【正文】 武 漢 紡 織 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：基于STC12C5410AD單片機(jī)的煙霧報(bào)警控制系統(tǒng) 院 系 高職學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 應(yīng)電102 學(xué) 生 姓 名 余?？? 指 導(dǎo) 教 師 郭 旻 摘 要隨著“信息時(shí)代”的到來(lái)，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機(jī)技術(shù)為核心并與其他電子技術(shù)相結(jié)合， 設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平較好的煙霧報(bào)警器。其中選用MQ2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙霧的檢測(cè)，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)。選用的STC12C5410AD單片機(jī)，其整合了A/D轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器等資源，具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，是目前同類技術(shù)中性價(jià)比較高的品。以STC12C5410AD單片機(jī)和MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器為核心設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、故障自診斷、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警及與上位機(jī)串口通信等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能 穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧報(bào)警器。具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：煙霧；報(bào)警器；STC12C5410；傳感器。 電路ABSTRACTWhile “information age” the arrival, obtained the remarkable progress as the gain information method sensor technology, its application domain is more and more widespread, is more and more high to its request, the demand is more and more sensor technology has bee weighs one of national science and technology level of development important , understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and the characteristic is extremely important.The present paper take leaves the minor smog sensor and the monolithic integrated circuit technology unifies as the core and with other electronic technology, designs one kind of technical level good smog alarm which selects the 2M007 semiconductor resistance type smog sensor realization smog the examination, has the sensitivity high, responds, the antijamming ability quickly strong and so on the merits, moreover the price is inexpensive, the service life is the STC12C5410AD monolithic integrated circuit, its conformity A/D transformed, the hardware multiplier, resources and so on hardware PDM keyer, has high speed, low merits and so on power loss, ultra strong antijamming, is the present similar technology neutral price quite high product. May realize the acoustooptics take the STC12C5410AD monolithic integrated circuit and the 2M007 semiconductor resistance type gas sensor as the core design smog alarm apparatus to report to the police, the breakdown from the diagnosis, the density demonstrated, reports to the police limits the establishment, the time delay reports to the police and with functions and so in position machine serial port one kind of structure simple, the performance stable, the easy to operate, the price inexpensive, the intellectualized smog alarm certain practical value.Key word: Smog； alarm apparatus； STC12C5410； sensor；circuit目 錄1. 緒論...............................................8 論文研究來(lái)源、目的和意義...............................8 論文研究來(lái)源........................................8 論文研究目的和意義..................................8 煙霧報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀................................9 本論文主要任務(wù).......................................102. 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的方案設(shè)計(jì)..........................11 煙霧檢測(cè)報(bào)警器設(shè)計(jì)思路...............................11 煙霧傳感器的選型.....................................11 煙霧傳感器介紹.....................................11 煙霧傳感器的選定...................................14 MQ2型煙霧傳感器的工作原理.........................15 MQ2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)...................16 煙霧檢測(cè)報(bào)警器整體設(shè)計(jì)方案...........................18 煙霧檢測(cè)報(bào)警器工作原理.............................18 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)...............................18 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的功能...............................19........................203. 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)..........................21 單片機(jī)的選型.........................................21 單片機(jī)的選擇.......................................21 STC12C5410AD單片機(jī)的特點(diǎn)...........................23 煙霧檢測(cè)報(bào)警器硬件電路設(shè)計(jì)...........................25 信號(hào)采集及前置放大電路.............................25 聲音報(bào)警電路.......................................27 數(shù)碼管顯示電路.....................................27 狀態(tài)指示燈及控制鍵電路.............................28 報(bào)警器故障自診斷電路...............................294. 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)..........................30 STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開(kāi)發(fā)工具........................30 煙霧檢測(cè)報(bào)警器軟件流程及設(shè)計(jì).........................31 主程序設(shè)計(jì)及流程圖.................................31 主程序初始化流程圖.................................32 中位值平均濾波法數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)及流程圖.........33 煙霧濃度顯示子程序設(shè)計(jì)及流程圖.....................34 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)及流程圖.............................35 控制按鍵設(shè)計(jì)子程序及流程圖.........................365. 實(shí)驗(yàn)檢定及誤差分析................................37....................................37(LEL)概念介紹...............................37........................................38..........................................41參考文獻(xiàn).................................................431. 緒論 論文研究來(lái)源、目的和意義 論文研究來(lái)源 隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的巨大的隱患由于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活而產(chǎn)生。為了早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。保衛(wèi)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，防止火災(zāi)引起燃燒、爆炸等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及生命安全。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對(duì)煙霧進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用先進(jìn)可靠的安全檢測(cè)儀表，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧的濃度， 及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和 家庭生活安全。因此，研究煙霧的檢測(cè)方法與研制煙霧報(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。 為了早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。保衛(wèi)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，防止火災(zāi)引起燃燒、爆炸等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及生命安全。煙霧檢測(cè)報(bào)警裝置是能夠檢測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度并具 有報(bào)警功能的儀器。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有氣體泄漏可能 的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。煙霧報(bào)警器屬于《中華人民共和國(guó)強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具目錄》中第46項(xiàng)，它歸類于物理化學(xué) 計(jì)量器具?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ1687):“散發(fā)可燃煙霧、可燃蒸汽的甲類廠房和場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置煙霧濃度檢測(cè)報(bào)警裝置”。2003年12月，國(guó)家執(zhí)行新的煙霧探測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)(GB 153222003)《可燃煙霧探測(cè)器》，2004年10月國(guó)家頒布《可燃煙霧檢測(cè)報(bào)警器規(guī)程JJG6932004》，研究新型、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)可燃性氣體，并合乎國(guó)家相關(guān)規(guī)定的報(bào)警器具有極其重要得意義。目前我國(guó)已有許多城市鋪設(shè)了煤氣管道，使用人口約達(dá)二億人，煤氣發(fā)生基地及中轉(zhuǎn)站也達(dá)幾千家。如果這些家用燃?xì)夂兔簹饣丶爸修D(zhuǎn)站的 報(bào)警率按10%計(jì)算，煙霧檢測(cè)報(bào)警器的需求量就達(dá)2000萬(wàn)臺(tái)以 上。隨著全社會(huì)對(duì)防火防爆及人身安全的重視程度的提高，這個(gè)數(shù)字會(huì)繼 續(xù)增長(zhǎng)。近十年來(lái)，農(nóng)村的沼氣使用也得到了極大的發(fā)展。到2006年底，全國(guó)沼氣池?cái)?shù)量已達(dá)近1300萬(wàn)座，這就為檢測(cè)沼氣（主要成分是甲烷）濃 度的儀器提供了市場(chǎng)。可見(jiàn)，煙霧報(bào)警器具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。 煙霧報(bào)警器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 國(guó)外從20世紀(jì)30年代開(kāi)始研究及開(kāi)發(fā)煙霧傳感器，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年煙霧傳感器年均增長(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，使得煙霧檢測(cè)儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測(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(kāi)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(wèn)世，改良的報(bào)警器可以檢測(cè)燃?xì)?、一氧化碳等?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(kāi)始研制煙霧報(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(kāi)發(fā)形成自己的特色。近年來(lái)，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。