家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì)

1、南京郵電大學(xué)高等教育自學(xué)考試專接本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)題目：家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì)?？茖W(xué)校南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院姓名盧艷準(zhǔn)考證號(hào)本科專業(yè)計(jì)算機(jī)通信工程指導(dǎo)教師袁迎春完成日期2014年5月4日附表一南京郵電學(xué)院高等教育自學(xué)考試專接本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(本科)姓名盧艷準(zhǔn)考證號(hào)07專業(yè)計(jì)算機(jī)通信工程題目家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的設(shè)計(jì)指 導(dǎo)教師袁迎春職稱講師工作單位南涼信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院通 信地址南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院郵政編碼聯(lián)系210046電話設(shè)計(jì)內(nèi)容(要求詳細(xì)到節(jié)，有學(xué)生獨(dú)立完成的內(nèi)容)：燃?xì)鈭?bào)警器主要是由傳感器感知模塊，報(bào)警模塊，LCD顯示模塊，傳感模塊組成，其中室內(nèi)燃?xì)鉂舛鹊淖兓?jīng)過一氧化碳傳感器來(lái)

2、感知并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控電路中的。在具備了硬件條件后，編寫程序來(lái)完成本課題所需達(dá)到的功能；對(duì)于報(bào)警模塊，可由蜂鳴器和LED實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。結(jié)合上述提到的所要完成的主要功能，我認(rèn)為完成這一設(shè)計(jì)可以分為下面這幾步走：(1)結(jié)合本設(shè)計(jì)課題所要完成的主要功能，完成原理分析及電路初步設(shè)計(jì)。(2)確定電路所需的元器件并熟悉其各自在電路中的作用以及工作原理。(3)利用prtel99se和keil軟件完成相應(yīng)的電路圖制作與程序的編寫，對(duì)燃?xì)鈭?bào)警器的電路進(jìn)行調(diào)試，驗(yàn)證方案的可行性。(4)調(diào)試順利完成后，搜集所需元器件，開始線路布局，進(jìn)行手動(dòng)焊接。(5)在焊接成功后，對(duì)燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的電路再進(jìn)行測(cè)試。(6)燃

3、氣報(bào)警實(shí)驗(yàn)順利完成后，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。主要參考文獻(xiàn)、資料(寫清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位)1周潤(rùn)景徐宏偉J.莉.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作J,北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20102彭為黃科雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講J.北京：電子工業(yè)出版社.20063張志良主編邵青張慧莉.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)J.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20064朱明程等.一氧化碳傳感MGS110既理及應(yīng)用J.電子技術(shù)，1998,1:39-405戴永黃輝先胡俊達(dá)等.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)J.湘潭：湘潭大學(xué)出版社.20086艾禮貌.淺談熱釋電紅外傳感器報(bào)警系統(tǒng)J.中國(guó)科技財(cái)富，2009,23(7):10-127周世龍，單電源供電運(yùn)算放大

4、器設(shè)計(jì)方法J,電子工程師，2005,318TW駿，陳敏，圖解電子電路，科學(xué)出版社M,20049王猛，姜旭，可燃?xì)怏w報(bào)警器計(jì)量檢定現(xiàn)狀與發(fā)展，沈陽(yáng)市能源標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量所J,200610高吉祥，數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M,電子工業(yè)版社，200711謝自美，電子線路綜合設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版社M,2006要求完成報(bào)告書的時(shí)間：2014/4/27單位(蓋章)南郵繼續(xù)教育學(xué)院(蓋章)下達(dá)任務(wù)書:年月日附表二開題報(bào)告班級(jí)：2012級(jí)南郵接本班姓名：盧艷07提綱：家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)各硬件模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試，系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試1.對(duì)教師卜達(dá)的課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解燃?xì)馐俏覀兩钪?、可缺少的部分，因?yàn)?/p>

5、燃?xì)庑孤┰斐傻囊谎趸贾卸净虮ǖ氖鹿蕦覍野l(fā)生。本課題通過設(shè)計(jì)燃?xì)鈭?bào)警器可以大大降低使因燃?xì)庑孤┰斐傻氖鹿省Ｈ細(xì)鈭?bào)警的燃?xì)馓綔y(cè)器時(shí)刻監(jiān)測(cè)室內(nèi)的燃?xì)鉂舛?，?dāng)我們使用完燃?xì)夂笸P(guān)了閥門之后，就會(huì)泄露大量燃?xì)猓羧細(xì)馓綔y(cè)器檢測(cè)到燃?xì)馊芏瘸^報(bào)警器設(shè)定的安全濃度值時(shí)，就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，以提醒人們及時(shí)關(guān)閉燃?xì)忾y門，注意安全問題。由此可以大大降低災(zāi)難性事故發(fā)生的概率。2.閱讀文獻(xiàn)資料進(jìn)行調(diào)研的綜述通過圖書館查閱以及網(wǎng)上查詢等方式，結(jié)合本設(shè)計(jì)所要完成的主要功能，了解到燃?xì)鈭?bào)警器為居民家用的燃?xì)鈭?bào)警器，一般安裝在廚房，遇燃?xì)庑孤r(shí)，報(bào)警器可發(fā)出警報(bào)聲。在應(yīng)用方面，目前最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及

6、應(yīng)用于氣體泄漏檢測(cè)和監(jiān)控，從工廠企業(yè)到居民家庭應(yīng)時(shí)十分廣泛。國(guó)外燃?xì)鈭?bào)警器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于燃?xì)鈭?bào)警器市場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。因此，國(guó)外燃?xì)鈭?bào)警器技術(shù)得到了較快發(fā)展，目前，燃?xì)鈭?bào)警器的發(fā)展趨勢(shì)集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡(jiǎn)化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是燃?xì)鈭?bào)警器一直追求的目標(biāo)。二是增強(qiáng)可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展MEM鼓術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)適用的變送器和智能型燃?xì)鈭?bào)警器。3.根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)及文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，初步擬定的執(zhí)行（實(shí)施）方案（含具體進(jìn)度計(jì)劃）2.01-2.05

