【正文】 課題的進行中還得到了同學(xué)的不少幫助，每次有不懂的地方問他們時他們都傾囊相告，在 此向他們表示誠摯的謝意，同時對在畢業(yè)設(shè)計是給予我?guī)椭睦蠋煴硎居芍缘母兄x。因此結(jié)合這兩種比較常見的危險因素，研制一款集檢測煤氣泄露、火災(zāi)危險信號于一體的報警器。如果 flag=1，表示檢測到的信號是煙霧的濃度，從而對煙霧的相關(guān)參數(shù)進行判斷，并發(fā)出相關(guān)信息。 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) ADC0809 對兩個傳感器的檢測采用定時循環(huán)檢測方式，每隔 1S 檢測一次，由定時器 0 定時。由于不用多機通信，因此 SM2設(shè)為‘ 0’禁止多機通信 .PCON中的 SMOD位為波特率的加倍位，當(dāng) SMOD=1是，方式 方式 方式 3的波特率加倍，在該系統(tǒng)的通信中波特率不需要加倍，因此 可設(shè)置 SCON=0X40， PCON=0X00. 單片機與 PC 機的接口電路 該系統(tǒng)中 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)要傳送給上位 PC機從而顯示，由于單片機輸入輸出電平為 TTL電平，而 PC機配置的是 RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，因此如果要完成 PC機與單片機的數(shù)據(jù)通信的話，必須進行電平的轉(zhuǎn)換。所以單片機和 PC機之間可 以方便地進行串口通訊。outportb(0X3F8,0X60). 因此 PC 機寄存器的設(shè)置如下： outportb(port+3,0x80)。 Modem 狀態(tài)寄存器低 4 位則分別反映這 4 個輸入信號自上次 CPU 讀取Modem 狀態(tài)寄存器后，相應(yīng)位發(fā)生變化。 線路狀態(tài)寄存器則用來記錄串行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的狀態(tài)，以便 CPU 查詢。當(dāng) CPU 往數(shù)據(jù)輸出寄存器輸出一個數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)便并行傳輸?shù)揭莆患拇嫫鳎缓笠晃灰晃坏赝ㄟ^輸出線傳送外設(shè)。報警電路如下圖 圖 報警電路 通信接口設(shè)計 串行通信接口基本功能是 :在發(fā)送時 ,把 CPU送來的并行碼轉(zhuǎn)換成串行碼 , 逐位地依次發(fā)送出去 。 工業(yè)模式所輸出的是 420mA，可通過精密電阻 250 歐變成 15v 的電壓信號，再經(jīng) 過阻容濾波的電壓信 號傳給 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。 數(shù)據(jù)未轉(zhuǎn)換之前 EOC 為低電平，當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后 EOC 變?yōu)楦唠娖?，單片機的外部中斷 0設(shè)置為邊沿觸發(fā)，因此將 EOC 接反向器后與 INTO 相連， 只要 A/D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后立即產(chǎn)生中斷信號，通知單片機接收數(shù)據(jù)。 OE： 輸出允許信號。 不同編碼選擇相應(yīng)的通道。下面是關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機之間的接口介紹。 用途：工廠一氧化碳濃度檢測儀器；氣體計量器具；空氣質(zhì)量監(jiān)測器；氣體變送器； 便攜式儀器配套元件等等。5% Vh: 5 .0V177。 煙霧傳感器 煙霧傳感器采用 MQ2型煙霧傳感器 , 它探測范圍廣、靈敏度高、響應(yīng)恢復(fù)速度快、 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 穩(wěn)定性好、壽命長、驅(qū)動電路簡單 .探測濃度范圍為 100ppm10000ppm符合系統(tǒng)要求，但是 MQ2型氣敏元件對不同種類、不同濃度的氣體有不同的電值。只要電源 VCC的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。SCON=0X50。當(dāng)此輸入端保持兩個機器周期（ 24個時鐘振蕩周期）的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。 空閑模式下， CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器 、 串行口 、 外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式 下， 凍結(jié)振蕩器而保存 RAM煙霧傳感器 一氧化碳傳感器 AD 轉(zhuǎn) 換 器 單 片 機 通信 接口 模塊 上位PC機 聲光報警裝置 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù) 。