關(guān)于家用氣體如何檢測(cè)的研究和設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ... 17 （一）軟件調(diào)試 .................................................................................................. 17 （二）總體功能調(diào)試 .......................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ..................................................... 19 致 謝 ...................................................... 20 4 引言 隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，高層密集住宅日益增加。 5 一 家用氣體自動(dòng)測(cè)試總體設(shè)計(jì) （一） 設(shè)計(jì)要求 在本設(shè)計(jì)中， 家用氣體 泄露測(cè)試裝置的主要功能就是快速準(zhǔn)確的檢測(cè)被測(cè)氣體中有害氣體的含量（主要是甲烷等氣體），通過 家用氣體 的泄漏是氣體濃度增加，當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定門限值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警 ，如若家中無人也可自動(dòng)切斷家用氣體供用和通過繼電器打開排氣扇進(jìn)行氣體排放 。我國(guó)從 20 世紀(jì) 60 年代開始傳感技術(shù)的研究與開發(fā) ，經(jīng)過從“六五”到“ 九五”的國(guó)家攻關(guān) ，在傳感器研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、可靠性改進(jìn)等方面獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，初步形成了傳感器研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng) 用的體系，并在數(shù)控機(jī)床攻關(guān)中取得了一批可喜的為世界矚目的發(fā)明專利與工況監(jiān)控系統(tǒng)或儀器的成果。 （ 6） 高分子氣體傳感器。 （ 4） 長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好。傳感器作為煤氣泄露測(cè)試裝置報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 的高電壓，使傳感器盡快穩(wěn)定并進(jìn)入工作狀態(tài)。 MQ7 氣體傳感器對(duì)一氧化碳的靈敏度高，這種傳感器可檢測(cè)多種含一氧化碳的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器 [19]?；緶y(cè)試回路如 圖所示。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，特別是天然氣，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器 [20]。如圖 所示。 ADC0809 具有 8 個(gè)通道的模擬輸入線 (IN0～ IN7)，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，獲得 8 位二進(jìn)制數(shù)字量 (D7～ D0)。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 聲光報(bào)警表現(xiàn)形式如下： (１ )綠色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測(cè)到 CO 氣體，但沒達(dá)到下限值，一切正常，此時(shí)紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲 ； (2)黃色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測(cè)到 CO 氣體濃度超過下限值，但沒有達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)紅色燈和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲； (3)紅色燈點(diǎn)亮?xí)r表示被測(cè)得 CO 氣體含量已經(jīng)達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)黃色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，通知用戶； 單片機(jī)本身 I/O 的驅(qū)動(dòng)能力不是很高，所以對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)需要加入一個(gè)PNP 三極管，這樣能夠使蜂鳴器的聲音更加響亮，起到更好的報(bào)警作用。