7、查找資料，確定課題2.08-2.16收集資料，總體方案設(shè)計(jì)，開題報(bào)告2.17-3.05調(diào)試程序，修改論文，完善實(shí)物3.05-3.25撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3.25-3.30整實(shí)物體，論文定初稿4.11-4.20整實(shí)物體，論文定稿4.21-5.06準(zhǔn)備答辯5.07畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師批閱意見指導(dǎo)教師簽名日期：注：不夠可另加附頁(yè)。附表三畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中期檢查表類另I指導(dǎo)教師檢查意見備注1包括工作摘記計(jì)劃執(zhí)行情況畢業(yè)設(shè)計(jì)工作該畢業(yè)設(shè)計(jì)基本能按照計(jì)劃進(jìn)行，現(xiàn)處于家用燃?xì)鈭?bào)警硬件結(jié)構(gòu)以及氣體傳感模塊的設(shè)計(jì)階段，學(xué)生感覺該課題具有一定的深度，需要查閱大量的資料。學(xué)期動(dòng)生間紀(jì)在工律畢作思業(yè)態(tài)想設(shè)度品計(jì)勞德該生能

8、夠及時(shí)和老師進(jìn)行溝通和交流，主動(dòng)查閱資料，認(rèn)真分析研究。按照老師要求進(jìn)行論文的研究和寫作，態(tài)度積極。有協(xié)作精神。畢業(yè) 設(shè)計(jì)調(diào) 整意見注重燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)排氣方面功能的設(shè)計(jì)和開發(fā)。學(xué)號(hào)學(xué)生姓名11019P05指導(dǎo)教師簽名盧艷年月日附表四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)表（本科）姓名盧艷準(zhǔn)考證號(hào)專業(yè)計(jì)算機(jī)通信工程題目家用燃?xì)庑孤秷?bào)警器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師（簽名）年月日備注摘要隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的提高和生活環(huán)境的改善越來(lái)越重視，液化氣、煤氣進(jìn)入家庭的使用為人們帶來(lái)了方便，也改善了城市的環(huán)境，但同時(shí)也給人們帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)，其中一氧化碳是最主要的危險(xiǎn)源。一氧化碳是一種無(wú)

9、色無(wú)味的氣體，同時(shí)燃?xì)馊剂显谑褂弥?，若管道和閥門密封不好，它們泄露出去，輕者引起中毒，重者造成火災(zāi)，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)。由于這些原因，對(duì)于氣體的檢測(cè)與控制就變得很重要了，使用燃?xì)鈭?bào)警器是對(duì)付燃?xì)庑孤┑闹匾侄沃??；诖爽F(xiàn)實(shí)，現(xiàn)提出利用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效的預(yù)防措施。本論文針對(duì)家庭燃?xì)庵饕愋团c成分而設(shè)計(jì)的燃?xì)庑孤秷?bào)警系統(tǒng)，以氣敏傳感器和單片機(jī)為核心器件。該燃?xì)鈭?bào)警器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格廉價(jià)的報(bào)警器，它具有很強(qiáng)的實(shí)用性。當(dāng)這些氣體在室內(nèi)達(dá)到一定要求濃度（安全值）時(shí)，該裝置能夠進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒人們注意有家里有燃?xì)庑孤皶r(shí)采取措施。關(guān)鍵詞：氣敏傳感器；單片機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn)換；報(bào)警器

10、系統(tǒng)；ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomy,scienceandtechnology,peopletoimprovethequalityoflifeandimprovingthelivingenvironmentmoreandmoreattention,liquefiedgasintothehomesconvenientforpeopletouse,butalsotoimprovetheurbanenvironment,butatthesametimealsogaverisetoapotentialrisk,whichisthemos

11、tdangeroussourceofcarbonmonoxide.Carbonmonoxideisacolorless,odorlessgasfuelinuseatthesametime,ifthepipingandvalvesealisnotgood,theyleakedout,thelightcancausepoisoning,causedseverefire,endangeringpeopleslivesandproperty.Forthesereasons,thedetectionandcontrolofgasbecomesveryimportant,theuseofcombustib

12、legasisoneoftheimportantmeanstodealwithagasleak.Basedonthisreality,theuseofsingle-chipsystemsareproposedforeffectivepreventivemeasures.Inthisthesis,themaintypesofhomeandcompositionofgasandgasleakalarmsystemdesignedtogassensorsandmicroprocessorasthecoredevice.Thecombustiblegasisasimplestructure,stabl

13、eperformance,easytouse,inexpensivepricealarm,ithasastrongpracticality.Whenthesegasconcentrationsintheindoormeetcertainrequirements(safetyvalue),thedevicecanbeaudibleandvisualalarm,areminderofthefamilyhashadagasleak,taketimelymeasures.Keywords:Gassensors;SCM;analog-digitalconverter;alarmsystem;目錄第一章概

14、述01.1課題的背景、目的和意義01.1.1課題的背景01.1.2課題的目的和意義01.2題目可燃性氣體報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀01.3報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容和功能11.3.1報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容11.3.2報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能2第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22.1燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路22.2系統(tǒng)原理及基本框圖32.3燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)4第三章燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1控制模塊53.1.1單片機(jī)的簡(jiǎn)介53.1.2引腳介紹53.1.3最小系統(tǒng)63.2模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊93.2.1ADC0809的簡(jiǎn)介93.2.2引腳介紹103.3氣體檢測(cè)模塊113.3.1傳感器MQ-流介113.3.2MQ-2參

