【正文】 任務 32 煤氣泄漏檢測報警裝置的方案設計 4 設計思想 4 氣體傳感器的選型 4…………………………………………………………4………………………………………………………7 煤氣泄露報警系統(tǒng)的整體設計方案 8………………………………………………8…………………………………………………8 裝置功能說明 9 93 煤氣泄漏檢測報警裝置的硬件部分設計 10 STC12C5A60S2系列單片機簡介 10 STC12C5A60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構 12 管腳說明……………………………………………………………….12………………………………………………………..14 振蕩器特性…………………………………………………………….15 單片機領域前景及發(fā)展狀況 15 STC12C5A60S2系列單片機最小應用系統(tǒng) 16 電源電路……………………………………………………………….16 時鐘電路……………………………………………………………….17 復位電路……………………………………………………………….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 關于 RS232…………………………………………………………...224 煤氣泄漏檢測報警裝置的軟件部分設計 24 主程序設計流程與編程 24 主程序設計流程圖…………………………………………………….24 A/D轉(zhuǎn)換模塊的編程 26 A/D轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構………………………………………………...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 報警主程序 315 煤氣泄漏檢測報警裝置的調(diào)試 33 Keil簡介 33 程序調(diào)試的步驟 34 程序調(diào)試過程中的問題及解決……………………………………….35總結(jié)與展望 37致謝 38參考文獻 39附錄A 40附錄B 4960沈陽理工大學學士學位論文1 引言 煤氣泄漏檢測報警裝置的背景及意義沈陽理工大學學士學位論文近年來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。使用煤氣報警器是對付煤氣無形殺手的重要手段之一。這些傳感器都是通過對周圍環(huán)境中的煤氣的吸附，在傳感器表面產(chǎn)生化學反映或者電化學反應，造成傳感器的電物理特性的改變。建筑和煤氣的相關規(guī)范和法規(guī)也推薦使用民用煤氣泄漏報警裝置。國外在氣體傳感器，其中包含CO傳感器的研究和應用方面達到了很高水平，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電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。氣體傳感器種類繁多，從檢測原理上可以分為三大類：(1)利用物理化學性質(zhì)的氣體傳感器：如半導體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。按照敏感機理分類，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得到很大的發(fā)展。目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。不同的氣體吸收不同波長的IR，所以傳感器根據(jù)目標氣體而調(diào)整，典型應用包括測量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的可能，但是如果長期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會不斷下降，導致該傳感器最終喪失檢測煙霧的能力。因此，本設計采用半導體氣敏傳感器作為報警器氣體信息采集部分的核心。系統(tǒng)使用STC12C5A60S2單片機，選用氣敏傳感器作為敏感元件，顯示電路，及報警裝置開發(fā)了可用于家庭或小型單位天煤氣泄漏報警器。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S.，即25萬次每秒)，針對電機控制，強干擾場合。STC12C5A60S2單片機中包含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、定時/計數(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8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。X1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。本電路的時鐘電路采用芯片內(nèi)部的振蕩電路。沒有外部程序存儲器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲器，但容量不大于256字節(jié)，不需要高8位地址時（在這種情況下，不能通過數(shù)據(jù)地址寄存器DPTR讀寫外部數(shù)據(jù)存儲器），P2口可以作為I/O端口使用，這時，“控制”信號為“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。目前單片機已滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到?jīng)]有單片機足跡的領域。鑒于單片機應用在我國才剛剛起步，有著廣闊的前景，足以讓我們確信培養(yǎng)單片機應用人才，特別是工程技術中普及單片機知識有著極為重要的現(xiàn)實意義。二極管D1：起保護作用，防止電源接反，使反相電壓不通過。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 本設計選用22pF。常用的是上電且開關操作，如圖所示。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。由于RS232早期不是專為計算機通信設計的，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9針D型連接器。 主程序設計流程與編程C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。 主程序設計流程圖主程序流程圖如圖所示。STC12C5A60S2 系列單片機的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 for(i=0。本程序初始時設定的報警濃度為2000ppm，在進入系統(tǒng)后可以對報警濃度進行設置。 while (1){ P3 = 0xFF。 } if (Sub == 0){ Warning_Set = 10。KEILC51標準C編譯器為80C51微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。 程序調(diào)試的步驟(1)源文件的建立：使用菜單“FileNew”或者點擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項目窗口的右側(cè)打開一個新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言源程序（）。（3）工程的詳細設置：首先點擊左邊Project窗口的Target 1,然后使用菜單“ProgetOption for target ‘target 1’”即出現(xiàn)對工程設置的對話框，對這個對話框可謂非常復雜，共有8個頁面，要全部高清可不容易，好在絕大部分設置項取默認值就行了。在程序行設置/移除斷點的方法是將光標定位于需要設置斷點的程序行，使用菜單Debug/Insert/RemoveBreakPoint設置或移除斷點（也可以用鼠標在該行雙擊實現(xiàn)同樣的功能）；Debug/Enable/Disable BreakPoint是開啟或暫停光標所在懂行的斷點功能；Dubug/Disale All BreakPoint暫停所有斷點；Debug/Kill All BreakPoint清除所有的斷點設置。該傳感器是對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體敏感器件。在本論文研制的報警器的基礎上，可以再做適當?shù)墓δ軘U展，使可燃性氣體報警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。四年的求學生涯在師長、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，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。由于氣體傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應越快，響應時間和恢復時間就越快。本論文在對氣體傳感器和報警技術進行深入研究的基礎上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術特點，合理地確定系統(tǒng)的設計方案。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的Build頁中，如果源程序有語法錯誤，會有錯誤報告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定到出錯的位置，對源程序反復修改后，最終會得到如圖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，同時還產(chǎn)生了一些其他相關文件可被用于KEIL的仿真與調(diào)試。回到主界面，此時，在工程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“Targ et1”，前面有“+”號，點擊“+”展開，可以看到下一層的“Source Group1”,這時的工程還是一個空工程，里面什么文件也沒有，需要手動把剛才編寫好的源程序加入，點擊“Souce Group”使其反白顯示，然后，點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)一個下拉菜單。uVision2圖5. 1 Keil UV3環(huán)境KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。amp。 LCD_init()。// 列，頁 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單片機對傳感器檢測的氣體濃度信號進行A/D轉(zhuǎn)換，將濃度值與報警限設定值相比較，判斷是否報警。因此，使用C語言進行程序設計已成為軟件開發(fā)的一個主流。GND信號地線在串行通信中，最簡單的通訊只需要連接這3根線，在微機與微機之間，微機與單片機，單片機與單片機之間，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，電路中的電感是用來給傳感器預熱，電路上方的比較器是電路采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為開關信號，傳遞給引腳2，放大器將采集的模擬信號放大通過3引腳輸出。 傳感器電路 MQ2傳感器介紹半導體氣敏傳感器包括用氧化物半導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體器件制作的氣體傳感器，它具有靈敏度高，響應快、體積小、結(jié)構簡單，使用方便、價格便宜等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。因此要求單片機復位后能脫離復位狀態(tài)。單片機的時鐘電路信號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，開關，二極管，電容，電阻和發(fā)光二極管?？萍荚桨l(fā)達，智能化的東西就越多。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。對于89C51芯片來說，它內(nèi)置了ROM、EPROM、OTP ROM、Flash ROM，當不使用外部存