單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)分為高電平驅(qū)動(dòng)和低電平驅(qū)動(dòng)兩種方式，所謂高電平驅(qū)動(dòng)，就是端口輸出高電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力，所謂低電平驅(qū)動(dòng)，就是端口輸出低電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，其驅(qū)動(dòng)能力實(shí)際上是靠端口的上拉電阻來驅(qū)動(dòng)的，實(shí)際測(cè)試表明， 51 單片機(jī)的上拉電阻的阻 值在 330K 左右，也就是說如果靠高電平驅(qū)動(dòng)，本質(zhì)上就是靠 330K 的上拉電阻來提供電流的，當(dāng)然該電流是非常小的，小的甚至連發(fā)光二極管也難以點(diǎn)亮，如果要保證 LED 正常發(fā)光，必須要外接一個(gè) 1K 左右的上拉電阻，如果是一個(gè) led 還好，要是 10 個(gè)、 20 個(gè) LED 的話，就要接 10 個(gè)、 20 個(gè) 1K 的上拉電阻，接電阻的本身是可以的，問題是接了上拉電阻以后，每當(dāng)端口變?yōu)榈碗娖?0 的時(shí)候，那么就有 10 個(gè)、 20 個(gè)上拉電阻被無用的導(dǎo)通，假設(shè)每個(gè)電阻的電流為 5mA計(jì)算， 20 個(gè)電阻就是 100mA，這將造成電源效率的嚴(yán)重下降，導(dǎo)致發(fā)熱，紋波增大，以至于造成單片機(jī)工作不穩(wěn)，因此很少有采用高電平直接驅(qū)動(dòng) LED 的，高電平驅(qū)動(dòng) LED 實(shí)際上就是共陰。而當(dāng)該電流撤去時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，三極管隨即截止。 繼電器是電氣控制中常用的控制器件。單片機(jī)負(fù)責(zé)濃度信息的采集、處理、發(fā)送以及濃度顯示、過報(bào)警等功能。模塊調(diào)試完成后，再進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。 傳感器 在采集信號(hào)時(shí)， 由于 由于傳感器表面積的 問題導(dǎo)致 傳感器采集不靈敏 ，解 決方法是盡量找 密閉、離氣體源很近 的地方進(jìn)行調(diào)試。 （二） 總體功能調(diào)試 在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試都完成后 ， 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行總體功能的調(diào)試 ，驗(yàn)證系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)先期望達(dá)到的功能。 在設(shè)計(jì)期間，我學(xué)到了不少知識(shí)和理論，明白了如何去處理事物，知道怎樣去提出問題，怎么分析問題，然后怎么解決問題。老師在我遇到困難時(shí)給予了很多幫助和鼓勵(lì)。 在軟件調(diào)試的過程中又分為下位機(jī)軟件調(diào)試和上位機(jī)軟件調(diào)試，在下位機(jī)調(diào)試時(shí)，分為 LCD1602 顯示程序調(diào)試、 ADC 轉(zhuǎn)換調(diào)試、鍵盤掃描調(diào)試、串口通信模塊調(diào)試。經(jīng)過分析，認(rèn)為可能是由于起振電容過大，將電容換成22pF 后，晶振電路正常工作。模塊調(diào)試時(shí)，采取焊接一塊，調(diào)試一塊。 光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下 ,以光為煤介傳送信號(hào) ,對(duì)輸入和輸出電路可 以進(jìn)行隔離 .因而能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，有響應(yīng)速度較快、壽命長(zhǎng)、體積小耐沖擊等好處，使其在強(qiáng) 弱電接口，特別是在微機(jī)系統(tǒng)的前向和后向通道中獲得廣泛應(yīng)用 。其 輸出電流的大小將決定控制輸出外設(shè)的能力一般為 10mA 左右。當(dāng)發(fā)光二極管正向電流通過時(shí)，即產(chǎn)生人眼看不見的紅外光，其光譜范圍為 700~1000nm。 P 口為高電位或高阻狀態(tài)發(fā)光管暗的時(shí)候電流是從電源正 —— 上拉電阻 —— P 口，這時(shí) LED 無電流流過， P 口為低電位，限流電阻上流過電流全部從 P 口流入。 （四）、聲光報(bào)警 LED顯示 1 聲光報(bào)警 作為 家用氣體 泄露測(cè)試裝置，聲光報(bào)警部分不可缺少，當(dāng)檢測(cè)到 CO 氣體在空氣中的所占的比例超標(biāo)時(shí)，就應(yīng)該通過聲光方式發(fā)出警報(bào)，防止由于 CO 氣體含量過高而發(fā)生的意外事故。 （三）、單片機(jī) 在單片機(jī)的市場(chǎng)上， 51 系列單片機(jī)和 PIC 系列單片機(jī)占主要的市場(chǎng)，但是考慮其經(jīng)濟(jì)，使用的因素。 一邊在后來的實(shí)驗(yàn)中生產(chǎn)中運(yùn)用對(duì)應(yīng)的傳感器。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
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