【正文】 摘要 I 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題目：基于 51礦用瓦斯檢測(cè)報(bào)警器 硬件設(shè)計(jì) 提示： （與 “ 基于 51 礦用瓦斯檢測(cè)報(bào)警器 — 硬件設(shè)計(jì) ”配套，也在百度文庫(kù)里 ） 摘要 II 基于 51 礦用瓦斯檢測(cè)報(bào)警器 —— 硬件設(shè)計(jì) 摘要 本課題設(shè)計(jì)的是 用單片機(jī)控制的甲烷濃度報(bào)警監(jiān)控儀 ，是采用熱催化原理 (俗稱黑白元件 )探頭制成的甲烷濃度測(cè)量?jī)x，適用于中小型煤礦井、下各作業(yè)場(chǎng)所中測(cè)量空氣中的甲烷濃度。儀器能夠根據(jù)甲烷濃度報(bào)警限 (%)進(jìn)行聲、光報(bào)警，并啟動(dòng)排風(fēng)設(shè)備，同時(shí)具有通信功能。儀器 由 CPU、敏感元件、看門(mén)狗監(jiān)控電路、小信號(hào)放大電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、通信電路、顯示電路、報(bào)警電路等組成。其中 CPU 是監(jiān)控儀的核心，完成數(shù)據(jù)采集、處理、輸出、顯示等功能 ； 敏感元件是準(zhǔn)確檢測(cè)甲烷氣體含量的主要元件之一，其輸出是與甲烷濃度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào) ； 小信號(hào)放大電路則是用來(lái)放大敏感元件輸出的電壓信號(hào) ； A/D 轉(zhuǎn)換電路把放大了的電壓信號(hào)由模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送入 CPU；顯示電路則顯示實(shí)時(shí)甲烷濃度 ； 報(bào)警電路對(duì)超限甲烷濃度進(jìn)行報(bào)警。該儀器的特點(diǎn)是測(cè)量范圍寬，精度高 ； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 ； 可靠性和穩(wěn)定性好，是一種電路設(shè)計(jì)新 穎、參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便的礦用甲烷濃度監(jiān)控儀。 關(guān)鍵詞 ： CPU； A/D 轉(zhuǎn)換電路； 敏感元件 ；報(bào)警Abstract II Based On 51 Mine Gas Detection Alarm —— Hardware Design Abstract This topic is designed MCU control the concentration of methane alarm monitoring device, is a hot catalytic principle (monly known as BlackandWhite Components) probe into the methane concentration measuring instrument, applicable to small and mediumsized coal mines well, the next in the workplace measuring the concentration of methane in the air. According to the concentration of methane equipment to alarm limit ( percent), sound, light alarm, and start ventilation equipment, munications function at the same time. Equipment from the CPU, sensitive ponents, the watchdog monitoring circuit, smallsignal amplifier, A/D converter circuit, munication circuits, display circuit, alarm circuits and other ponents. Monitor CPU which is the core of the pletion of data collection, processing, export, display, and other functions。 sensitive ponents are accurate detection of methane gas in one of the main ponents, and its output is the concentration of methane corresponding to the voltage signal。 small signal Larger circuit is used to enlarge the sensor output voltage signal。 A/D converter circuit to enlarge a voltage signal from analog signals into digital signals into the CPU。 show circuit showed realtime methane concentration。 alarm circuits to gauge methane concentration alarm. The instrument is to measure the characteristics of a wide range and high precision。 structure is simple, low cost, reliability and stability, is a new circuit design, measurement accurate, easy to operate the mine methane concentration monitoring instrument. Keywords: CPU。A/D converter circuit。 Sensitive ponents。 Alarm 目錄 1 目錄 摘要 ................................................................ （ II） Abstract ........................................................... （ II） 1 緒論 ............................................................... （ 1） 本課題的研究背景及意義 .......................................... （ 1） 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及研究方向 ........................................ （ 1） 礦用瓦斯檢測(cè)儀硬件設(shè)計(jì)的構(gòu)思及主要任務(wù) .......................... （ 2） 本文論的結(jié)構(gòu)安排 ................................................ （ 2） 2 用瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)功能 ........................... （ 3） 煤礦氣體檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)概述 ........................................ （ 3） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 .................................................. （ 3） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .............................................. （ 3） 技術(shù)指標(biāo)要求 ................................................ （ 4） 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的 功能 .............................................. （ 5） 3 甲烷檢測(cè)設(shè)備的工作原理分析 ..................................... （ 6） 甲烷濃度檢測(cè)儀的分類(lèi) ............................................ （ 6） 熱催化元件的結(jié)構(gòu)及工作原理 ...................................... （ 7） 熱催化元件的結(jié)構(gòu) ............................................. （ 7） 敏感元件工作原理 ............................................ （ 10） 整機(jī)的工作原理 ................................................. （ 11） 4 礦用瓦斯檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................... （ 12） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理框圖 ............................................. （ 12） 微控制器 CPU 的選擇 ............................................. （ 13） 目錄 2 遙控鍵盤(pán)部分設(shè)計(jì) ............................................... （ 16） 紅外遙控的發(fā)射電路 .......................................... （ 16） 紅外遙控的接受電路 .......................................... （ 20） A/D 轉(zhuǎn)換檢測(cè)電路 ............................................... （ 22） A/D 轉(zhuǎn)換器介紹 .............................................. （ 22） 多路開(kāi)關(guān) 4051............................................... （ 24） 顯示部分電路 ................................................... （ 25） 聲光報(bào)警電路 ................................................... （ 26） 看門(mén)狗監(jiān)控電路 ................................................. （ 26） 系統(tǒng)電源電路 ................................................... （ 28） 5 原理圖的繪制和 PCB 板的完成 .................................... （ 30） Protel 99 se 介紹及電路板的繪制 ................................ （ 30） 系統(tǒng)布局 ....................................................... （ 30） 系統(tǒng)布線 ....................................................... （ 31） 去耦合電容配置 ................................................. （ 31） 6 硬件聯(lián)合調(diào)試 .................................................... （ 33） 調(diào)試結(jié)構(gòu)圖 ..................................................... （ 33） 本設(shè)計(jì)試驗(yàn)條件 ................................................. （ 33） 硬件調(diào)試 ....................................................... （ 34） 電源電路模塊的檢測(cè)與調(diào)試 ................................... （ 34） 甲烷檢測(cè)儀 CPU 的調(diào)試 ....................................... （ 34） A/D 轉(zhuǎn)換、顯示電路的調(diào)試 .................................... （ 34） 聲光報(bào)警電路的檢測(cè)與調(diào)試 ................................... （ 34） 7 結(jié)論 ............................................... （ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 ） 目錄 3 致謝 ................................................. （ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 ） 參考文獻(xiàn) ............................................ （ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 ） 1 緒論 1 1 緒論 背景 及 意義 從我國(guó)煤炭生產(chǎn)的現(xiàn)狀及我國(guó)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略規(guī)劃均可看出，在本世紀(jì)中葉以前，煤炭仍 將 是支持我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源 。 煤炭生產(chǎn)作為我國(guó)能源工業(yè)的支柱，其地位將是長(zhǎng)期的，穩(wěn)定的 。 但是 ，目前 煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)狀況卻 很差 ， 其中之一便是有害氣體 的危害性 ，包括 C