【正文】 r(0)) /* 定時(shí)到 */ { StartTimer(0, 6)。// Time_Adjust()。int32_t voltage。void Time_Display(uint32_t TimeVar)。 __IO uint32_t TimeDisplay = 0。大學(xué)生活是美好的也是苦澀的，老師和同學(xué)們的朝夕相處讓我學(xué)會(huì)了關(guān)懷與感恩，獨(dú)自在異地求學(xué)的日子讓我學(xué)會(huì)了堅(jiān)強(qiáng)和勇敢，這些都將成為我以后人生中美好的回憶，對于即將走上社會(huì)的我都有很大的幫助。應(yīng)用程序采用C語言編寫，充分利用芯片資源，提高了測量精度和代碼執(zhí)行效率。圖52 氣體檢測 本章小結(jié) 本章對可燃性氣體檢測儀進(jìn)行了軟、硬件的調(diào)試，使其結(jié)果接近預(yù)期效果。 在調(diào)試過程中出現(xiàn)了氣體濃度無法歸零和測量時(shí)沒有標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較這兩個(gè)問題，都采用軟硬件相結(jié)合的方法進(jìn)行的改進(jìn)。將這個(gè)函數(shù)寫在循環(huán)語句的前面，main()函數(shù)內(nèi)部就可以了。最后，選定起始地址為08035000 。查看ADC參數(shù)的設(shè)置函數(shù)ADC_Configuration（），發(fā)現(xiàn)模擬輸入腳與信號(hào)輸入腳不符。 設(shè)置參數(shù)電路中共有三個(gè)滑動(dòng)變阻器，需調(diào)節(jié)達(dá)到想要的目的。可見硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè)計(jì)則是無從做起。當(dāng)可燃性氣體濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出一種嗚叫聲，以提示操作人員采取安全對策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)或者爆炸事故的發(fā)生。本設(shè)計(jì)要完成對PC4腳模擬電壓的轉(zhuǎn)換，再將這個(gè)數(shù)字信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)代數(shù)運(yùn)算算出對應(yīng)的氣體濃度，進(jìn)行顯示。首先，對程序進(jìn)行初始化，設(shè)置ADC的參數(shù)（比如：選擇AD1，設(shè)置PC4為模擬輸入等），初始化TFT顯示器，A/D轉(zhuǎn)換，濃度顯示和蜂鳴器報(bào)警。本章節(jié)主要介紹了氣體檢測系統(tǒng)的整體的硬件系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求選擇各個(gè)元件，包括用mc113進(jìn)行信號(hào)采集的信號(hào)模擬采集硬件電路、以嵌入式ARM STM32F103ZE的最小系統(tǒng)電路、蜂鳴器硬件電路、LCD連接電路和電源電路。圖317 +5V電壓轉(zhuǎn)化為+ 電路產(chǎn)生的+。STM32可以采用8080和6800兩種模式與外部的LCD通信，這里采用16位并行方式，且SPFD5420A與8080方式兼容，其應(yīng)用電路如圖38所示?！?20通道的有源驅(qū)動(dòng)器具有真正的6位分辨率，通過內(nèi)部的D / A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生64伽瑪?shù)男拚?。在掃描模式下，在選定的一組模擬輸入上的轉(zhuǎn)換自動(dòng)進(jìn)行。圖310 bode分析儀顯示圖 嵌入式最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)STM32F103ZE增強(qiáng)型系列使用高性能的ARM174。AD623輸出的信號(hào)將送到ARM的A/D轉(zhuǎn)換接口PC4。短期儲(chǔ)存（兩周內(nèi)）30 分鐘即可穩(wěn)定，如長期儲(chǔ)存（一年），則需老化 5小時(shí)才可穩(wěn)定。所以，當(dāng)可燃?xì)怏w檢測儀報(bào)警后并不意味著隨時(shí)就會(huì)有危險(xiǎn)，它離達(dá)到爆炸還有一定的距離。根據(jù)圖34，MC113不僅可以檢測甲烷（CH4）,還可以檢測液化石油氣（LPG）、氫氣（H2），輸出都呈現(xiàn)出一個(gè)良好的線性度。根據(jù)催化燃燒效應(yīng)的原理工作，由檢測元件和補(bǔ)償元件配對組成電橋的兩個(gè)臂，遇可燃性氣體時(shí)檢測元件電阻升高，橋路輸出電壓變化，該電壓變量隨氣體濃度增大而成正比例增大，補(bǔ)償元件起參比及溫濕度補(bǔ)償作用。處理后的信號(hào)一方面直接傳入LCD，控制其顯示；另一方面，將這個(gè)信號(hào)與已寫入的處理器內(nèi)部的報(bào)警范圍進(jìn)行比較，若需報(bào)警，則發(fā)出信號(hào)，讓蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。由于條件有限，本設(shè)計(jì)采用的打火機(jī)作為可燃性氣體源進(jìn)行測試。它主要適用于毒性氣體檢測，目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。 (d)接觸燃燒式傳感器 當(dāng)易燃?xì)怏w接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。 (b)半導(dǎo)體氣體傳感器 半導(dǎo)體氣體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。 (b)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。用該方法測定氣體濃度時(shí)，必須考慮到氣體的溫度、壓力、含量、換算結(jié)果，以及光在該氣體中的折射率等問題。示蹤氣體檢測法是向被測空間中注入一定量的示蹤氣體，如CO2等，通風(fēng)(包括自然通風(fēng))后使示蹤氣體的濃度得到稀釋，通過測出示蹤氣體濃度的變化，間接地求出通風(fēng)量和空氣齡。4．載體催化燃燒法檢測氣體濃度。超聲技術(shù)就是利用了這種關(guān)系，通過測量超聲波在氣體中的傳播速度V以及當(dāng)前氣體溫度T，推算出該氣體的大概濃度。從檢測原理上分，目前運(yùn)用比較多的主要有6種，下面逐一介紹。礦井中甲烷有可能達(dá)到爆炸的濃度。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有可燃性氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器?？扇夹詺怏w探測裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目 錄 第一章 緒 論 目的和意義 1 1 1 2 4 氣體傳感器介紹 5第二章 可燃性氣體檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 8 8 可燃性氣體檢測系統(tǒng)的總體框圖和工作原理 8 設(shè)計(jì)要求 9 硬件設(shè)計(jì)要求 9 軟件設(shè)計(jì)要求 9第三章 可燃性氣體檢測裝置的硬件設(shè)計(jì) 10 信號(hào)模擬采集硬件電路設(shè)計(jì) 10 催化燃燒式傳感器原理簡介 10 放大電路 14 濾波電路 15 嵌入式最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 17 蜂鳴器硬件電路設(shè)計(jì) 19 LCD連接電路 19 SPFD5420A的功能及電氣特性 19 LCD屏和STM32的硬件連接 20 電源電路設(shè)計(jì) 21 PCB原理圖 25 本章小結(jié) 26第四章 可燃性氣體檢測裝置的軟件設(shè)計(jì) 27 主程序的設(shè)計(jì) 27 電路板初始化設(shè)計(jì) 28 設(shè)置ADC參數(shù)的設(shè)計(jì) 28 初始化TFT顯示器的設(shè)計(jì) 29 A/D轉(zhuǎn)換及濃度顯示的設(shè)計(jì) 29 時(shí)間顯示的設(shè)計(jì) 30 蜂鳴器報(bào)警的設(shè)計(jì) 31 本章小結(jié) 31第五章 系統(tǒng)調(diào)試 32 硬件調(diào)試 32 電源電路的調(diào)試 32 最小系統(tǒng)的調(diào)試 32 設(shè)置參數(shù) 32 軟件調(diào)試 33 確定A/D轉(zhuǎn)換的輸入引腳 33 中文顯示 33 顯示效果的調(diào)整 34 系統(tǒng)調(diào)試 35 本章小結(jié) 36結(jié) 論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39附 錄 41 成都理工大學(xué)2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒 論、目的和意義 隨著科技的發(fā)展，越來越多的可燃性氣體作為能源應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中?？扇夹詺怏w報(bào)警器屬于《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具目錄》中第46項(xiàng)，它歸類于物理化學(xué)計(jì)量器具。由于甲烷無色無味，在工人認(rèn)識(shí)到危險(xiǎn)時(shí)甲烷可能積聚到了立即爆炸的濃度。1．利用電阻式氣敏元件測量氣體濃度。如果需要測出氣體濃度的具體值，可以通過實(shí)驗(yàn)推算出V，T與氣體濃度的對應(yīng)關(guān)系。這種檢測方法線性和穩(wěn)定性較好。該方法基于示蹤氣體質(zhì)量守恒方程，常用于研究單一建筑物滲透通風(fēng)的特性。檢測環(huán)境的多樣化增加了氣體濃度檢測儀器開發(fā)的難度。 (c)利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱導(dǎo)氣體傳感器、光干涉氣體感器、紅外傳感器等。自1962年半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時(shí)將鉑絲通電，保持300400℃的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上然燒，因此鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。(4)常見氣體傳感器可檢測氣體種類由于氣體的種類繁多，一種類型的氣體傳感器不可能檢測所有的氣體，通常只能檢測某一種或兩種特定性質(zhì)的氣體。打火機(jī)氣體的主要成分是丁烷（C4H10），是一種易燃，無色的氣體，在生活中十分常見。電源電路為各個(gè)芯片提供所需的電源電壓。如下是MC113的外形結(jié)構(gòu)和基本測試電路： 圖33 MC113的外形結(jié)構(gòu)和基本測試電路 根據(jù)上圖可知，接在一個(gè)橋式電路中。其中，甲烷的線性斜率最低，即當(dāng)以甲烷為標(biāo)準(zhǔn)，在檢測到其他可燃?xì)怏w發(fā)出報(bào)警聲時(shí)，實(shí)際濃度還未達(dá)到要報(bào)警的濃度范圍。馬上采取相應(yīng)的措施，比如開啟排氣扇或是切斷一些閥門或者開啟噴淋系統(tǒng)等，爆炸的危險(xiǎn)就不會(huì)出現(xiàn)。 如圖37，可燃性氣體傳感器與RR6和R2 構(gòu)成電橋電路，其中R3用來調(diào)整零點(diǎn)。