【正文】 an monitor the leak of coal gas in the house or industy. The hardware design of circuits is reasonable and the performance of the coal gas alarm’s device is safe and reliable. Keywords: SCM Density Alarm’ device目 錄摘 要 IABSTRACT II1 前言 1 1 2 22 系統(tǒng)總體設計 3 3 33 硬件系統(tǒng)設計與傳感器選用 4 4 4 6 8 電源電路 9 9 10 12 15 16 17 18 19 20 224 軟件設計 23 23 23 27 28 28 30 31 31 345 系統(tǒng)調(diào)試與分析 35 35 36 38 39參考文獻 40附 錄1 程序源代碼 41附 錄2 焊接實物圖 56附 錄3 元器件清單 58謝 辭 60V1 前言隨著我國燃氣的變革及西氣東輸工程的進行，煤氣或天燃氣已成為多數(shù)家庭的燃料。防盜報警系統(tǒng)應安裝紅外或微波與煤氣泄漏報警器等各種類型報警探測器。眾多周知由于CO與血液中的血紅素的結合能力是氧的240倍,因此,當它進入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后,就會大量取代氧而與血紅素結合,抑制血液中氧氣的釋放,從而導致發(fā)生頭痛、耳鳴、嘔吐、血壓降低等不同程度的癥狀發(fā)生。從今天進入信息科技時代來看，儀器儀表是實現(xiàn)信息的獲取、轉換、存貯和揭示物質(zhì)運動的必備工具，是當今普遍稱之為時代標志的信息科技的三大支柱（信息獲取及處理、信息傳輸與通信、電子技術及計算機）的必要手段，也是新技術革命的一項重要內(nèi)容。電路簡單、可靠但是靈活性和實用性差。顯示和鍵盤是由HD7279A控制的，數(shù)據(jù)采集是由TLC2543進行。圖31主機模塊總連接圖本設計中的主芯片采用美國ATMEL公司的。其最簡單的連接圖如圖33。因為要涉及到外部存儲設備的寫入和讀取，所以DS12887的RD和WR兩個引腳，直接接89S52的RD和WR兩個引腳，可以實現(xiàn)外部存儲的通信控制。當系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設置時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU 作出反應。而WP和Vcc是直接接電源，RS上拉10k電阻接電源，并且接上89S52的RESET引腳，用作控制單片機復位信號使用，并且上電復位。并且自行進行DIY的ISP程序加載模塊，可以對程序進行燒寫。通道／方式控制字節(jié)的低四位(LSBs)用于選擇輸出數(shù)據(jù)的長度(12或16位)、輸出數(shù)據(jù)的順序(以MSB開始或LSB開始)和是否需要單極性(二進制)或雙極性(二進制補碼)格式。其中前4位為模擬通道地址,控制14通道模擬多路器從11個模擬輸入和三個內(nèi)部測電壓中選通一路送到采樣保持電路,該電路從第4個I/O CLOCK脈沖的下降沿開始對所選信號進行采樣,直到最后一個I/O CLOCK脈沖的下降沿。轉換完成后EOC變高,轉換結果鎖存在輸出數(shù)據(jù)寄存器中,待下一個I/O周期輸出。當使用TLC2543這種12位A/D器件時，用作去耦電容?？梢詮V泛應用在儀器儀表 ,工業(yè)控制 ,條形顯示器 ,控制面板等領域。引腳7 (CLK)為同步時鐘輸入端 ,向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時 ,該引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效。引腳 27(RC)為 RC振蕩器連接端。電路接法和注意事項是比較關心的部分。 HD7279A 數(shù)據(jù)手冊 [OL]，比高公司出品HD7279A需要一個外接的RC震蕩電路，經(jīng)典值是R=，C=15PF，并且盡量靠近芯片，使之電路連線最短。接法如圖315。圖317 工業(yè)模式處理模塊電壓信號輸出時，需要采用放大器，才能夠正常給A/D芯片使用。