15、數(shù)133.3.3傳感模塊最小系統(tǒng)143.4顯示模塊143.4.1LCD簡(jiǎn)介143.4.2LCD工作原理153.4.3顯示器最小系統(tǒng)163.5報(bào)警模塊173.5.1LED和蜂鳴器173.5.2報(bào)警工作原理173.6硬件電路的調(diào)試18第四章軟件部分的設(shè)計(jì)及測(cè)試4.1主程序設(shè)計(jì)流程與編程194.2主程序設(shè)計(jì)流程圖194.3程序測(cè)試194.4軟件程序的調(diào)試20結(jié)束語(yǔ)1921致謝22參考文獻(xiàn)23附錄一家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)24附錄二系統(tǒng)和大圖29附錄三系統(tǒng)實(shí)物圖29第一章概述1.1課題的背景、目的和意義1.1.1課題的背景隨著科技的發(fā)展，我國(guó)燃?xì)獾淖兏锛拔鳉鈻|輸工程的進(jìn)行，煤氣或天然氣已成為多數(shù)家庭

16、的燃料。但是可燃性氣體在給我們帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也存在巨大隱患。每年因煤氣泄漏造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題造成的一氧化碳中毒事故全國(guó)均有不少事例。更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過高引起煤氣爆炸的事故也不少見。因?yàn)槿細(xì)馐褂迷斐蓢?yán)重經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)＜吧踩榱藴p少這類事故的發(fā)生，就必須對(duì)這些可燃性氣體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用可靠的燃?xì)鈭?bào)警裝置，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境中可燃性氣體的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保家庭生活安全。因此，研究可燃性氣體的檢測(cè)方法與研制可燃性氣體報(bào)警器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。1.1.2課題的目的和意義人們面

17、對(duì)燃?xì)庑孤┒斐傻姆N種事故威脅，就真的沒有一個(gè)徹底的解決辦法嗎？據(jù)有關(guān)專家介紹，使用燃?xì)鈭?bào)警器是對(duì)付燃?xì)鉄o(wú)形殺手的重要手段之一。燃?xì)鈱＜抑赋?，燃?xì)庑孤┗驈U氣排放而大量產(chǎn)生的一氧化碳是燃?xì)庵卸臼录憫?yīng)的根源，如果采用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器就能得到及時(shí)的警示。有關(guān)部門經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試同樣得出結(jié)論，燃?xì)鈭?bào)警器防止一氧化碳中毒事故發(fā)生的有效率達(dá)95%Z上。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，燃?xì)庑孤﹦t是人們?nèi)粘Ｉ钪谐３Ｐ枰獪y(cè)量和控制的一個(gè)問題。人們己不滿足于傳統(tǒng)的居住環(huán)境，對(duì)家庭及住宅小區(qū)安全提出了更高的要求，報(bào)警系統(tǒng)被引入家庭，并迅速在世界各地發(fā)展起來(lái)。人們對(duì)居住環(huán)境要求的日見增高，

18、體現(xiàn)在希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全。1.2題目可燃性氣體報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)外從20世紀(jì)30年代開始研究及開發(fā)氣體傳感器，且發(fā)展迅速，一方面是因?yàn)槿藗儼踩庾R(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因?yàn)閭鞲衅魇袌?chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)1996年2002年氣體傳感器年均增長(zhǎng)率為27%-30%隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得氣體檢測(cè)儀器的體積也逐漸變小，提高了氣體檢測(cè)儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場(chǎng)推廣。1963年5月，日本開發(fā)完成第一臺(tái)接觸燃燒式家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器，次年12月其改良產(chǎn)品問世，改良的報(bào)警器可以檢測(cè)燃?xì)?/p>

19、、一氧化碳等氣體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視。我國(guó)在70年代初期開始研制可燃性氣體報(bào)警器，生產(chǎn)型號(hào)多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)展到幾乎所有危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境的各種類型報(bào)警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。但主要是在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的傳感器技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究與開發(fā)形成自己的特色。近年來(lái)，在氣體選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。燃?xì)鈭?bào)警器可分為民用可燃?xì)怏w報(bào)警器、工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器、有毒有害氣體報(bào)警器三大系列產(chǎn)品。(1)民用可燃?xì)怏w報(bào)警器民用可燃?xì)怏w報(bào)警器為居民家庭用的燃?xì)鈭?bào)警器，一般安裝在廚房，遇燃?xì)庑孤r(shí)，報(bào)警器可發(fā)出聲光報(bào)警，或同時(shí)伴有數(shù)字顯示，同時(shí)聯(lián)動(dòng)外部設(shè)備。有

20、的報(bào)警器可自動(dòng)開啟排風(fēng)扇，把燃?xì)馀懦鍪彝猓挥械膱?bào)警器在報(bào)警時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)忾y門，以防燃?xì)饫^續(xù)泄漏。(2)工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器及有毒有害氣體報(bào)警器工業(yè)用可燃性氣體報(bào)警器及有毒有害氣體報(bào)警器只是檢測(cè)探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。工業(yè)用燃?xì)鈭?bào)警器及有毒氣體報(bào)警器根據(jù)檢測(cè)環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測(cè)器。檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應(yīng)用于燃?xì)夤芾淼牟槁┡c巡檢。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)數(shù)字顯示氣體濃度，以便及時(shí)采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生?？刂破髋c探測(cè)器結(jié)合使用，可在防爆現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)氣體的濃度。探測(cè)器安裝在防爆現(xiàn)場(chǎng)，控器壁掛在值班室等有人值守的

