【正文】 信號(hào)送入 STC12C5410AD 單片機(jī)；然后，在 STC12C5410AD 單片機(jī)內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換、濃度比較，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制濃 度值；最后，將實(shí)際可燃性氣 體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報(bào)警限，當(dāng)濃度處于正常狀態(tài)綠燈長(zhǎng)亮，當(dāng)煙霧濃度超出設(shè)定的限定值時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警并伴隨紅燈閃亮。因此，經(jīng)常對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。為方便檢測(cè)與監(jiān)控，使儀器測(cè)試人員及用戶能夠直 觀地觀察到環(huán)境中的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)數(shù)字顯示煙霧濃度，以便及時(shí)采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。我國(guó)在 70 年代初期開(kāi)始研制煙霧報(bào)警器，生產(chǎn)型號(hào)多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)展到幾乎所有危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境的各種類型報(bào)警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有 毒 氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對(duì)煙霧進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，采用先進(jìn)可靠的安全檢測(cè)儀表，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和家庭生活安全。到 2021 年底，全國(guó)沼氣池?cái)?shù)量已達(dá)近 1300 萬(wàn)座，這就為檢測(cè)沼氣濃度的儀器提供了市場(chǎng)。 (2)工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器 ： 工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器只是檢測(cè)探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。煙霧信號(hào)采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。傳感器作為煙霧檢測(cè)報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。因此，本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。 當(dāng)然幾種狀態(tài)的報(bào)警信號(hào)是各不相同的。它一方面要接收來(lái)自傳感器送來(lái)的煙霧濃度對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)和故障檢測(cè)信號(hào)，另一方面要對(duì)兩種 信號(hào)分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；與此同時(shí)查詢是否有鍵按下的請(qǐng)求。 匯編語(yǔ)言對(duì)于不同的 CPU，其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移植。 Flash 存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)功能可用于程序數(shù)據(jù)保存，可以按字或字節(jié)讀寫，最小擦除單位為 1段，經(jīng)過(guò)擦除的位為“ 1”，寫入位為“ 0”。這樣， A/D 轉(zhuǎn)換和 I/O 口可以靈活的運(yùn)用，節(jié)省了軟件及時(shí)間。同相比例運(yùn)算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)特點(diǎn)來(lái)分析其電壓放大倍數(shù)。報(bào)警裝置采用 無(wú)源壓電式 KM3712x型蜂鳴器，較一般的蜂鳴器體積大，聲音響亮，適用于家用煤氣報(bào)警器的報(bào)警聲音源。單片機(jī) STC12C5410AD 的 18 腳、 9 12 腳、 13 腳，控制輸出的狀態(tài)指示燈。判斷傳感器信號(hào)端連接 情況 ， 另一種情況是判斷傳感器信號(hào)端是否連接正確，此時(shí)不需要外加電路，在傳感器預(yù)熱 2 分鐘后，測(cè)量傳感器信號(hào)的輸出電壓，如果電壓為 5V，則說(shuō)明傳感器的信號(hào)端連接不正常。用戶可以通過(guò)調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對(duì)話界面，在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，在STC12C5410AD 中，可以同時(shí)設(shè)置 3 個(gè)硬件斷點(diǎn)，它是經(jīng)過(guò)串口的傳輸，由芯片中的幾組斷點(diǎn)條件寄存器實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)送入段 式液晶顯示煙霧濃度值。 中位值平均濾波法數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)及流程圖 在煙霧傳感器對(duì)煙霧濃度采樣時(shí)，可能會(huì)遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。中位值平均濾波法的程序流程圖如圖 所示。為防止誤報(bào)，在程序設(shè)計(jì)上，對(duì)煙霧濃度進(jìn)行快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警，以區(qū)別出是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開(kāi)閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報(bào)。煙霧的濃度過(guò)低或過(guò)高時(shí)是沒(méi)有危險(xiǎn)的，只有與空氣混合形成混合氣或更確切地說(shuō)遇到氧氣形成一定比例的混合氣才會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。 15 在測(cè)量?jī)x器的實(shí)際使用中，造成誤差的來(lái)源很多，通常是 多種誤差源綜合作用的結(jié)果。另外所選的阻容器件都是經(jīng)過(guò)精確測(cè)量后再焊接上去的，并經(jīng)過(guò)仔細(xì)調(diào)試以獲得最佳性能。在電路板布線時(shí)，注意抗干擾設(shè)計(jì)。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī)干擾，不但最大限度地排除現(xiàn)場(chǎng)噪聲干擾，降低煙霧報(bào)警器誤報(bào)概率，而且易于在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)。 本論文在對(duì)煙霧傳感器和報(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 ， 并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)選用 ACDC 電源模塊，將 220V 電轉(zhuǎn)化為 5V 直流電 ，分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。 軟件誤差主要來(lái)自以下兩個(gè)方面： (1)A/D 轉(zhuǎn)換量化誤差 STC12C5410AD 單片機(jī)的內(nèi)部 A/D轉(zhuǎn)換器為 12 bit，輸入單片機(jī)模擬電壓信號(hào) ，參考電壓 。 爆炸極限 是爆炸下限、爆炸上限的總稱，可燃煙霧在空氣中的濃度只有在爆炸下限、爆炸上限之間才會(huì)發(fā)生爆炸。 控制按鍵設(shè)計(jì)子程序及流程圖 本報(bào)警器設(shè)計(jì)附加一個(gè)按鍵，功能為：確定 (消音 )。但是標(biāo)定時(shí)輸出曲線往往不是一條理想的直線，所以要對(duì)標(biāo)定曲線進(jìn)行線性化處理，用一條擬合直線近似代替輸出曲線，線性化是智能儀表的典型功能之一。 如果采用一般的平均值法，則干擾將平均 到計(jì)算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。 圖 主程序流程圖 主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 所示。 本論文中，軟件解決的主要問(wèn)題是檢測(cè)煙霧傳感器的煙霧濃度信號(hào)，然后對(duì) 信號(hào)進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，線性化處理，段式液晶濃度 顯示，按鍵功能設(shè)置， 10 以及報(bào)警器聲光警報(bào)。 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì) STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開(kāi)發(fā)工具 本系統(tǒng)的軟件編程使用的是 Keil C51，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功