基于單片機(jī)的煙霧警報(bào)器的設(shè)計(jì)畢設(shè)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 ，因此輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的?？扇紵熿F在空氣中遇明火種爆炸的最低濃度，稱為爆炸下限，簡(jiǎn)稱LEL。甲烷在空氣濃度為9%11%時(shí)遇明火爆炸,高于11%或低于9%都不爆炸。運(yùn)放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓，輸入失調(diào)電流是影響電路精度的重要因素。但是溫濕度的影響相對(duì)于系統(tǒng)5%LEL的精度要求，可以忽略不計(jì)。為了能夠進(jìn)一步提高安全性，可以在自動(dòng)聲光報(bào)警的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)煙霧管道關(guān)斷等功能。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器，該傳感器是對(duì)以烷類煙霧為主的多種煙霧有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件，它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、不易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，空氣中的成分對(duì)系統(tǒng)的探頭和單片機(jī)及其外圍電路影響很小，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)不用進(jìn)行補(bǔ)償。 硬件誤差主要來(lái)自以下四個(gè)方面：(1)傳感器非線性誤差，本系統(tǒng)選用MQ2型半導(dǎo)體陶瓷式煙霧傳感器，煙霧濃度與輸出電壓存在一定的非線性，使用折線插值方法進(jìn)行線性化處理。因此，在進(jìn)行爆炸測(cè)量時(shí)，報(bào)警濃度一般設(shè)定在爆炸下限的25%LEL以下。 報(bào)警子程序流程圖 鍵盤處理子程序?qū)嶒?yàn)檢定及誤差分析 本論文設(shè)計(jì)的煙霧檢測(cè)報(bào)警器選用“LEL”作為煙霧的測(cè)量單位及衡量標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹關(guān)于LEL的相關(guān)概念。但是標(biāo)定時(shí)輸出曲線往往不是一條理想的直線，所以要對(duì)標(biāo)定曲線進(jìn)行線性化處理，用一條擬合直線近似代替輸出曲線，線性化是智能儀表的典型功能之一。干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能設(shè)置，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來(lái)便利。 用戶可以通過(guò)調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對(duì)話界面，檢查或修改Flash芯片 內(nèi)的各種存儲(chǔ)器、寄存器的數(shù)據(jù)。當(dāng)報(bào)警器自診斷發(fā)現(xiàn)傳感器連接不正常，就會(huì)發(fā)出長(zhǎng)鳴聲音警報(bào)，并伴隨黃燈閃爍，提醒用戶及時(shí)排除傳感器連接問(wèn)題。綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低。當(dāng)單片機(jī)STC12C5410AD的17腳置1時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。同相比例運(yùn)算電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)同相比例運(yùn)算放大電路是一個(gè)深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。有配套的仿真開(kāi)發(fā)工具 STC12C5410AD的Flash存儲(chǔ)器給用戶的開(kāi)發(fā)帶來(lái)方便。脈寬調(diào)節(jié)模式，所有PCA模塊都可用作PMW輸出，輸出頻率取決于PCA定時(shí)器的時(shí)鐘源。匯編語(yǔ)言對(duì)于不同的CPU，其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移植。它一方面要接收來(lái)自傳感器送來(lái)的煙霧濃度對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)和故障檢測(cè)信號(hào)，另一方面要對(duì)兩種信號(hào)分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；與此同時(shí)查詢是否有鍵按下的請(qǐng)求。 當(dāng)然幾種狀態(tài)的報(bào)警信號(hào)是各不相同的。因此，本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。傳感器作為煙霧檢測(cè)報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。煙霧信號(hào)采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。 (2)工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器：工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器只是檢測(cè)探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。到2006年底，全國(guó)沼氣池?cái)?shù)量已達(dá)近1300萬(wàn)座，這就為檢測(cè)沼氣濃度的儀器提供了市場(chǎng)。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對(duì)煙霧進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用先進(jìn)可靠的安全檢測(cè)儀表，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和家庭生活安全。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有毒氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。我國(guó)在70年代初期開(kāi)始研制煙霧報(bào)警器，生產(chǎn)型號(hào)多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)展到幾乎所有危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境的各種類型報(bào)警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)數(shù)字顯示煙霧濃度，以便及時(shí)采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。為方便檢測(cè)與監(jiān)控，使儀器測(cè)試人員及用戶能夠直觀地觀察到環(huán)境中的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。因此，經(jīng)常對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。首先，傳感器送來(lái)的煙霧濃度對(duì)應(yīng)的微小的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，轉(zhuǎn)化成較大的電壓信號(hào)送入STC12C5410AD單片機(jī)；然后，在STC12C5410AD單片機(jī)內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換、濃度比較，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制濃度值；最后，將實(shí)際可燃性氣 體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報(bào)警限，當(dāng)濃度處于正常狀態(tài)綠燈長(zhǎng)亮，當(dāng)煙霧濃度超出設(shè)定的限定值時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警并伴隨紅燈閃亮。系統(tǒng)應(yīng)采用高性能的單片機(jī)，要求工作穩(wěn)定、測(cè)量精度高、通用性強(qiáng)、功耗低，保證報(bào)警器的精確性及可靠性，而且最好體積小，成本低，有利于減少報(bào)警器的體積，降低報(bào)警器的成本。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用STC12系列單片機(jī)。為適用于本論文設(shè)計(jì)的煙霧檢測(cè)報(bào)警器，應(yīng)選擇一種比8051系列速度快，功耗低，抗干擾性好，而又避免C語(yǔ)言編程溢出問(wèn)題的單片機(jī)。在對(duì)同一個(gè)I/O口進(jìn)行操作前要選擇其要實(shí)現(xiàn)的功能，這樣大大地增強(qiáng)了端口的功能和靈活性。本系統(tǒng)采用的半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一
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