21、地方，二者采用屏蔽電纜線連接。當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器探測(cè)到燃?xì)庑孤┲?，通過屏蔽電纜線將信號(hào)傳到控制器，控制器發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)裝置或關(guān)閉電磁閥切斷氣源，以確保安全。此種儀器廣泛應(yīng)用于液化氣站、汽車加氣站、鍋爐房等工業(yè)場(chǎng)所。1.3報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容和功能1.3.1報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本內(nèi)容針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的燃?xì)庑孤┲卸臼录捎妹簹?、甲烷、乙烷及一氧化碳等氣體傳感器、單片機(jī)、LCD顯示器、LED發(fā)光二極管和蜂鳴器，設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)的燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)，控制系統(tǒng)主要是由STC89C5彈片機(jī)、電源電路、AD數(shù)據(jù)采集電路、傳感器電路、看門狗電路、復(fù)位電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、LCD顯示，聲光報(bào)警電路1等部分組成

22、。單片機(jī)通過AD轉(zhuǎn)換8路傳感器來(lái)所得到的信號(hào)，進(jìn)行比較處理，并且能夠存儲(chǔ)各個(gè)通道的報(bào)警上限和報(bào)警時(shí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，并且在安全值內(nèi)，輪回顯示當(dāng)前通道的測(cè)量值和設(shè)定值，在安全值外，產(chǎn)生聲光報(bào)警，并且輪回顯示報(bào)警通道的當(dāng)前值、設(shè)定值。報(bào)警系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。其中硬件部分由蜂鳴器、LED發(fā)光二極管、LCD顯示器、氣敏傳感器制器、AD轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)主控器等設(shè)備組成。軟件部分主要是報(bào)警系統(tǒng)控制程序。氣敏傳感器用來(lái)檢測(cè)空氣中燃?xì)獾臐舛?，?dāng)空氣中燃?xì)夂砍^允許標(biāo)準(zhǔn)濃度后，傳感器所獲得的感應(yīng)模擬信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器后傳到單片機(jī)控制系統(tǒng)中，再由單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)各感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)識(shí)別和處理，并將處理后的感應(yīng)信

23、號(hào)送至各個(gè)硬件，對(duì)各個(gè)硬件采取相應(yīng)的警報(bào)動(dòng)作。報(bào)警信號(hào)加至報(bào)警聲響電路的控制端后，報(bào)警聲響電路被觸發(fā)，發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警。1.3.2報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字氣體報(bào)警器采用單片機(jī)STC89C52其價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。本設(shè)計(jì)能將置于測(cè)試環(huán)境中的氣體傳感器輸出的模擬電壓通過A/D轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)STC89C52中進(jìn)行處理并通過液晶屏顯示，通過設(shè)置報(bào)警值，當(dāng)檢測(cè)到的濃度達(dá)到或者超過設(shè)定值時(shí)，用單片機(jī)控制發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，同時(shí)打開喇叭發(fā)出聲音報(bào)警，來(lái)達(dá)到報(bào)警的目的。系統(tǒng)以MQ-2氣體傳感器和STC89C52單片機(jī)為核心2,設(shè)計(jì)氣體泄漏報(bào)警器。實(shí)現(xiàn)：1.準(zhǔn)確測(cè)量周圍環(huán)境中

24、的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏；2.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能控制；3.實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程語(yǔ)言系統(tǒng)的控制及傳感器電路的控制。4.研究單片機(jī)各接口的作用及功能；5.了解MQ-2氣體傳感器的具體功能；6.實(shí)現(xiàn)對(duì)基本報(bào)警電路的控制。第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路根據(jù)在家庭室內(nèi)使用易燃易爆的氣體的安全性要求， 設(shè)計(jì)的燃?xì)庑孤﹫?bào)警器應(yīng)不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)煤氣濃度，發(fā)出聲光報(bào)警。盡量減少成本，提高可靠性和穩(wěn)定性?？偟脕?lái)說(shuō)，燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)是通過氣體傳感器檢測(cè)室內(nèi)的可燃?xì)怏w的濃度，再由單片機(jī)進(jìn)行控制報(bào)警處理的。主要由三部分組成，一是傳感器，能夠采集環(huán)境中的氣體

25、濃度，安裝在氣體源附近；二是控制器，能夠?qū)γ簹庑盘?hào)進(jìn)行處理和控制報(bào)警；三是報(bào)警裝置，根據(jù)控制器發(fā)出的信號(hào)采取相應(yīng)的報(bào)警措施。2.2系統(tǒng)原理及基本框圖根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)采用STC89C5印片機(jī)機(jī)芯片配合ADC0809莫/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)，顯示部分由LCD液晶顯示屏顯示可燃?xì)怏w的濃度。該電路通過MQ-2傳感器檢測(cè)可燃?xì)怏w并發(fā)出0-5V的電壓信號(hào)并輸入到ADC0809K片采樣模擬量電壓，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道DB0-DB7傳送給STC89C5印片機(jī)的P2口。STC89C5率片機(jī)負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生正確的LCD的數(shù)據(jù)的實(shí)

26、時(shí)顯示。本系統(tǒng)有單片機(jī)最小系統(tǒng)及電源、LCD液晶顯示、可燃?xì)怏w檢測(cè)、報(bào)警電路組成?；驹砣鐖D2-1所示：圖2-1系統(tǒng)基本方框圖系統(tǒng)工作流程為：由裝在室內(nèi)的CO專感器獲得被測(cè)量對(duì)象（室內(nèi)CO濃度）原始信號(hào)，經(jīng)過溫度補(bǔ)償和取樣放大得到矯正后的可匹配信號(hào)，進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換，得到被測(cè)對(duì)象的數(shù)字量信號(hào)，再由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到最終的室內(nèi)環(huán)境CO濃度值，將此數(shù)據(jù)通過LCD液晶顯示并保存，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的限值參數(shù)判斷環(huán)境濃度是否超標(biāo)，如果超過安全最低限度立即向報(bào)警電路輸出控制信號(hào)，此時(shí)啟動(dòng)預(yù)警信號(hào)進(jìn)行聲光報(bào)警提示，提示室內(nèi)人員打開門窗、|!匚PPM Mf f1 1!1!1Of fy yT T1 1W