電路簡單、可靠但是靈活性和實用性差。 研究內(nèi)容 本設(shè)計主要研究并設(shè)計一個基于單片機的煤氣報警系統(tǒng)，并實現(xiàn)對 AD 數(shù)據(jù)的采集和聲光的報警控制。為了預(yù)防一氧化碳的泄漏，人們采用了各種措施。在社會信息化進程日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)應(yīng)用己滲透到人類生存、活動的各個領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域，人們的現(xiàn)代生活、工作對居住要求舒適健康、安全可靠、高效便利。s quality of life has been greatly improved,but the volatile of gas makes the danger of flammablegas instructed the flammability of deflagration is and gas poisoning, and other phenomena occur from time to time witch cause great with the development of science and technology,human society also maks great progresses, the accumulation of social wealth and the value of people39。同時，研制性能好、可靠性高的報警器對預(yù)防火災(zāi)、煤氣泄露等事故對社會生命財產(chǎn)安全具有重要的意義。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 最后，總結(jié)本設(shè)計的不足，并通過認(rèn)識到的不足之處從而提出可改進及 可創(chuàng)新的地方。為此我們開發(fā)研制了智能煤氣報警系統(tǒng)。眾多周知由于 CO與血液中的血紅素的結(jié)合能力是氧的 240 倍 ,因此 ,當(dāng)它進入人體血液循環(huán)系 統(tǒng)后 ,就會大量取代氧而與血紅素結(jié)合 ,抑制血液中氧氣的釋放 ,從而導(dǎo)致發(fā)生頭痛、耳鳴、嘔吐、血壓降低等不同程度的癥狀發(fā)生。 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 在現(xiàn)代化建設(shè)中，人們對儀器儀表所能起到的監(jiān)控作用，在技術(shù)上有著高層次的要求，因而儀器儀表工業(yè)是促進國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步，進行技術(shù)改造，提高 勞動生產(chǎn)率和社會經(jīng) 濟效益，開發(fā)與節(jié)約能源和材料的先導(dǎo)工業(yè)。探測器安裝在可能發(fā)生危險的現(xiàn)場，控制器放在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽電纜線連接。 綜合考慮，由于使用單片機設(shè)計靈活性更強、用途更寬廣，所以本設(shè)計采用方案三。在采用外部時鐘時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。TL0=0XB0。 R11KC1VCCRST S1SWR11KC12 2u FR11KVCCRST 圖 上電自動復(fù)位 圖 按鍵電平復(fù)位 （ 1）上電自動復(fù)位 上電自動復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)。 對于煤氣報警器的實現(xiàn)，感應(yīng)器的選擇也相當(dāng)?shù)闹匾? 是系統(tǒng)重要的組成部分之一， 其 性能對于系統(tǒng)的精確度和實現(xiàn)范圍有這相當(dāng)大的影響，也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀的 標(biāo)志。 3Ω 室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mW 表 MQ2的 靈敏度特性 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體表面電阻 3KΩ 30KΩ (1000ppm 異丁烷 ) 探測 濃度 范圍100ppm 10000ppm α (3000/1000) 異丁烷 濃度斜率 ≤ 標(biāo)準(zhǔn)工作 條件 溫度： 20℃177。 （ 2） 電化學(xué)氣體傳感器優(yōu)點： 1）對于氣體的濃度能夠線形輸出信號重現(xiàn)性好 2）對被測氣體具有良好選擇性，不受溫濕度的影響 3） 空氣中的輸出值漂移小，可以獲得穩(wěn)定的輸出信號 4）功耗低，電池即可驅(qū)動器工作 5）體積小，重量輕，作為便攜式儀器首選 6）本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)，機械性能穩(wěn)定 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本特點： 本質(zhì)特征： NAP505 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級別產(chǎn)品，通過成熟的電 極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有長壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技 術(shù)特點。芯片封裝 形式 為 28 引腳雙列直插式，其引腳排列見圖 。 START 上升沿時，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持低電平。 CLK： 時鐘信號。 EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。 Vref： 參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) LM358（圖 319）內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器， 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。 在輸入過程中，數(shù)據(jù)從外部設(shè)備通過傳輸數(shù)據(jù)線逐位進入接口的移位寄存器。線路控制寄存器用來存放 CPU 寫入的命令字，其格式如圖 ： 圖 線路控制寄存器格式 線路控制寄存器的地址為 0X3F8，當(dāng)要設(shè)置波特率時，就要訪問除數(shù)寄存器，此時必須設(shè)置線路控制寄存器的最高位為‘ 1’允許訪問除數(shù)寄存器。 Modem 狀態(tài)寄存器用來存放芯片與通信設(shè)備之間的聯(lián)絡(luò)信號輸入線的狀態(tài)及變化情況，其格式 如圖 ： 圖 Modem 狀態(tài)寄存器格式 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) Modem 狀態(tài)寄存器高 4 位分別反映通信設(shè)備輸入信號的狀態(tài)。因此，當(dāng)設(shè)定串行數(shù)據(jù)傳輸速率時，需根據(jù)其使用的波特率確定分頻器的系數(shù)值。 outportb(port+2,0x0f)。 AT89S51 串行通信的方式選擇，接收和發(fā)送以及串行口的狀態(tài)標(biāo)志等均由特殊功能寄存器 SCON 控制 和指示，其控制字格式如表 所示 : 表 SCON 控制字格式 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 工作方式控制 工作方式控制 多機通信1：允許； 0：不允許 接收控制1：允許； 0：不允許 發(fā)送數(shù)據(jù)第九 位 接收數(shù)據(jù)第九位 發(fā)送中斷標(biāo)志 接收中斷標(biāo)志 串行口工作方式選擇位。 30V 輸入電平 低電源電流：典型值是 8mA 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) ESD保護大于 MILSTD883（方 法 3015）標(biāo)準(zhǔn)的 20xxV 下圖為 MX232 雙串口的連接圖，可以分別接單片機的串行通信口或者實驗板的其 它串行通信接口。 另外，在主程序中還判斷檢測的相應(yīng)濃度值是否超出設(shè)置的最大值，如果超出最大值則發(fā)出聲光報警信號，如果沒有超出最大值則顯示正常狀態(tài)。其程序流程圖如圖 所示 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 圖 上位機顯示程序流程圖 結(jié)合單片機與 PC 機的通信，報警器在上位機上顯示的結(jié)果如下圖 所示 湖南商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 圖 上位機顯示結(jié)果 如上圖所示，在 type 欄中顯示報警器檢測元素的種類，在 chroma 欄中顯示該元素在環(huán)境中的濃度值，經(jīng)過判斷其濃度值是否超出安全范圍，如果超出安全范圍，則在state 欄中提示 dangerous,如果沒有超出安全范圍，表示環(huán)境中該元素的濃度值正常，則在 state 欄中顯示 natural,同時在 time 欄中顯示檢測的時間，在 address 欄中顯示檢測的地點。 針對以上的不足， 我提出以下改進的措施： 首先，針對火災(zāi)發(fā)生的現(xiàn)象，由于火災(zāi)發(fā)生是伴隨有大量的煙霧、 二氧化碳 ，同時周圍溫度大幅度升高，因此可以綜合采集煙霧濃度、二氧化碳濃度、溫度這三個參數(shù)，當(dāng)這三個參數(shù)都超過上限值時才發(fā)出報警信號，這樣可以有效的減少誤報率。