【正文】 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 將以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)具有多路一氧化碳實(shí)時(shí)監(jiān)控 ， 能進(jìn)行超限判斷，發(fā)出聲光報(bào)警并能實(shí)時(shí)顯示是哪路傳感器探測(cè)的一氧化碳超標(biāo) 的檢測(cè)系統(tǒng) 。 在此一并表示感謝 ！ 感謝答辯組的各位老師為我提出的寶貴意見！感謝院校領(lǐng)導(dǎo)的親切關(guān)懷?？紤]到程序的兼容性，采用 C 語(yǔ)言編程。 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 30 結(jié)論 31 結(jié)論 本文主要論述了以單片機(jī)為核心的毒氣檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，從發(fā)展?fàn)顩r來看，毒氣檢測(cè) 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性 。 傳感器部分焊接在其他電路板上，然后用導(dǎo)線連接到 ADC0809； 電源和地分別在電路板的頂部和底部 。 實(shí)物制作 繪制布線圖并焊接電路板 由于本次 實(shí)物制作采用通用電路板，所以需要用電線連接各個(gè)元件。 3)新建 C 語(yǔ)言 文件 ， 并 將文件添加到工程下 。從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)。 軟件就像整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，擔(dān)當(dāng)這控制整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、正常的工作的任務(wù)。 程序流程圖如下： 圖 32 AD 轉(zhuǎn)換函數(shù)流程圖 另外， ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)也由單片機(jī)提供。 圖 26 聲音報(bào)警原理圖 當(dāng)某路或多路傳感器報(bào)警時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。 [4] 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。這種傳感器具 有輕微的極性， VC 需用直流電源。 ? 長(zhǎng)壽命，低成本。 (9)由于傳感元件的輸出信號(hào)一邊比較小，為了便于能夠驅(qū)動(dòng)控制電路，在傳感器電路中還應(yīng)該包括放大器。 ADC0809 工作過程 電路連接： ADC0809 輸出接單片機(jī)的 P0 口，各個(gè)控制引腳及單片機(jī)的第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 P2 口，參考電壓 REF(+)、 REF()分別接 +5V 電源和地，引腳 START 和 ALE相連。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 ， 用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 ADC0809 引腳功能說明 IN0～ IN7： 8 路 模擬量輸入端。根據(jù) ADC0809 的工作過程，通過軟件控制ADC0809 工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。外接電容的作用是對(duì)振蕩器進(jìn)行頻率微調(diào)，使振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率一致，同時(shí)起到穩(wěn)定頻率的作用， 本課題選用 33pF 的 電容。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 單片機(jī)簡(jiǎn)介 本課題所用單片機(jī) 采用 8051 核的 ISP(In System Programming)在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率為 80MHz，片內(nèi)含 4K Bytes 的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng) ，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程 (ISP)特性，燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 8 配合 PC 端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買通用編程器，而且速度更快。內(nèi)帶 4K字節(jié)的內(nèi)存和程序保護(hù)系統(tǒng)，使用于程序的調(diào)試修改和保密。整個(gè)報(bào)警器由三個(gè)部分組成，分為三大模塊：濃度檢測(cè)模塊、主控模塊和報(bào)警模塊。 第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次： (1)單片機(jī)：通常指應(yīng)用系統(tǒng)主處理機(jī)，即所選擇的單片機(jī)器件。 (2)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與差距 氣敏元件傳感器作為新型敏感元件傳感器在國(guó)家列為重點(diǎn)支持發(fā)展的情況下，國(guó)內(nèi)已有一定的基礎(chǔ)。美國(guó)工業(yè)科學(xué)公司 (ISC)一臺(tái)攜帶式氣體監(jiān)控儀可實(shí)現(xiàn) 4 種氣體監(jiān)測(cè)，采用了統(tǒng)一的軟件，只需要換氣體傳感器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定氣體監(jiān)測(cè)。一氧化碳雖然不會(huì)使酸雨現(xiàn)象嚴(yán)重，但是對(duì)人們的身體健康有影響。 有害氣體檢測(cè)報(bào)警儀是專用的安全衛(wèi)生檢測(cè)儀，用來檢測(cè)化學(xué)品作業(yè)場(chǎng)所或設(shè)備內(nèi)部空氣中的可燃或有毒氣體的含量并超限報(bào)警。及時(shí)可靠地探測(cè)空氣中某些氣體的含量，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)救，采取正確的處置方法，減少泄漏引發(fā)的事故，是避免造成重大財(cái)產(chǎn)和人員傷亡的必要條件。 MCU。 MQ7 一 氧化碳傳感器 對(duì)一氧化碳的靈敏度 高 ；長(zhǎng)壽命，低成本；簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可 。 進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)； 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試，撰寫論文。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 基于 單片機(jī) 的有毒氣體檢測(cè) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 完善系統(tǒng)及論文。因此，很適用于家庭的一氧化碳檢測(cè)。 test。這就對(duì)氣體的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)設(shè)備提出了較高的要求 。危險(xiǎn)化學(xué)品場(chǎng)所有害氣體檢測(cè)，主要有以下幾種情況： (1)泄漏檢測(cè)：設(shè)備管道有害氣體或液體 (蒸汽 )現(xiàn)場(chǎng)所泄漏檢測(cè)報(bào)警，設(shè)備管道運(yùn)行檢漏。一氧化碳是一種無色、無味的氣體，它與血液中的血紅素結(jié)合的能力是氧的 240 倍，它與血紅素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使血紅蛋白喪失了輸送氧氣的能力，從而導(dǎo)致組織低氧癥，甚至死亡。美國(guó)國(guó)際傳感器技術(shù) (IST)公司應(yīng)用一種“ MegaCas傳感器和微程序控制 單元，可檢測(cè) 100 種以上毒性氣體和可燃性氣體，通過其“氣體檢索”功能掃描，能很快確定是哪一種氣體。其現(xiàn)狀是：燒結(jié)型氣敏元件仍是生產(chǎn)的主流，占總量 90％以上；接觸燃繞式氣敏元件已具備了生產(chǎn)基礎(chǔ)和能力；電化學(xué)氣體傳感器有了試制產(chǎn)品 ；在工藝方面引入了表面摻雜、表面覆膜以 及制作表面催化反應(yīng)層和修隔離層等工藝，使燒結(jié)型元件由廣譜性氣敏發(fā)展成選擇性氣敏；在結(jié)構(gòu)方面研制了補(bǔ)償復(fù)合結(jié)構(gòu)、組合差動(dòng)結(jié)構(gòu)以及集成化陣列結(jié)構(gòu)；新研究開發(fā)的 32OAl 氣敏材 料、石英晶體和有機(jī)半導(dǎo)體等也開始用于氣敏材料；低功耗氣敏元件 (如一氧化碳，甲烷等氣敏元件 )已從產(chǎn)品研究進(jìn)入中試；國(guó)內(nèi)氣敏元件傳感器產(chǎn)量已超過“九五”初期的 400 萬支。 (2)單片機(jī)系統(tǒng)：指按照單片機(jī)的技術(shù)要求和嵌入對(duì)象的資源要求而構(gòu)成的基本系統(tǒng)，如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和擴(kuò)展存儲(chǔ)器等與單片機(jī)構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)中，使用的核心器件是單片機(jī)和一氧化碳燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 6 傳感器。它的主要功能既是將經(jīng)過 ADC0809 處理后的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 STC89C52RC 系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 / 機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 / 低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，全新的流水線 / 精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接 。 易知：本單片機(jī)最小系統(tǒng)的 振蕩周期 =1/(12MHz)=1/12us，時(shí)鐘周期=1/6us，機(jī)器周期 =1us。