27、W歸上r r* *1 1一丁留土常溫一11T電 PMi-HitiPMi-Hiti.時(shí)代P P尸值晉T-T-IFB*IFB*2 2T T- -1 1中PIPIL L1 1H H. .a,-口_111 11 1peepee處t*t*LnuLflflPlfi/MISOPlfi/MISOI3I3P17/MSCXP17/MSCXrwrwRSTRSTr07r07P30P30KXKXP31TXP31TXDITFADITFAVP/EAAUPR,i*VP/EAAUPR,i*n-CEkin-CEkiLULUp33np33nIJTiIJTiT T1*71*7P34TOP34TOP26n，屋rJ3rJ31 11 1P

28、?6/WRP?6/WRr23r23rjrjH HKUKUrzjrzjXT2XT2XTXT?22?22r2r21 1GNDGNDrJ.UrJ.UininT Tivccivcc時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2,供單片機(jī)使用而!川13工口1HJLIr，我nUISTOX52IRIR2。二J J2121P2P2。圖3-3時(shí)鐘電路XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻7,產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2,供單片機(jī)使用。2.復(fù)位及復(fù)位電路(1)復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。

29、其主要功能是把PC初始化為0000H,使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。 除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外， 當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表3-1所示。表3-1一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H(2)復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)

30、生RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。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)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周_LXTAL1XTAL2(a)內(nèi)部時(shí)鐘電路(b)外部部時(shí)鐘電路期)以上。若使用頗率為12MHz勺晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。復(fù)位信號(hào)如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖圖4-34-3復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器網(wǎng)，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)

31、位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具電路如圖3-5(a)所示。這仔，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 其中， 按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，具電路如圖3-5(b)所示：而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RGB分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其電路如圖35(c)所示:上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于12MHzft振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖35(b)上電復(fù)位方式。3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3.2.1ADC0809的簡(jiǎn)介ADC080其有8個(gè)通道的模擬輸入線(

32、IN0IN7),可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，獲得8位二進(jìn)制數(shù)字量(D7D0)。模擬輸入部分有8路多路開關(guān)，可由3位地址輸入ADDAADDBADDC勺不同組合來(lái)選擇，ALE為地址鎖存信號(hào)，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號(hào)。主體部分是采用逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換電路，由CLK空制的內(nèi)部電路的工作，START為啟動(dòng)命令，高電平有效，啟動(dòng)ADC080吶部的A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號(hào)EOCt效,OE為輸出允許信號(hào)，高電平有效，打開輸出三態(tài)緩沖器，把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送DBADC08091CMO單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型D/A轉(zhuǎn)換器、

33、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL兼容。主要技術(shù)指標(biāo)和特性(1)分辨率：8位。(2)總的不可調(diào)誤差：ADC080刻1LSR(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間：取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHZ寸，后后128仙s。(b)按鍵電平復(fù)位圖3-5復(fù)位電路圖(a)上電復(fù)位RESETRi200a1KQ(c)按鍵脈沖復(fù)位(4)單一電源：+5V。(5)模擬輸入電壓范圍：?jiǎn)螛O性05V;雙極性5V,10V(6)具有可控三態(tài)輸出緩存器。(7)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式(正脈沖)，上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零

34、，下降沿使A/D轉(zhuǎn)換開始。(8)使用時(shí)不需進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。3.2.1引腳介紹ADC0809E片有28條引腳，采用雙列直插式封裝10,下面說(shuō)明各引腳功能。IN0IN7:8路模擬量輸入端。DO-D7:8位數(shù)字量輸出端。ADDAADDBADDC3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。ALE地址鎖存選通信號(hào)，輸入高電平有效。STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入高電平有效。EOCA/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平(轉(zhuǎn)換期間一直為低電平)。OE數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平,才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK時(shí)鐘脈沖輸入端。要

35、求時(shí)鐘頻率不高于640KHzREF(+)、REF(-):基準(zhǔn)電壓輸入端，它們決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值.VCC電源，接+5V。GND接地。(1)INOIN78路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDADmADD*選通一路。(2)D7DOA/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D為最高位，DO為最低位。(3)AD&AD應(yīng)ADD-模擬通道選擇地址信號(hào)，ADD為低位，ADD為高位。(4)VR(+)、V-)正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極Tt輸入時(shí)，VR(+)=5V,V)=0V;雙極性輸入時(shí)，VR(+)、V-)

36、分別接正、負(fù)極性的參考電壓(5)ALE-地址鎖存允許信號(hào)，局電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START1號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。(6)START一A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開始轉(zhuǎn)換。(7)EOC-轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被CPUg詢的狀態(tài)信號(hào),也可作為對(duì)CPU勺中斷請(qǐng)求信號(hào)。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣

37、、轉(zhuǎn)換的情況下，EOCt可作為啟動(dòng)彳S號(hào)反饋接到STAR加，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。(8)OE-輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0809勺輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。ADC0809勺外部弓I腳圖和外部弓I腳分別如圖3-6和3-7所示：3.3氣體檢測(cè)模塊圖3-6ADC08097卜部弓I腳圖3.3.1傳感器MQ-漪介要進(jìn)行一個(gè)具體的測(cè)量工作，使用何種原理的傳感器，需要分析多方面的因素。因?yàn)椋词故菧y(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適,則需要考慮以下一

