【正文】 數(shù)，數(shù)碼管顯示 GAS，標(biāo)志位 FLAG3 打開，終止 while 循環(huán)， 繼續(xù) GAS 工作模式，通過 if 語句判斷氣體傳感器模塊是否輸出低電平，如果是則調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示 BAD，利用 if 語句判斷中斷標(biāo)志位 flag，如果其等于 0 則聲光同時(shí)報(bào)警，如果等于 1 則只有聲音報(bào)警，如果等于 2 則只有光照?qǐng)?bào)警，如果超過 2，則從 0 開始循環(huán)，如果氣體傳感器模塊為輸出低電平，則調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示 GOOD，程序終止。 通過監(jiān)測(cè)總體系統(tǒng)能夠正常工作。 由于軟件編程方面經(jīng)驗(yàn)尚淺，程序的規(guī)范性和簡(jiǎn)練性也有待改進(jìn)。j++) //重復(fù) 50 遍以達(dá)到延時(shí)的目的 { display(tab1)。j++) { display(tab2)。j++) { display(tab3)。 CHOO=1。 BELL=0。 } } /***********煙霧檢測(cè)模塊 ***********/ void GAS() //GAS 工作模式 { if(GASI==0) { display(tab5)。 GASO=1。 //送段碼 P2=count。 //調(diào)用 GAS 函數(shù) } } } /***********中斷函數(shù) ***********/ void int0() interrupt 0 //外部中斷函數(shù) { flag++。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 首先，我要特 別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 //初始化 xuan()。 for(i=0。 GASO=1。 BELL=1。 //數(shù)碼管顯示 Good CHOO=1。 } } } /***********甲醛檢測(cè)模塊 ***********/ void CHO() //HCHO 工作模式 { if(CHOI==0) //判斷甲醛傳感器模塊是否輸出低電平 { display(tab5)。 第 頁 共 36 頁 32 } if(s3==0) //判斷 S3 按鍵是否按下 { delay(10)。 } if(s2==0) //判斷 S2 按鍵是否按下 { delay(10)。 while(1) { if(s1==0) //判斷 S1 按鍵是否按下 { delay(10)。為了監(jiān)測(cè)室內(nèi)有害氣體的濃度，有害氣體傳感器有著不可取代的作用，通過對(duì)有害氣體傳感器 MQ2， MQ7， MQ138 監(jiān)測(cè)有害氣體的工作方式的深入研究，設(shè)計(jì)出了以 51 單片機(jī) 為系統(tǒng)核心的室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并完成了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，通過測(cè)試表明系統(tǒng)工作良好，能夠及時(shí)的告知使用者是否應(yīng)該采取開窗通氣等措施。 然而在將程序燒入單片機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼管顯示亂碼，在研究了電路圖后發(fā)現(xiàn)并無異常，最后在程序中發(fā)現(xiàn)了問題，程序中數(shù)碼管段碼編寫錯(cuò)誤導(dǎo)致無法顯示，并且顯示工作模式和顯示工作狀態(tài)之間的延時(shí)太短，導(dǎo)致出現(xiàn)亂碼，經(jīng)過調(diào)整后，數(shù)碼管正常工作，如下圖： 圖 44 數(shù)碼管正常工作圖 第 頁 共 36 頁 27 5 總體系統(tǒng)調(diào)試 通過串口將電腦中已經(jīng)編寫好的程序傳輸入 51 單片機(jī)中，打開電源，檢查各模塊是否正常工作。 [5] 第 頁 共 36 頁 24 軟件算法 軟件功能流程圖如下： 圖 41 軟件功能流程圖 軟件的算法處理流程和外部中斷的處理過程如圖所示。除此之外，軟件在低功耗處理上功勞也不小。 首先將傳感器模塊的 VCC 端接在 51 開發(fā)板的電源端口上， GND 端接在單片機(jī)的地端， TTL 高低電平輸出端接在單片機(jī) P1 口，將 51 開發(fā)板的串口連接至電腦。我一共制作了三塊電路板，第一塊由于打印機(jī)墨質(zhì)不好，腐蝕后得到的電路板線路混亂，斷線過多所以無法使用，第二塊電路板銅板質(zhì)量過硬，得到的電路板鉆孔困難，無法保證鉆孔時(shí)焊盤固定，無法使用。 （ 5） 對(duì)一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性。 （ 5）對(duì)液化氣，天 然氣，城市煤氣有較好的靈敏度。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。 總電路圖如下： 圖 38 總電路圖 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)使用的模塊較多，繪制 PCB 板時(shí)使用了鋪地的接地方法，鋪地的優(yōu)點(diǎn)在于散熱迅速， 穩(wěn)定性好，對(duì)模塊及器件有保護(hù)作用。電路圖如下： 第 頁 共 36 頁 9 圖 35 中斷按鍵 顯示電路 LED 數(shù)碼管 本設(shè)計(jì)采用 4段 /位 LED數(shù)碼管（能夠顯示 4 個(gè) 8）， LED數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 89C51 總控制電路如下： 圖 31 89C51 總控制電路 STC89C51 引腳功能介紹 VCC：供電電壓。 第五章 總體系統(tǒng)調(diào)試 ， 主要介紹了對(duì)系統(tǒng)總體調(diào)試的方法與結(jié)果 。例如，當(dāng)有毒氣體增多了，提示家人 第 頁 共 36 頁 3 開窗通風(fēng)并迅速關(guān)閉氣體來源等。 在檢測(cè)可燃?xì)怏w泄露方面，國外引進(jìn)產(chǎn)品如法國奧德姆便攜可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、美國 ISC 可燃性氣體檢測(cè)儀、日本新宇宙便攜可燃?xì)怏w檢測(cè)儀；國內(nèi)的產(chǎn)品主要有北京燕山時(shí)代儀表有限公司生產(chǎn)的 型遙控?cái)?shù)字顯示可燃性氣體變送器、沈陽市愛爾普儀器有限公司 便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀。煤氣中毒時(shí)病人最初感覺為頭痛、頭昏、惡心、嘔吐、軟弱無力，大部分病人迅速發(fā)生抽筋、昏迷，兩頰、前胸皮膚及口唇呈櫻桃紅色，如救治不及時(shí)，可很快因呼吸抑制而死亡。