【正文】 答辯日期：2012年6月17日 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院：里仁學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：電子工程系 學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專 業(yè)班 級(jí)0 題目題目名稱基于單片機(jī)的有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目性質(zhì)：工程設(shè)計(jì) （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）（ ）；（ ）；（ ）題目類型（ √ ） （ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ √ ）自選題目（ ） 主要內(nèi)容熟悉掌握89C52單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)換器，顯示模塊的功能及硬件設(shè)計(jì)；熟悉掌握C語言的編程方法，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)；基本要求要求設(shè)計(jì)出一個(gè)具有多路一氧化碳實(shí)時(shí)檢測(cè)功能并能夠進(jìn)行超限判斷，發(fā)出聲光報(bào)警，并實(shí)時(shí)顯示具體是哪路傳感器報(bào)警的檢測(cè)裝置。對(duì)一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)儀表的研究和開發(fā)也一直是人們關(guān)注的問題。本文主要敘述了基于單片機(jī)的有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程，包括硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、電腦仿真和實(shí)物制作。這些氣體在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中一旦發(fā)生泄漏，將會(huì)引發(fā)中毒、火災(zāi)甚至爆炸事故，嚴(yán)重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。氣體傳感器的發(fā)展。(3)應(yīng)急檢測(cè)：生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況或者處理事故時(shí)，為了安全和衛(wèi)生要對(duì)有害氣體或液體(蒸汽)進(jìn)行檢測(cè)。為了保證人們身體健康和環(huán)境潔凈，世界各國都紛紛致力于防止空氣污染的產(chǎn)生。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，美國1996年—2002年氣體傳感器年均增長率為(27～30)％?？偟目磥?，我國氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距，與日本比較仍要落后10年。在單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮慕涌陔娐?，如前向通道、后向通道、人機(jī)交互通道(鍵盤、顯示器、打印機(jī)等)和串行通行口(RS232)以及應(yīng)用程序等。其中，濃度檢測(cè)及顯示模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是將房間中的一氧化碳濃度值轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并且濃度值顯示出來：主控模塊以單片機(jī)為主，對(duì)其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報(bào)警模塊是此系統(tǒng)的外部電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)報(bào)警。(3)報(bào)警模塊此模塊主要有蜂鳴器、LED數(shù)碼管組成，在氣體濃度過大，超過安全值時(shí)，蜂鳴器工作，提供聲音報(bào)警服務(wù)；同時(shí)，數(shù)碼管顯示報(bào)警的傳感器號(hào)。用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/ 時(shí)鐘。[1]　時(shí)鐘電路和復(fù)位電路時(shí)鐘電路和復(fù)位電路的原理如下：1)時(shí)鐘電路圖24 時(shí)鐘電路原理圖單片機(jī)工作時(shí)，從取指令到譯碼再進(jìn)行微操作，必須在時(shí)鐘信號(hào)控制下才能有序地進(jìn)行，時(shí)鐘電路就是為單片機(jī)工作提供基本時(shí)鐘的。復(fù)位電路用于將單片機(jī)內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到一個(gè)確定的初始值，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs(時(shí)鐘為500kHz時(shí))。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效，對(duì)應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ，EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。然后，單片機(jī)向ADC0809的A、B引腳循環(huán)輸出地址編號(hào)，C引腳接地(因?yàn)楸菊n題僅用四個(gè)模擬通道)；每輸入一個(gè)地址編號(hào)后，START和ALE變高電平，復(fù)位ADC0809并將地址鎖存，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后，START和ALE變低電平，開始模數(shù)轉(zhuǎn)換；，當(dāng)收到高電平時(shí)，說明模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，此時(shí)向OE引腳輸出高電平，打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量到P0口，然后OE引腳變低電平，完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。半導(dǎo)體一氧化碳傳感器MQ7所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個(gè)用于信號(hào)取出，２個(gè)用于提供加熱電流。圖28 MQ7原理圖　顯示電路顯示模塊的電路原理圖如下：圖25 顯示模塊原理圖為了清晰明了的顯示報(bào)警房間號(hào)，采取數(shù)碼管顯示。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?？傮w思路是首先定義相關(guān)的硬件接口，然后進(jìn)行初始化，包括AD控制端和定時(shí)器的初始化。中斷服務(wù)程序?qū)LK取反，　比較判斷函數(shù)比較判斷函數(shù)是將AD轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)與門限值比較，根據(jù)比較結(jié)果設(shè)置報(bào)警數(shù)組的對(duì)應(yīng)位?！≤浖抡孳浖抡娲笾路秩?，首先在Protues中畫電路圖，然后根據(jù)已有的電路圖在Keil中編寫程序，程序編譯成功后，將程序下載到Protues的單片機(jī)中進(jìn)行仿真調(diào)試。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部分組合在一起。在電路原理圖已經(jīng)畫完，程序也沒有語法錯(cuò)誤的情況下，即可將程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行仿真；首先下載程序，圖42 將程序下載到單片機(jī)然后即可仿真。為了焊接方便，焊接是修改了部分接口。通過對(duì)電路的分析，我認(rèn)為原因在于數(shù)碼管分壓過高。在國內(nèi)基于單片機(jī)的毒氣檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)還不是非常成熟。