38、些具體問題：量程的大?。槐粶y(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為ADC087三誨而? ?A A/h變冷電換肝法 在 輸法 在 輸出出：30943】N2筮甘數(shù)據(jù)糊廿,1隅她址梢通艇IN7ADDBSTARTA輸媒(IEOCALE由3指用7(MSBi4慝DC橫VCC田例十DIM瀛月GNDVR-GNDVR-DID24山永沖,16LSI字輸圖3-7ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖學(xué)模擬量送至邛增*叫址線輸入到址線輸入到ADDCJ1道通道選擇寐行。，一ADDA可作為中斷請(qǐng)求信-一輸田!捌和控制+D,阿用、CL(ISTARTSTART開關(guān)睚&A逐炮崎存器CSAR)接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非

39、接觸測(cè)量考慮上述問題之后我們選用MQ-2氣敏傳感器，該傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)可燃?xì)怏w有良好的靈敏度，對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度較高，長(zhǎng)壽命、低成本簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可，該傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)o當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ-2氣敏圖3-8MQ-2的結(jié)構(gòu)和外形元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖3-8所示(結(jié)構(gòu)A或B),由微型A12O3陶瓷管、SnO2敏感層,測(cè)量電極和加熱

40、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。MQ-2氣敏元件的各部件的材料組成如表3-2所示：表3-2MQ-2的部件材料組成外形結(jié)構(gòu)技術(shù)條件-10C-50C-20C-70C小于95%RH21%柝準(zhǔn)條件)氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性C.靈敏度特性符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)備注Rs敏感體表面3KQ-30KQ探測(cè)濃度范圍電阻（1000Ppm異丁烷）100ppm-10000ppm液化氣和丙烷a(3000/1000)異丁烷濃度斜率0.6300ppm-5000ppm丁烷5000ppm-20000pp

41、m甲烷300ppm-5000ppm氫氣100ppm-2000ppm酒精標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20相對(duì)濕度：C2CVc:5.0V0.1V65%5%Vh:5.0V0.1V預(yù)熱時(shí)間不超過1小時(shí)部件材料1氣體敏感層二氧化錫2電極金（Au）3測(cè)量電極引線鉗（Pt）4加熱器饃銘合金（Ni-Cr）5陶瓷管三氧化二鋁6防爆網(wǎng)100目雙層不銹鋼（SUB3167卡環(huán)鍍饃銅材（Ni-Cu）8基座膠木或尼龍9針狀管腳鍍饃銅材（Ni-Cu）3.3.2A.標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注MQ-滲數(shù)工作條件Vc回路電壓15VACorDCVH加熱電壓5.0V0.2VACorDCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻31Q3Q室溫PH加熱功耗&am

42、p;900mW手號(hào)參數(shù)名稱Tao使用溫度Tas儲(chǔ)存溫度RH相對(duì)濕度O2氧氣濃度備注最小值大于2%符號(hào)B.環(huán)境條件3.3.3傳感模塊最小系統(tǒng)氣體傳感器將采集的氣體信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，不是純粹的直流，與直流相差很大，還存在較大的脈動(dòng)成分，即紋波。為濾除所采集到的電信號(hào)的脈動(dòng)成分從而獲得比較理想的直流電壓，采用了電容元件設(shè)計(jì)了具有濾波作用的電路。傳感模塊的最小系統(tǒng)如圖3-9所示RC低通電路的工作原理是通過電容元件在充放電過程中，使輸出電壓趨于平滑穩(wěn)定。經(jīng)過濾波整流后，可大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性，減小因其它氣體產(chǎn)生的干擾等。整流電路圖如圖3-10所。傳感模塊的引腳與ADCO809IN0弓|腳連接，將

43、經(jīng)過濾波后的的模擬信號(hào)輸送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中。作為解爰 9 催硼軸耕O11，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、4工需短嵯偏田子產(chǎn)品中都可以瘠到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在基于單片機(jī)實(shí)時(shí)家用燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)中我們應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件，具有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。其引腳圖如圖3-11所示：主要技術(shù)參數(shù):顯示容量：16X2個(gè)字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流：2.0mA(5.0V)5 5I I6 61 17 71 18 81 19 9M M# #圖3-11LCD1602的引腳圖

44、3.4.2LCD工作原理點(diǎn)陣圖形式液晶由MXN個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8R3I1Re52VCC01高分子材料,LiquidCrystalTRI詛Ii:因其特殊的物理、化學(xué)、Display,LCD危的性J寧泛應(yīng)用輕薄Cap47pFGNDLCD1602它可以顯示文字，也可以顯示數(shù)據(jù)。液晶顯示模塊已模塊最佳工作電壓：5.0V字符尺寸：2.95X4.35SDEjSDESWL01234567；WXH/mmRRERREDDDDDDDD液晶是位，即每行由16字節(jié)，共16X8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64X16個(gè)顯示單元與顯示RAMK1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)

45、的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。 例如屏的第一行的亮暗由RAMK的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定， 當(dāng)(000H)=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)(3FFH=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)(000H)=FFH(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH=00H,(00FH=00H時(shí)， 則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。字符型液晶顯示器LCD1602是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模塊。LCD的外形尺寸如圖3-12所示.50

46、.50.0 0n n7507501無(wú)背兆底部LEDLED背光|73737 79.9.5-T*- -*113.0-*113.0-圖3-121602的外形尺寸LCD1602的接口說(shuō)明如表3-3所示：表3-3LCD1602各引腳接口說(shuō)明編 R符號(hào)引腳說(shuō)明編 R符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極3.4.3顯木器取小系統(tǒng)液晶顯示器，主要能夠顯示我們我們測(cè)得的CO的濃度值，該液晶顯示屏有兩行，可以進(jìn)行雙

