shù)據(jù)信號(hào)，采取了數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理，大大提高了可燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警器的精確率和準(zhǔn)確度。但略微遺憾的是，本系統(tǒng)氣體信號(hào)檢測(cè)采集模塊，由于知識(shí)欠佳，故而不能熟練運(yùn)用MQ-5氣體傳感器，仿真部分做得比較粗糙，操作能力還有待提高，還望見(jiàn)諒。參考文獻(xiàn)1 邵玫. 地鐵列車旅客信息系統(tǒng)中司機(jī)控制單元的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)J. 城市軌道交通研究, 2011. 2 羅亞萍, 王忠慶, 岳曉東. 基于AT89C52單片機(jī)的室內(nèi)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)J. 山西電子技術(shù), 2011, (03) . 3 郭偉偉, 趙聰. 基于TGS813的家用可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)J. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2009 . 4 湯光華, 肖洪流, 張朝霞.

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