感謝各位老師同學(xué)朋友在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我的指導(dǎo)與幫助。固態(tài)傳感器反應(yīng)時(shí)間較長。2. 學(xué)習(xí)使用Proteus軟件，掌握繪圖及仿真的方法，并繪制原理圖，然后進(jìn)行無程序是的電路仿真。8. 進(jìn)一步完善檢測(cè)系統(tǒng)。并整理材料，撰寫論文。如美國工業(yè)科學(xué)公司( IST)生產(chǎn)了一臺(tái)氣體監(jiān)控儀，可以實(shí)現(xiàn) 4 種氣體的檢測(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)特定氣體的檢測(cè)。報(bào)警后可通過接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和氣體相關(guān)設(shè)備，以保障人員安全?，F(xiàn)在要研究在滿足使用要求的情況下降低成本；在同樣的成本下要繼續(xù)不斷地提高系統(tǒng)的靈敏度，報(bào)警的及時(shí)性，長時(shí)間的穩(wěn)定性，操作的簡單性以及維修的簡便迅速性。；H. Ates. Lowcost and high sensitively microcontroller based control unit for a friction welding machine.. Journal of Materials Processing Technology. 2007, 189(13)18 Robert Cravotta. Customizable microcontroller, ,000 NRE costs target 10,000unit applications. Electrical Design News 2009, 54(8)19 Cynthia A. Chestek ；Paras Samsukha ；Massood TabibAzar ；Reid R. Harrison ；Hillel J. Chiel ；Steven L. Garverick. MicrocontrollerBased Wireless Recording Unit for Neurodynamic Studies in Saltwater. IEEE sensors journal. 2006, 6(5)附錄3燕 山 大 學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(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)： 里仁學(xué)院電子工程系 年級(jí)專業(yè)： 08通信工程 學(xué)生姓名： 袁博 指導(dǎo)教師： 盧輝斌 完成日期： 2012511 一、任務(wù)書中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求總體進(jìn)度安排：6. 第14周，查閱相關(guān)資料，做基本需求分析；學(xué)習(xí)單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換器，學(xué)習(xí)Proteus等相關(guān)軟件。本階段應(yīng)該完成系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)和具體各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)。整體程序正在調(diào)試。t automatically assume that you need or don39。附錄4 燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯課題名稱：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2班 學(xué)生姓名： 袁博 指導(dǎo)教師： 盧輝斌 完成日期： 2012年3月31日 原文一：Carbon Monoxide DetectorsAccording to the Journal of the American Medical Association, carbon monoxide poisoning is the leading cause of accidental poisoning deaths in America. Carbon monoxide detectors are available, but you need to understand how they work and what their limitations are in order to decide whether or not you need a detector and, if you purchase a detector, how to use it to get the best protection.What is Carbon Monoxide?Carbon monoxide is an odorless, tasteless, invisible gas. Each carbon monoxide molecule is posed of a single carbon atom bonded to a single oxygen atom. Carbon monoxide results from the inplete bustion of fossil fuels, such as wood, kerosene, gasoline, charcoal, propane, natural gas, and oil.Where is Carbon Monoxide Found?Carbon monoxide is present in low levels in the air. In the home, it is formed from inplete bustion from any flamefueled (., not electric) device, including ranges, ovens, clothes dryers, furnaces, fireplaces, grills, space heaters, vehicles, and water heaters. Furnaces and water heaters may be sources of carbon monoxide, but if they are vented properly the carbon monoxide will escape to the outside. Open flames, such as from ovens and ranges, are the most mon source of carbon monoxide. Vehicles are the most mon cause of carbon monoxide poisoning.How Do Carbon Monoxide Detectors Work?Carbon monoxide detectors trigger an alarm based on an accumulation of carbon monoxide over time. Detectors may be based on a chemical reaction causing a color change, an electrochemical reaction that produces current to trigger an alarm, or a semiconductor sensor that changes its electrical resistance in the presence of CO. Most carbon monoxide detectors require a continuous power supply, so if the power cuts off then the alarm bees ineffective. Models are available that offer backup battery power. Carbon monoxide can harm you if you are exposed to high levels of carbon monoxide in a short period of time, or to lower levels of carbon monoxide over a long period of time, so there are different types of d