用聲音或是燈光報警時，連續(xù)的聲響或常亮的燈光往往不易被人們的警覺，只有斷續(xù)的聲音或山所的燈光才能取得最佳的報警效果。具體連接如下圖321。表32 典型可燃氣體的主要特性氣體名稱化學式爆炸界限/Vol%容許濃度/ppm比重（空氣=1） 碳化氫及其派生物甲烷CH4丙烷C3H81000丁烷C4H8汽油氣500乙炔C2H2甲醇CH3OH200醇乙醇C2H5OH1000醚乙醚C2H5O無機氣體一氧化碳CO50氫H2其中CO的氣體毒性是對人體有非常大的傷害的，見下表33表33 CO對人體的有害程度空氣中一氧化碳的濃度吸入時間和中毒癥狀200ppm23小時前頭部輕度頭痛400ppm800ppm45 分鐘頭暈眼花2小時精神失1600ppm20分鐘頭暈、頭痛眼花2小時死亡3200ppm510分鐘頭暈、頭痛、眼花30分鐘死亡6400ppm12分鐘頭暈、頭痛、眼花1015分鐘死亡12800ppm13分鐘死亡在設計中考慮到的是家庭的情況，是特別對于一氧化碳會中毒，所以選用了MQ9比較適中而且價格比較便宜。NAP505的工作及保存條件： 工作溫度 20—50℃工作濕度 15—90%RH保存環(huán)境溫度 0—20℃工作氣壓 1atm 177。VC則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負載電阻（RL）上的兩端電壓（VRL）。靈敏度調(diào)整：MQ 9 型氣敏器件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。經(jīng)過考慮和查找個方面的資料最終確定了煤氣報警器的具體方案。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。主程序的初始化，要對X504DS12887和HD7279A進行初始化，以及時鐘的設置。REGB=0X02。 outbyt(STATUS_REG)。 CS = 0。 outbyt(WREN)。初始化HD7279A： HD7279A也是以串行通信協(xié)議進行通信，所以程序實現(xiàn)比較復雜，下表為其指令的分部情況。最后要置循環(huán)不斷的PCON=0x01，保持退出中斷就在低功耗狀態(tài)。而且也是整個系統(tǒng)，程序的主要組成部分。當CS保持為低時,第一個數(shù)據(jù)出現(xiàn)在EOC的上升沿。 ，來實現(xiàn)閃爍就可以。 TR2=1。相應處理程序入口CH_CASE==FF?YCH_CASE8?DELAY_T=0CH_CASE=0調(diào)用顯示第一通道的濃度CH_CASE=7調(diào)用顯示第八通道的濃度DELAY_T+=1NYN中斷返回相應處理程序入口DELAY_T==FF?DELAY_T=0DELAY_T2?YNNYDELAY_T=0調(diào)用顯示當前日期程序DELAY_T=1調(diào)用顯示當前時間程序DELAY_T+=1中斷返回……圖47 顯示當前時間程序 圖48 顯示當前通道的濃度另外，顯示報警上限和顯示最近你報警情況流程總體和上面一樣，只是在顯示調(diào)用子程序不同而已。調(diào)用顯示上限程序SH_FLA_WAR+1，并且閃爍位向右移一位。其實掌握芯片之間的通信，最主要就是掌握其中的通信時序，當然如果有簡單的程序來理解是比較好的容易理解芯片間的通信。（2）排除元器件失效 　 在保證安裝無誤后,可以通過用替換方法排除錯誤，或者通過測試元器件相連接的元器件是否工作來排除錯誤?！倍皇恰?；”這兩個看是一樣，但是在調(diào)試的過程中往往是最厲害的隱藏殺手，所以一定要特別的注意。軟件方面，通過對時序編程的學習，我順利利用Keil C51編譯軟件寫好程序，并通過自制的ISP燒寫模塊導入單片機中，經(jīng)過際測試，證明了程序編譯的正確性。[4]晃陽：單片機MCS51原理及應用開發(fā)教程 [M],：376385。[13]趙亮、候國銳：單片機C語言編程與實例 [M]，北京人民郵電出版社 2003年。[8]TLC2543 數(shù)據(jù)手冊 [OL]，Texas Instrument公司出品。經(jīng)過這一次調(diào)試，我對硬件電路理解的更加透徹，對軟件的糾錯能力也有了進一步的提高，并且熟悉了Keil C51的操作，使自己對單片機煤氣警報系統(tǒng)認識更加深刻。