關(guān)于家用氣體如何檢測的研究和設(shè)計(存儲版)
【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 家用氣體自動測試總體設(shè)計 （一） 設(shè)計要求 在本設(shè)計中， 家用氣體 泄露測試裝置的主要功能就是快速準(zhǔn)確的檢測被測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)到一定門限值時發(fā)出聲光報警 ，如若家中無人也可自動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”的國家攻關(guān) ，在傳感器研究開發(fā)、設(shè)計、制造、可靠性改進(jìn)等方面獲得長足的進(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） 長期工作穩(wěn)定性好。傳感器作為煤氣泄露測試裝置報警器的信號采集部分，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 氣體傳感器對一氧化碳的靈敏度高，這種傳感器可檢測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試回路如 圖所示。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，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 個通道的模擬輸入線 (IN0～ IN7)，可在程序控制下對任意通道進(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)。 聲光報警表現(xiàn)形式如下： (１ )綠色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測到 CO 氣體，但沒達(dá)到下限值，一切正常，此時紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲 ； (2)黃色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測到 CO 氣體濃度超過下限值，但沒有達(dá)到報警值，此時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表示被測得 CO 氣體含量已經(jīng)達(dá)到報警值，此時黃色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出報警，通知用戶； 單片機(jī)本身 I/O 的驅(qū)動能力不是很高，所以對蜂鳴器的驅(qū)動需要加入一個PNP 三極管，這樣能夠使蜂鳴器的聲音更加響亮，起到更好的報警作用。單片機(jī)輸出驅(qū)動分為高電平驅(qū)動和低電平驅(qū)動兩種方式，所謂高電平驅(qū)動，就是端口輸出高電平時的驅(qū)動能力，所謂低電平驅(qū)動，就是端口輸出低電平時的驅(qū)動能力，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時，其驅(qū)動能力實(shí)際上是靠端口的上拉電阻來驅(qū)動的，實(shí)際測試表明， 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，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 1K 左右的上拉電阻，如果是一個 led 還好，要是 10 個、 20 個 LED 的話，就要接 10 個、 20 個 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 的時候，那么就有 10 個、 20 個上拉電阻被無用的導(dǎo)通，假設(shè)每個電阻的電流為 5mA計算， 20 個電阻就是 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 LED 的，高電平驅(qū)動 LED 實(shí)際上就是共陰。而當(dāng)該電流撤去時，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 在采集信號時， 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 ， 對設(shè)計進(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)計期間，我學(xué)到了不少知識和理論，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給予了很多幫助和鼓勵。 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，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，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 ,對輸入和輸出電路可 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、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，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)光管暗的時候電流是從電源正 —— 上拉電阻 —— P 口，這時 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）、聲光報警 LED顯示 1 聲光報警 作為 家用氣體 泄露測試裝置，聲光報警部分不可缺少，當(dāng)檢測到 CO 氣體在空氣中的所占的比例超標(biāo)時，就應(yīng)該通過聲光方式發(fā)出警報，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)的市場上， 51 系列單片機(jī)和 PIC 系列單片機(jī)占主要的市場，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 可以共用同一個電源電
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