47、行顯示。由下圖我們可以知道，液晶顯示器的8個(gè)數(shù)據(jù)口和單片機(jī)的P1端口相接，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。液晶顯示器還有其它的三個(gè)引腳和單片機(jī)的另三個(gè)口P30P31,P32連接，通過控制這三個(gè)口的信號(hào)，單片機(jī)就能控制液晶顯示顯示數(shù)據(jù)。其最小系統(tǒng)如圖3-13所示。L二二二二J圖3-13LCD與單片機(jī)的連接圖的6N圖3-15燈光報(bào)警電路3.5報(bào)警模塊3.5.1LED和蜂鳴器作為煤氣泄露測(cè)試裝置，聲光報(bào)警部分不可缺少，當(dāng)檢測(cè)到CO氣體在空氣中的所占的比例超標(biāo)時(shí)，就應(yīng)該通過聲光方式發(fā)出警報(bào)，防止由于CO氣體含量過高而發(fā)生的意外事故。蜂鳴器是用直流就可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的裝置，具有體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格低，結(jié)構(gòu)可靠等優(yōu)點(diǎn)，在

48、電器設(shè)備中廣泛應(yīng)用，且聲音非常尖銳，能夠達(dá)到很好的報(bào)警作用，在軟件編寫上也非常方便，只需要給輸出腳一個(gè)電平就可以。本系統(tǒng)選用一個(gè)紅色LEDm警指示燈和一個(gè)蜂鳴器。3.5.2報(bào)警工作原理聲光報(bào)警表現(xiàn)形式如下:(1)紅色燈沒有亮，蜂鳴器沒有發(fā)聲，此時(shí)CO濃度在正常范圍之內(nèi)。(2)紅色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測(cè)到CO氣體濃度超過下限值，但沒有達(dá)到報(bào)警值，蜂鳴器不發(fā)聲；(3)紅色燈點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，表示此時(shí)被測(cè)得CO氣體含量已經(jīng)達(dá)到報(bào)警值，通知用戶；聲音報(bào)警電路圖如圖3-14所示。報(bào)警裝置采用蜂鳴器發(fā)出聲音，聲音響亮，裝置簡(jiǎn)單,便宜實(shí)用，適用于家用燃?xì)鈭?bào)警器的報(bào)警聲音源。單片機(jī)本身I/O的驅(qū)動(dòng)能力不是很

49、高，所以對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)需要加入一個(gè)PNP三極管，這樣能夠使蜂鳴器的聲音更加響亮，起到更好的報(bào)警作用。三極管基極的電路保證了只有在單片機(jī)輸出低電平時(shí)，蜂鳴器才會(huì)發(fā)聲,避免了誤報(bào)警的發(fā)生。一、本設(shè)計(jì)使用發(fā)光二級(jí)管報(bào)警，發(fā)光二級(jí)管具有單向?qū)щ娦裕甘緹舻淖饔?，具有發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光亮度以及光通量大，能極大引起人們的視覺，壽命長(zhǎng)。工作在小電流，溫升不明顯。最小電路如圖3-15所示。3.6硬件電路的調(diào)試本設(shè)計(jì)的元器件較少，所以采用萬(wàn)用板手工焊接。焊接完成后，檢查有無(wú)可能出現(xiàn)的虛焊、漏焊，檢查電源線和接地線。確定無(wú)問題后將電路板通電。首先用示波器觀察單片機(jī)STC89C5加18、19管腳有無(wú)頻率為12MHz勺三

50、角波。若有，表示晶振正常工作，單片機(jī)能保證正常工作。若無(wú)，檢查晶振電路，排除故障。接著用單片機(jī)仿真器向P1口送數(shù)值，檢查L(zhǎng)CD&碼管能否正常顯示，若不能，檢查電路連接是否正常，有無(wú)電壓輸出，檢查L(zhǎng)CD是否損壞。最后檢查ADC0809E有電壓15V接入的情況下，有無(wú)電壓輸出。若無(wú)問題，硬件調(diào)試完畢。序順利運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)目的采集氣體信號(hào)軟件的測(cè)試重要是使用KeilC51軟件，通過使用軟件編程測(cè)試,重要是調(diào)試編程中出現(xiàn)的問題，在調(diào)試過程中經(jīng)水出現(xiàn)加面蒯打轉(zhuǎn)球幾個(gè)小題：(1)C語(yǔ)言的基本程序函數(shù)不熟悉，期叱T時(shí)候編寫會(huì)出現(xiàn)程序太多、利用率差(2)語(yǔ)法錯(cuò)誤就比較經(jīng)正確的調(diào)試(3)書寫的錯(cuò)就是說(shuō)程

51、偉是正確的、但是運(yùn)行不成功的時(shí)候就查看那些標(biāo)點(diǎn)符號(hào)或者是分號(hào)又沒有問題，例如正確的咸核駟讀取數(shù)州而不S“；”這兩個(gè)看是這兩個(gè)看是, ,樣,但是在調(diào)試的函數(shù)轉(zhuǎn)換LCD顯示第四章軟件部分的設(shè)計(jì)及測(cè)試4.1主程序設(shè)計(jì)流程與編程軟件設(shè)計(jì)編制的程序易于調(diào)試、修改，可讀性好，軟件的設(shè)計(jì)是一個(gè)將需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖愂龅倪^程。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用自頂向下、模塊化、結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，把總的編程過程逐步細(xì)分，分解成一個(gè)個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊相互獨(dú)立，其正確與否不依賴其它模塊，每個(gè)模塊都能完成一個(gè)明確的任務(wù)、實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的功能。本設(shè)計(jì)程序是使用C語(yǔ)言編寫的，C語(yǔ)言是結(jié)合了高級(jí)語(yǔ)言和低級(jí)語(yǔ)言的另一種實(shí)用性語(yǔ)言，C語(yǔ)言是一種