表51按鍵顯示值按顯示時間顯示程序初始化時間按設置兩次顯示設置時間，閃爍十年位按加閃爍加1十年位加1按右移年位閃爍按閃爍加1年位加1確定鍵消除顯示設置鍵顯示報警上限，并且通道位閃爍確定消除顯示 接著測試監(jiān)控功能，慢慢調(diào)節(jié)其中的一個可變電阻，增大其模擬輸入電壓，產(chǎn)生聲光報警，并且顯示當前的報警通道和濃度。使用文檔編輯軟件輸入應用源程序（）用C語言進行編程C語言編譯正確？確？用DEBUG進行調(diào)試反匯編正確？通過ISP把程序燒入到可擦寫單片機中上機調(diào)試正確？基于單片機的煤氣報警樣品YYYNN軟件調(diào)試過程的流程圖如圖55所示。  5 系統(tǒng)調(diào)試與分析 硬件焊接步驟與調(diào)試流程框圖如圖51所示。而且關掉定時器T2的使用，MARK=：HD7279A鍵盤顯示驅動芯片及應用 [J]，《儀表技術》2001年第3期由于在公司跟項目的經(jīng)驗，軟件設計的過程中并沒有遇到太大的問題。下面閃爍加1和右移閃爍就以流程圖形式來說明，分別為圖49和圖410。 顯示類按鍵方式為：每按下顯示時間鍵，就輪番顯示日期或時間，直到確定鍵按下。 TH2=0xf4。其中轉換的段中是利用TLC設置12位的分辨率，所以最大值是4095。其中前4位為模擬通道地址,控制14通道模擬多路器從11個模擬輸入和三個內(nèi)部測電壓中選通一路送到采樣保持電路,該電路從第4個I/O CLOCK脈沖的下降沿開始對所選信號進行采樣,直到最后一個I/O CLOCK脈沖的下降沿。任務調(diào)度模塊中主要通SYS_CLK的增加來，分別任務模塊的程序。 // 測試指令 for (j=0。 // 檢測寫入進度}void wren_cmd(){ CS = 0。初始化X5045： 因為X5045是以SPI進行通信協(xié)議，所以程序實現(xiàn)比較復雜，下表為其指令的分部情況 [OL]。其中初始化程序是通過配置寄存器DSA=0x20來開啟時鐘，設置寄存器DSB=0x02來初始化二進制和24小時制。所以本設計采用C語言編寫。并且在設計中加入了不少的去耦電容提高電源的穩(wěn)定性、阻容濾波、多個擴展的接口和特別添加的基準電壓。靈敏度的調(diào)整程序：a. 將傳感器連接在應用回路中b. 接通電源，通電老化48小時以上。 MQ9的管腳連接如圖326所示，1或3接傳感器，4或6接傳感器，2 和5接加熱器 圖326 基本連接MQ9傳感器的工作原理是它的表面電阻 Rs ，是通過與其串聯(lián)的負載電阻 RL 上的有效電壓信VRL 輸出而獲得的。在這里我們主要他對對氫氣的檢測功能能。圖322 電化學氣體傳感器典型構造（2）電化學氣體傳感器優(yōu)點：1）對于氣體的濃度能夠線形輸出信號重現(xiàn)性好2）對被測氣體具有良好選擇性，不受溫濕度的影響3）空氣中的輸出值漂移小，可以獲得穩(wěn)定的輸出信號4）功耗低，電池即可驅動器工作5）體積小，重量輕，作為便攜式儀器首選6）本質(zhì)安全結構，機械性能穩(wěn)定（3）電化學一氧化碳氣體傳感器基本特點：本質(zhì)特征：NAP505型電化學一氧化碳氣體傳感器屬工業(yè)級別產(chǎn)品，通過成熟的電極制備處理技術及傳感器結構設計，使其具有長壽命、高靈敏度、液體密閉性良好等技術特點。圖321 ISP下載模塊電路對于煤氣報警器的實現(xiàn)，感應器的選擇也相當?shù)闹匾?，是系統(tǒng)重要的組成部分之一，其性能對于系統(tǒng)的精確度和實現(xiàn)范圍有這相當大的影響，也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀的標志。ISP下載線的引線不要太長，不然抗干擾能力差，一般小于20厘米。廣泛應用于工業(yè)自動控制、儀器儀表、電氣測量等數(shù)字采集的系統(tǒng)中。本設計中涉及到多個傳感器，而且每個傳感器的輸出信號不一，有些是輸出電壓信號，有些是輸出電流信號（工業(yè)用），所以本設計中采用不同的方法作為信號處理。當有按鍵按下，KEY引腳輸出變低電平，此時接到讀鍵盤指令時，將輸出鍵盤代碼。實際中下拉電阻和位選電阻應該遵循一定的比例，下拉電阻應該大于位選電阻的5倍而小于50倍。HD727