【正文】 9 系統(tǒng)的控制 12 系統(tǒng)主要器件的介紹 硬件 電路 的調(diào)試 12 4 軟件部分的設(shè)計(jì)及調(diào)試 13 軟件部分的設(shè)計(jì) 13 主程序 14 調(diào)零子程序 15 顯示子程序 16 報(bào)警子程序 17 中斷取值子程序 19 軟件 程序 的調(diào)試 22 結(jié)論 41 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 IV 附錄 25 科技文章摘譯 35河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 研究背景及意義 隨著我國(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)家庭的燃料。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。所以，這樣防止煤氣中毒與爆炸已成為人們迫切需要。家用燃?xì)鈭?bào)警器更是時(shí)下所需，因?yàn)樗?jiǎn)捷易用，方便居民生活。 而且，氣 體報(bào)警器的研發(fā)對(duì)于防止煤礦事故也是至關(guān)重要的，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，僅去年煤礦事故死亡人數(shù)就高達(dá) 3786 人，同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)特大煤礦事故也是非常嚴(yán)重的，例如 2021 年 12 月，河北唐山劉官屯煤礦發(fā)生特別重大瓦斯煤塵爆炸事故，造成 108 名礦工死亡， 29 人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失 4800 多萬元 。同年 9 月 1 日，黑龍江省雙鴨山礦務(wù)局東保衛(wèi)煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故， 14 人遇難。 9 月 5 日，山西省大同礦業(yè)集團(tuán)公司永定莊煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，死亡 31 人 。 9 月 27 日，貴州省水城礦務(wù)局木沖溝煤礦發(fā)生特大惡性瓦斯爆炸事故， 162 人死亡。這是近 40 年來最嚴(yán)重的一次煤礦事故。 11 月 5 日，吉林省遼源礦務(wù)局西安礦礦辦小井發(fā)生瓦斯爆炸事故，死亡 31 人，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失 。 11 月 25 日，內(nèi)蒙古自治區(qū)大雁煤業(yè)公司二礦采煤工作面發(fā)生特大瓦斯爆炸，目前已發(fā)現(xiàn) 14 人死亡， 37 人下落不明。 由此可見報(bào)警器無論是在人們的日常生活中，還是在煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用 ， 所以 實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量周圍環(huán)境中的可燃性氣體，有毒有害氣體泄露，對(duì)保護(hù)人民的身體健康和財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域中，如油田、礦山、化工等企業(yè)和家庭中有廣泛的應(yīng)用，也是環(huán)境 保護(hù)的重要項(xiàng)目。如何開發(fā)出穩(wěn)定可靠、高性能價(jià)格比的裝置，成為急需解決的課題。 由于要求數(shù)字氣體報(bào)警器具有體積小巧，監(jiān)控精度高，能長(zhǎng)時(shí) 間穩(wěn)定工作的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的純硬件報(bào)警器已經(jīng)不能滿足這種要求了，可以 用單片機(jī)設(shè)計(jì)。 單片機(jī)在工業(yè)控制和儀器儀表智能化的應(yīng)用中扮演著極為重要的角色。河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 2 其設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積小、成本底、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠工作。 研究目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)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) AT89C51，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) AT89C51 中進(jìn)行處理并 通過數(shù)碼管顯示，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， 來達(dá)到報(bào)警的目的 ， 并通過外接排風(fēng)扇與電磁閥對(duì)其進(jìn)行程控，以防事故的發(fā)生。 而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，黃色 LED 亮啟，便于用戶及時(shí)對(duì)報(bào)警器進(jìn)行維修。 系統(tǒng) 以 MQK 氣體傳感器和 AT89C51 單片 機(jī)為核心 , 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 MQK 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。 研究方案 設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)控制技術(shù)，制作了程控一氧化碳報(bào)警器。該儀器對(duì)一氧化碳進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 當(dāng)一氧化碳的濃度超過允許值時(shí)，單片機(jī)控制電路進(jìn)行報(bào)警，并通過外接排風(fēng)扇進(jìn)行程控，以防事故發(fā)生?；?AT89C51 性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)，主要運(yùn)用了 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行控制。而對(duì)與報(bào)警器而言至關(guān)重要的部分是傳感器，由于 GS 系列氣敏元件采用半導(dǎo)體敏感材料，其靈敏度 、選擇性、穩(wěn)定性、抗干擾性、響應(yīng)時(shí)間及壽命等主要性能，均達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平 .用該系列元件組裝成易燃易爆和有毒氣體泄漏報(bào)警器及檢測(cè)裝置，可廣泛運(yùn)用于礦山、油田、化工、國(guó)防、醫(yī)藥及家庭，所以在設(shè)計(jì)中采用的是 GS系列傳感器。在模數(shù)轉(zhuǎn)換這塊，利用 ADC0809 實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換， ADC0809 是8 位逐次漸進(jìn)型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，它采用 COMS 工藝 20 個(gè)引腳雙列直插式封裝，它有三態(tài)瑣存器，直接驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，與微機(jī)相連時(shí)不需要附加接口電河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 3 路。為了方便用戶了解濃度信息，好提前準(zhǔn)備，還采用了顯示環(huán)節(jié)。顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯 示和動(dòng) 態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU 的開銷小?？梢蕴峁﹩为?dú)鎖存的 I/O 接口電路很多，這里運(yùn)用了常用的 74LS164 8位移位寄存器串并轉(zhuǎn)換電路。 總的來說，設(shè)計(jì)主要利用了以上的檢測(cè)模塊， A/D 轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，事故處理模塊，控制模塊五大模塊，組成了可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警器 。 我國(guó)報(bào) 警器行業(yè)的發(fā)展 我國(guó)電子信息業(yè)在上世 紀(jì)八十年代第一次騰飛后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的加快，之后又進(jìn)入持續(xù)快速發(fā)展的新時(shí)期。這個(gè)時(shí)期電子信息產(chǎn)業(yè)的主要特征表現(xiàn)為：