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在 內(nèi)，從 5V 釋放到變?yōu)榱?，甚至更小。 ADC0809 主要特性 (1)8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 D0~D7： 8 位數(shù)字量輸出端。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 具體工作過程如下： 首先，在程序的控制下，利用單片機(jī)的定時(shí)器 T0 以及中斷服務(wù)程序在 輸出一個(gè)方波信號(hào)，作為 ADC0809 工作的時(shí)鐘信號(hào)。 [2] 鑒于以上選擇要點(diǎn)，本文中用到的傳感器必須具備良好的測(cè)量效果、功耗小、動(dòng)態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價(jià)格低廉等幾個(gè)主要特性。 ? 簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可 ? 家用氣體泄漏報(bào)警器 ? 工業(yè)用一氧化碳報(bào)警器 ? 便攜式氣體檢測(cè)器 MQ7 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖 27 所示 ， 由微型 Al2O3 陶瓷管、 SnO2敏感層 ， 測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，為了改善傳感器的選擇性，傳感器氣室用活性炭過濾層與外界隔開。在滿足傳感器電性能要求的前提下，VC 和 VH 可以共用同一個(gè)電源電路。 本課題采用靜態(tài)態(tài)驅(qū)動(dòng)模式。 本章小結(jié) 本章主要敘述了基于單片機(jī)的毒氣檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)， 包括各個(gè)模塊的工作原理，各個(gè)模塊與單片機(jī)的鏈 接。利用單片機(jī)的定時(shí)器和中斷服務(wù)在 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。而且，由于程序采用 C 語(yǔ)言編寫，所以可移植性好，僅需更改 軟件中硬 件 接口部分。其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 20xx 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 4)編寫程序并調(diào)試，直至無語(yǔ)法錯(cuò)誤。為了保證能在有限面積 的電路板上合理分布各個(gè)元件，使得電線連接方便，必須先繪制布線圖。 電路板的實(shí)物圖片如下： 圖 44 電路板實(shí)物圖 下載程序進(jìn)行實(shí)物測(cè)試 焊接完成后，下載程序到單片機(jī)，然后將單片機(jī)和 ADC0809 芯片安裝在相應(yīng)的底座，上電調(diào)試。并且具有比較好的安全性。 軟硬件設(shè)計(jì)完成后，用 Proteus 軟件仿真，能夠成功報(bào)警和解除報(bào)警； 理論設(shè)計(jì)完成后，焊接實(shí)物電路板，然后下載程序并調(diào)試。 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 36 附錄 1 37 附錄 1 燕 山 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 課題名稱： 基于單片機(jī)的有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)院 (系 )： 電子工程系 年級(jí)專業(yè)： 08 級(jí)通信工程 學(xué)生姓名： 袁博 指導(dǎo)教師： 盧輝斌 完成日期： 20xx326 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 38 一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 目前，市場(chǎng)上 毒氣檢測(cè)系統(tǒng)主要種類有：催化燃燒方式、半導(dǎo)體方式、固態(tài)傳感器、電化學(xué)方式。 主要是為 使用液化氣或者火爐的家庭提供一氧化碳的 24 小時(shí)監(jiān)控和超限報(bào)警。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本 次畢業(yè)設(shè)計(jì) 研究的基本內(nèi)容是熟悉并掌握 89C51 單片機(jī)、 AD 轉(zhuǎn)換器、液晶顯示模塊的功能及硬件設(shè)計(jì)； 熟悉掌握 C 語(yǔ)言的編程方法，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品的流程有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。 在此，向 他們 表示衷心的感謝 ! 還要特別感謝我的輔導(dǎo)員 于陸璐 老師及四年間朝夕相處的各位老師，為我順利完成學(xué)業(yè)孜孜不倦的教誨；感謝和我朝夕相伴的室友們，他們?yōu)槲艺撐牡耐瓿商峁┝嗽S多幫助。 根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能做出硬件設(shè)計(jì)，繪制出硬件電路圖 ，然后根據(jù)確定的電路圖編寫程序。 本章小結(jié) 本章主要 敘述了毒氣檢