室內(nèi)空氣污染已被世界銀行列為全球四個(gè)最關(guān)鍵的環(huán)境問題 之一，全球每年因此而導(dǎo)致死亡的人數(shù)達(dá) 280 萬人。 at last highlight the system hardware and software design principles and programs. In the indoor harmful gas monitoring system, I choose 8 ATMEL Corporation STC89C51 microprocessor chip as the core, and use the Keil operating system as a software development platform, development of procedures based on Keil operating system through installation and missioning, achieving gases concentration monitoring, display, and alarm in time and other functions. After some adjustments， I acheved expected results. Key words:sensor。 在室內(nèi) 有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中，選用 ATMEL 公司的 8位 STC89C51 微處 理器芯片作為核心，采用了 Keil 操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)了基于 Keil 操作系統(tǒng)的程序。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 簽名： 日期： 2020 年 6 月 09 日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本學(xué)位論文作者完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱 和借閱。本人授權(quán)成都信息工程學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 通過安裝調(diào)試， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)甲醛、甲苯、水煤氣、天然氣、液化石油氣濃度的監(jiān)測(cè)、顯示以及超限及時(shí)報(bào)警等功能 ,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果 。 indoor harmful gas。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：居室空氣中甲醛的最高允許濃度為(=60ppb）， WHO 提出的甲醛氣體濃度室內(nèi)環(huán)境指導(dǎo)限值為 mg/m3(=74ppb） [1]。所以，如果能夠及時(shí)測(cè)試到這些氣體的濃度超過正常狀態(tài)，并報(bào)警提醒人們做出一定措施，那么很多家庭災(zāi)難是可以 第 頁 共 36 頁 2 避免的。目前國內(nèi)外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)差異主要集中在監(jiān)測(cè)傳感器和控制單片機(jī)芯片的選用，操作方面國外的產(chǎn)品操作界面方便，功能更加完備 [3]。這樣，系統(tǒng)在家人還沒有發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到來之前就能夠進(jìn)行相關(guān)的提示操作，避免一定的危險(xiǎn)事故的發(fā)生，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)報(bào)警實(shí)現(xiàn)未卜先知的目的。 第六章 總結(jié)， 對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。 GND：接地。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位 “+1”型。 總 PCB 圖如下： 第 頁 共 36 頁 11 圖 39 總 PCB 圖 電源模塊及聲光報(bào)警模塊 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用 直流電壓 供電，廣泛應(yīng)用于 計(jì)算機(jī) 、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、 電子玩具 、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、 定時(shí)器 等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲 器件 。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 （ 6）具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 （ 7）快速的響應(yīng)恢復(fù)特性 其原理圖如下： 圖 316 MQ2 氣體傳感器模塊電路圖 第 頁 共 36 頁 15 MQ2 一氧化碳傳感器模塊 MQ7 一氧化碳傳感器 MQ7 氣體傳感器的氣敏材料， 是用在清潔空氣中電導(dǎo)率低的二氧化錫（ SnO2） 。 （ 6） 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 其原理圖如下： 圖 320 MQ7 一氧化碳傳感器模塊電路圖 第 頁 共 36 頁 17 MQ138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊 MQ138 醛 、 酮 、 醇類氣體傳感器 MQ138 醛 、 酮 、 醇類氣體傳感器 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)。在制作第三塊電路板時(shí)汲 取了前兩塊電路板的失敗經(jīng)驗(yàn)，所做出的電路板工作正常。實(shí)物圖如下： 第 頁 共 36 頁 22 圖 329 調(diào)試傳感器模塊電路圖 打 開電腦，打開 Uvision 軟件編寫調(diào)試程序，利用 if 語句使系統(tǒng)能夠達(dá)到當(dāng)有害氣體的測(cè)試濃度大于設(shè)定濃度時(shí)，單片機(jī) 口輸出低電平將 LED 排燈點(diǎn)亮。系統(tǒng)在一般狀態(tài)下能正常運(yùn)行，進(jìn)入低功耗模式后同樣能正常實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能，這一點(diǎn)對(duì)軟件