52、結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言。方便了我們采用分模塊方式組織程序，而且層次清晰，在調(diào)試和維護(hù)上也很方便。C語(yǔ)言在現(xiàn)今表現(xiàn)出極強(qiáng)的處理能力，不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)處理類型，實(shí)現(xiàn)了各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位一級(jí)的操作。實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的編程操作。4.2主程序設(shè)計(jì)流程圖本設(shè)計(jì)中包括主程序，系統(tǒng)初始化程序，AD0809空制端口定義，數(shù)據(jù)采集程序，1602控制顯示程序,蜂鳴器報(bào)警程序,AD控制程序具體程序見附錄。從該系統(tǒng)流程圖可以看出，程序首先是進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，然后開始運(yùn)行程序，系統(tǒng)就進(jìn)入對(duì)氣體信息的采集，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，然后把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理、計(jì)算，將檢測(cè)的氣體濃度值顯示于顯示

53、屏幕上，判斷是否超出報(bào)警值，最后進(jìn)行報(bào)警處理。本設(shè)計(jì)使用KeilC51軟件編課箱初嫡8序輸入完后就進(jìn)入調(diào)試階段。調(diào)試時(shí)采用逐個(gè)調(diào)試的方法，即汨調(diào)試其中的每個(gè)了程序汨調(diào)試其中的每個(gè)了程序確保無(wú)誤后再對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行整體調(diào)試,直到程4.3程序測(cè)試程序開始岫工并且和反匯編之后語(yǔ)言的提煉no過程中往往是最厲害的隱藏殺手，所以一定要特別的注意本設(shè)計(jì)軟件調(diào)試結(jié)果如圖5-2所示。Qedg心M4弛MnyicwBfljtitW由立睢*第ivfi網(wǎng)MOWMOW時(shí)p解決方案：017017ahitahitlcdrJlcdrJH HPJ!*CPJ!*C 程序輸入完后就避兵調(diào)試階段。調(diào)試時(shí)采用逐個(gè)調(diào)試的方法，即先調(diào)試其中每

54、個(gè)子程僧sbltLKeA民biitfftart-殷力序，確保無(wú)誤后再道整個(gè)程序進(jìn)任蹩體調(diào)試，一直到程序順利運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)目的事實(shí)證明了調(diào)試過程是極其緩慢與艱苦的，在軟件調(diào)試過程中，由于對(duì)中斷操作的處匚cup工linjcdq.u，.理術(shù)已彼我很長(zhǎng)的問一直停滯不前，通過對(duì)自己耐心極限的挑戰(zhàn)，最終發(fā)現(xiàn)了問題，我相信這是對(duì)自己獨(dú)立工作能力的一個(gè)很好的鍛煉，一次難得的經(jīng)歷。圖4-2軟件調(diào)試結(jié)果結(jié)束語(yǔ)通過此畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，讓我對(duì)“家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。同時(shí)我對(duì)理論和實(shí)踐之間的相互關(guān)系有了更清楚的認(rèn)識(shí)，理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，扎實(shí)的理論知識(shí)是做好工作的前提條件。此課題說(shuō)難也不難，最主要的是

55、自己的態(tài)度，能夠在設(shè)計(jì)有找出問題，并思考自己為什么做不到這些效果。通過本課題，也讓我認(rèn)識(shí)到了到達(dá)目標(biāo)有不同的路可以走，就看自己對(duì)那方面專長(zhǎng)，并找到自己的位置，快速而準(zhǔn)確的到達(dá)目標(biāo)。比如，在選擇哪一個(gè)單片機(jī)。這個(gè)我也找了很多資料，通過最終的思考還是選擇了3Target1目15京隙后口0中1現(xiàn)象汴曠液晶屏顯示亮曾低，字幕不消晰，出現(xiàn)亂碼顯示屏，3ft到看至003003mtitsnide005kQclQde06Jdefi-u.cha.r二micned匚三三:.二二唐醐黑肉軀曲查看程序是否正確，是不是時(shí)序問題，重新?lián)Q個(gè)可靠USUSLCD的程序看是否能正常顯示3*3*口一仙1 1：1 1北,觸犯.03.

56、0103.01：,0135,0135小尚,0101皆評(píng)0 0比0101普”門玨4.4D12m3&14D15凱-ictaicode:疝GfdAUSK*J。之其顯示亨符JCLaiCOdQ產(chǎn)口net4工eg21重?fù)?*,*,*1皿捱單.曜2曾顯定工*.*STC89C51選擇這個(gè)單片機(jī)，及能實(shí)現(xiàn)課題要求的功能，又比較好做。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們真正體會(huì)到設(shè)計(jì)一件成功的作品并不像想象的那樣簡(jiǎn)單，它需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，能熟練駕馭知識(shí)的能力。經(jīng)過對(duì)論文的設(shè)計(jì)，我們真正體會(huì)到了身為大學(xué)生白意義，解決問題的能力得到了很大的提高，為我們以后的學(xué)習(xí)工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。致謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指

57、導(dǎo)老師袁迎春的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。本課題在選題及研究過程中，袁迎春老師傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了袁老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是她廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。參考文獻(xiàn)1周潤(rùn)景徐宏偉丁莉.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作J.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20102彭為黃科雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講J.北京：電子工業(yè)出版社.20063張志良主編邵青張慧莉.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)J.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20064朱明程等.一氧化碳傳感MGS1100K理及應(yīng)用J.電子技術(shù)，1998,1:39-405戴永黃輝先胡俊達(dá)等.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)J.湘潭：湘潭大學(xué)出版社.20086艾禮貌.淺談熱釋電紅外傳感器報(bào)警系統(tǒng)J.中國(guó)科技財(cái)富，2009,23(7):10-127周