供電壓為+5V,放大倍數(shù)定為7倍，這樣可以保證在采樣范圍0～100%LEL內(nèi)產(chǎn)生的電壓都可以經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換。 Cortex ?M3 32位的RISC 內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(高達(dá)512K字節(jié)的閃存和64K字節(jié)的SRAM)，豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。如圖311，這個(gè)最小系統(tǒng)包含復(fù)位電路、通信口電路、晶振電路及電源電路，可以保證處理器的啟動(dòng)。，納入幾個(gè)電荷泵生成各種電壓等級，形成一個(gè)片上電源管理系統(tǒng)用于門電路驅(qū)動(dòng)和源電路驅(qū)動(dòng)。圖313 SPFD5420A采用16位模式的典型應(yīng)用電路在圖38中，D0到D15為16位的并行數(shù)據(jù)總線，其余控制信號(hào)引腳的功能如表33所示。 圖318 +5V電壓轉(zhuǎn)換為+這個(gè)電路產(chǎn)生的+。根據(jù)整體的設(shè)計(jì)思路，對每個(gè)模塊進(jìn)行了主要的介紹。開始報(bào)警是否超出報(bào)警限A/D轉(zhuǎn)換初始化TFT顯示器設(shè)置ADC參數(shù)電路板初始化時(shí)間顯示濃度顯示 Y N 圖41 主程序流程圖 電路板初始化設(shè)計(jì) 電路板初始化框圖如下。第一個(gè)運(yùn)算是將這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓值。設(shè)置選定的數(shù)據(jù)端口位讀取處理后的濃度值開始清除選定的數(shù)據(jù)端口位是否超出60%LEL NY 圖47 蜂鳴器報(bào)警的設(shè)計(jì)框圖 本章小結(jié)本章闡述了可燃性氣體探測裝置中的軟件設(shè)計(jì)，然后按照軟件實(shí)現(xiàn)的功能，詳細(xì)的設(shè)計(jì)并敘述了幾個(gè)主要部分的軟件流程圖，包括：主程序設(shè)計(jì)流程圖、電路板初始化流程圖、A/D轉(zhuǎn)換及濃度顯示的設(shè)計(jì)流程圖、報(bào)警子程序設(shè)計(jì)流程圖等幾個(gè)部分。 硬件調(diào)試當(dāng)硬件設(shè)計(jì)從布線到焊接安裝完成之后，就開始進(jìn)入硬件調(diào)試階段，調(diào)試大體可分為以下幾步。第一個(gè)滑動(dòng)變阻器如圖318中，將萬用表接在輸出端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)器R14，使電路輸出為+。所以，改變模擬輸入腳為PC4后，可正常讀取信號(hào)的輸入，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 顯示效果的調(diào)整液晶屏顯示的內(nèi)容有：儀器名稱、設(shè)計(jì)者、可燃性氣體測試濃度和時(shí)間。 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是將已經(jīng)調(diào)試通過的軟件和硬件結(jié)合起來一起進(jìn)行調(diào)試。第一個(gè)問題：在空氣中沒有可燃性氣體的情況下，顯示的氣體濃度無法歸零。系統(tǒng)調(diào)試則通過軟件和硬件結(jié)合起來調(diào)試，相互協(xié)調(diào)，彌補(bǔ)各自的不足，減小誤差，測試結(jié)果符合要求。此電路在滿足了設(shè)計(jì)預(yù)定需求的基礎(chǔ)上，用最少的元器件，最簡單的電路，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警功能，不需要更多的外圍電路，節(jié)約了制作成本。在這里，我衷心的感謝我論文的指導(dǎo)賴武剛老師！正是您對我論文的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨才得以完成，從選題到開題，從開題到修改，直到最終定稿您都不厭倦、耐心的給我指導(dǎo)。static void InitBoard(void)。void TIME(void)。float concentration。bright = BRIGHT_DEFAULT。 /* 啟動(dòng)下個(gè)定時(shí)周期 */ value = GetADC()。 LCD_Draw_32_32(56, 20, GB32[1], 32)。 LCD_Draw_32_32(56, 56, GB32[9], 32)。 LCD_DisplayString(164, 174, ：)。 Day_Display()。 Delay(500)。 if (concentration ) { LCD_DisplayString(200, 174, 0)。 LCD_Draw_32_32(128, 56, GB32[10], 32)。 LCD_Draw_32_32(128, 20, GB32[3], 32)。 voltage = (value * 3600) / 4096。GPIO_SetBits( GPIOE, GPIO_Pin_5)。InitBoard()。void Day_Display(void)。static void ADC_Configuration(void)。無論多么華麗的語言也比不上一句“謝謝您”！同時(shí)還要感謝陪伴了我四年的老師們，生活上的照顧、學(xué)習(xí)中的教導(dǎo)使我掌握了許多專業(yè)知識(shí)，您們傳授給我的知識(shí)是我一生的財(cái)富。其次，如何讓檢測進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)行多點(diǎn)同時(shí)測量，如何更加