【正文】 任務(wù) 32 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的方案設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)思想 4 氣體傳感器的選型 4…………………………………………………………4………………………………………………………7 煤氣泄露報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 8………………………………………………8…………………………………………………8 裝置功能說(shuō)明 9 93 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的硬件部分設(shè)計(jì) 10 STC12C5A60S2系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 10 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12 管腳說(shuō)明……………………………………………………………….12………………………………………………………..14 振蕩器特性…………………………………………………………….15 單片機(jī)領(lǐng)域前景及發(fā)展?fàn)顩r 15 STC12C5A60S2系列單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 16 電源電路……………………………………………………………….16 時(shí)鐘電路……………………………………………………………….17 復(fù)位電路……………………………………………………………….18 傳感器電路 19 MQ2傳感器介紹……………………………………………………...19 傳感器電路的連接…………………………………………………….21 顯示電路 21 串口下載模塊 22 關(guān)于 RS232…………………………………………………………...224 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的軟件部分設(shè)計(jì) 24 主程序設(shè)計(jì)流程與編程 24 主程序設(shè)計(jì)流程圖…………………………………………………….24 A/D轉(zhuǎn)換模塊的編程 26 A/D轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)………………………………………………...26 A/D轉(zhuǎn)換模塊程序…………………………………………………...26 5110液晶模塊的編程 27 液晶模塊編程模式…………………………………………………...27 液晶模塊程序………………………………………………………...27 報(bào)警主程序 315 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的調(diào)試 33 Keil簡(jiǎn)介 33 程序調(diào)試的步驟 34 程序調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題及解決……………………………………….35總結(jié)與展望 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄A 40附錄B 4960沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 引言 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的背景及意義沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，管道煤氣和罐裝煤氣已經(jīng)深入到百姓家庭。使用煤氣報(bào)警器是對(duì)付煤氣無(wú)形殺手的重要手段之一。這些傳感器都是通過(guò)對(duì)周圍環(huán)境中的煤氣的吸附，在傳感器表面產(chǎn)生化學(xué)反映或者電化學(xué)反應(yīng)，造成傳感器的電物理特性的改變。建筑和煤氣的相關(guān)規(guī)范和法規(guī)也推薦使用民用煤氣泄漏報(bào)警裝置。國(guó)外在氣體傳感器，其中包含CO傳感器的研究和應(yīng)用方面達(dá)到了很高水平，形成了多系列多品種的產(chǎn)品。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煤氣檢測(cè)電路送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。氣體傳感器種類繁多，從檢測(cè)原理上可以分為三大類：(1)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。按照敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。（4）高分子氣體傳感器利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來(lái)得到很大的發(fā)展。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)氣體而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測(cè)量CO和CO冷凍劑煙霧和一些易然氣。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致該傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。因此，本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體氣敏傳感器作為報(bào)警器氣體信息采集部分的核心。系統(tǒng)使用STC12C5A60S2單片機(jī)，選用氣敏傳感器作為敏感元件，顯示電路，及報(bào)警裝置開(kāi)發(fā)了可用于家庭或小型單位天煤氣泄漏報(bào)警器。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S.，即25萬(wàn)次每秒)，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。STC12C5A60S2單片機(jī)中包含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、串口I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。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。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。X1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。本電路的時(shí)鐘電路采用芯片內(nèi)部的振蕩電路。沒(méi)有外部程序存儲(chǔ)器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但容量不大于256字節(jié)，不需要高8位地址時(shí)（在這種情況下，不能通過(guò)數(shù)據(jù)地址寄存器DPTR讀寫外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P2口可以作為I/O端口使用，這時(shí)，“控制”信號(hào)為“0”；作為輸入口前，同樣需要向鎖存器寫入“1”，使反向器輸出低電平。目前單片機(jī)已滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到?jīng)]有單片機(jī)足跡的領(lǐng)域。鑒于單片機(jī)應(yīng)用在我國(guó)才剛剛起步，有著廣闊的前景，足以讓我們確信培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用人才，特別是工程技術(shù)中普及單片機(jī)知識(shí)有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。二極管D1：起保護(hù)作用，防止電源接反，使反相電壓不通過(guò)。如下圖，圖中電容器C15和C14 起穩(wěn)定振蕩頻率快速起振的作用，一般選用5—30pF 本設(shè)計(jì)選用22pF。常用的是上電且開(kāi)關(guān)操作，如圖所示。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)。由于RS232早期不是專為計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)的，因此有25針的D型連接器和9針的D型連接器，目前都采用的9針的，因此只介紹點(diǎn)9針D型連接器。 主程序設(shè)計(jì)流程與編程C語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它兼顧了多種高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，并具備匯編語(yǔ)言的功能。 主程序設(shè)計(jì)流程圖主程序流程圖如圖所示。STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的ADC是逐次比較型ADC。while (!(ADC_CONTR amp。Delay(2)。i8。 sce=1。 LCD_write_byte(0x13,0)。 for(t=0。 i8。// 列，頁(yè) for(i=0。本程序初始時(shí)設(shè)定的報(bào)警濃度為2000ppm，在進(jìn)入系統(tǒng)后可以對(duì)報(bào)警濃度進(jìn)行設(shè)置。 while (1){ P3 = 0xFF。 } if (Sub == 0){ Warning_Set = 10。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為80C51微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。 程序調(diào)試的步驟(1)源文件的建立：使用菜單“FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開(kāi)一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序（）。（3）工程的詳細(xì)設(shè)置：首先點(diǎn)擊左邊Project窗口的Target 1,然后使用菜單“ProgetOption for target ‘target 1’”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)這個(gè)對(duì)話框可謂非常復(fù)雜，共有8個(gè)頁(yè)面，要全部高清可不容易，好在絕大部分設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值就行了。在程序行設(shè)置/移除斷點(diǎn)的方法是將光標(biāo)定位于需要設(shè)置斷點(diǎn)的程序行，使用菜單Debug/Insert/RemoveBreakPoint設(shè)置或移除斷點(diǎn)（也可以用鼠標(biāo)在該行雙擊實(shí)現(xiàn)同樣的功能）；Debug/Enable/Disable BreakPoint是開(kāi)啟或暫停光標(biāo)所在懂行的斷點(diǎn)功能；Dubug/Disale All BreakPoint暫停所有斷點(diǎn)；Debug/Kill All BreakPoint清除所有的斷點(diǎn)設(shè)置。該傳感器是對(duì)以烷類氣體為主的多種氣體有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。在本論文研制的報(bào)警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，使可燃性氣體報(bào)警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。s angle differenceby signal processing technology and data fusion technology. It is also a brainteaser to obtain a steadiness and accuratetanδmeasurement of online monitoring. It is important if anew tanδonline monitoring method could be found to applyon it.Owing to the difficulties existing in the manufacture ofsensor and microcurrent dielectric loss tanδmeasurementmethods have not been resolved until now, which blocks thepopularization of the insulation online monitoring technology. Based on the existing status of insulation online monitoringmicrocurrent sensor and dielectric loss tanδmonitoringmeasuring technique, this paper proposes a low cost highprecision online dielectric loss tanδmonitoring measurementmethod.II. PRINCIPLE OF MICROCURRENT SENSOR AND ANALYSIS OF EXISTING PROBLEMCurrent sensor39。授人以魚(yú)不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村”。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。由于氣體傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間就越快。本論文在對(duì)氣體傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。編譯過(guò)程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的Build頁(yè)中，如果源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)有錯(cuò)誤報(bào)告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定到出錯(cuò)的位置，對(duì)源程序反復(fù)修改后，最終會(huì)得到如圖51所示的結(jié)果，該文件即可被編圖5. 2 ISP下載界面程器讀入并寫到芯片中，同時(shí)還產(chǎn)生了一些其他相關(guān)文件可被用于KEIL的仿真與調(diào)試?；氐街鹘缑?，此時(shí)，在工程窗口的文件頁(yè)中，出現(xiàn)了“Targ et1”，前面有“+”號(hào)，點(diǎn)擊“+”展開(kāi)，可以看到下一層的“Source Group1”,這時(shí)的工程還是一個(gè)空工程，里面什么文件也沒(méi)有，需要手動(dòng)把剛才編寫好的源程序加入，點(diǎn)擊“Souce Group”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單。uVision2圖5. 1 Keil UV3環(huán)境KeilC51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。amp。 LCD_init()。// 列，頁(yè) for(i=16。 i16。k++) { LCD_write_byte(0x00,1)。// column LCD_write_byte(0x80 | X, 0)。res=1。 dt=dt1。 液晶模塊程序/*LCD_write_byte: 使用SPI接口寫數(shù)據(jù)到LCD*/void LCD_write_byte(unsigned char dt, unsigned char mand){ unsigned char i。 return ADC_RES。 _nop_()。STC12C5A60S2單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的氣體濃度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。因此，使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開(kāi)發(fā)的一個(gè)主流。GND信號(hào)地線在串行通信中，最簡(jiǎn)單的通訊只需要連接這3根線，在微機(jī)與微機(jī)之間，微機(jī)與單片機(jī)，單片機(jī)與單片機(jī)之間，多采用這種連接方式。 傳感器電路的連接圖3 7 傳感器電路圖電路采集的是電壓模擬信號(hào)，電路中的電感是用來(lái)給傳感器預(yù)熱，電路上方的比較器是電路采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)，傳遞給引腳2，放大器將采集的模擬信號(hào)放大通過(guò)3引腳輸出。 傳感器電路 MQ2傳感器介紹半導(dǎo)體氣敏傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的氣體傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的氣體傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。單片機(jī)的時(shí)鐘電路信號(hào)通常用兩張電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。如下圖所示，圖中包含DC插口，開(kāi)關(guān)，二極管，電容，電阻和發(fā)光二極管?？萍荚桨l(fā)達(dá)，智能化的東西就越多。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。對(duì)于89C51芯片來(lái)說(shuō)，它內(nèi)置了ROM、EPROM、OTP ROM、Flash ROM，當(dāng)不使用外部存