【正文】 圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 任務(wù)書 學(xué)院 ：里仁學(xué)院 系級教學(xué)單位： 電子 工程系 學(xué) 號 學(xué)生 姓名 專 業(yè) 班 級 0 題 目 題目名稱 基于 單片機(jī) 的 有毒氣體檢測 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) ： 工程設(shè)計(jì) （ √ ） ；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型 （ ） ； 理論研究型 （ ） ；計(jì)算機(jī)軟件型 （ ） ；綜合型 （ ） （ ） ； （ ） ； （ ） 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產(chǎn)實(shí)際 （ √ ） 自選 題目 （ ） 主 要 內(nèi) 容 熟悉掌握 89C52 單片機(jī)， AD 轉(zhuǎn)換器，顯示模塊的功能及硬件設(shè)計(jì)；熟悉掌握C 語言的編程方法，對實(shí)際設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品有一個清楚的認(rèn)識； 基 本 要 求 要求設(shè)計(jì)出一個具有多路一氧化碳實(shí)時檢測功能并能夠進(jìn)行超限判斷，發(fā)出聲光報警，并實(shí)時顯示具體是哪路傳感器報警的檢測裝置。 對一氧化碳?xì)怏w檢測儀表的研究和開發(fā)也一直是人們關(guān)注的問 題。 本文主要敘述了基于單片機(jī)的有毒氣體檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程，包括硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、電腦仿真和實(shí)物制作 。這些氣體在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中一旦發(fā)生泄漏，將會引發(fā)中毒、火災(zāi)甚至爆炸事故，嚴(yán)重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。氣體傳感器的發(fā)展。 (3)應(yīng)急檢測：生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況或者處理事故時，為了安全和衛(wèi)燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 生要對有害氣體或液體 (蒸汽 )進(jìn)行檢測。為了保證人們身體健康和環(huán)境潔凈，世界各國都紛紛致力于防止空氣污染的產(chǎn)生。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)預(yù)測，美國 1996 年 — 20xx 年氣體傳感器年均增長率為 (27～ 30)％。 總的看來，我國氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面 的差距，與日本比較仍要落后 10 年。在單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮慕涌陔娐?，如前向通道、后向通道、人機(jī)交互通道 (鍵盤、顯示器、打印機(jī)等 )和串行通行口 (RS232)以及應(yīng)用程序等。其中 ，濃度檢測及顯示模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是將房間中的一氧化碳濃度值轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號，并且濃度值顯示出來：主控模塊以單片機(jī)為主，對其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報警模塊是此系統(tǒng)的外部電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)報警。 (3)報警模塊 此模塊主要有蜂鳴器、 LED 數(shù)碼管組成，在氣體濃度過大，超過安全單片機(jī)AD 轉(zhuǎn)換傳感器 1傳感器 2傳感器 3傳感器 3顯示報警聲音報警第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 值時，蜂鳴器工作，提供聲音報警服務(wù)；同時，數(shù)碼管顯示報警的傳感器號。用戶在下載用戶程序時， 可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 / 時鐘。 [1] 時鐘電路和復(fù)位電路 時鐘電路和復(fù)位電路的原理如下： 1)時鐘電路 圖 24 時鐘電路原理圖 單片機(jī)工作時，從取指令到譯碼再進(jìn)行微操作，必須在時鐘信號控制下才能有序地進(jìn)行，時鐘電路就是為單片機(jī)工作提供基本時鐘的。復(fù)位電路用于將單片機(jī)內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到一個確定的初始值，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機(jī)系統(tǒng)自動復(fù)位。 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 12 (3)轉(zhuǎn)換時間為 100μs(時鐘為 640kHz 時 )， 130μs(時鐘為 500kHz 時 )。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效 ， 對應(yīng) ALE 上跳沿， A、B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。要求時鐘頻率不高于 640KHZ， EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。 然后，單片機(jī)向 ADC0809 的 A、 B 引腳循環(huán)輸出地址編號， C 引腳接地 (因?yàn)楸菊n題僅用四個模擬通道 )；每輸入一個地址編號后， START 和 ALE變高電 平，復(fù)位 ADC0809 并將地址鎖存，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难訒r后， START 和ALE 變低電平，開始模數(shù)轉(zhuǎn)換； 接 EOC 引腳，當(dāng)收到高電平時，說明模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，此時向 OE 引腳輸出高電平， 打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量到 P0 口，然后 OE 引腳變低電平，完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。 半導(dǎo)體一氧化碳傳感器 MQ7 所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫 (SnO2)。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個用于信號取出，２個用于提供加熱電流。 圖 28 MQ7 原理圖 顯示電路 顯示模塊的電路原理圖如下： 圖 25 顯示模塊 原理圖 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 16 為了清晰 明了的顯示報警房間號 ，采取數(shù)碼管顯示。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用 如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。 總體思路是首先 定義相關(guān)的硬件接口，然后進(jìn)行初始化，包括 AD 控制端和定時器的初始化。利用軟件對定時器 T0 進(jìn)行 初始化，設(shè)定定時器 T0 工作于方式 2，計(jì)數(shù)初值為 250，開總中斷和定時器中斷，最后啟動定時器。為了保證實(shí)物制作的順利進(jìn)行，先利用軟件仿真，仿真成功后再制作硬件。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可 維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Proteus 軟件具有 獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能 (VSM)： 支持主流的 CPU 類型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1PIC1 PIC2 dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU 類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持 CORTEX、 DSP 處理器； 第 4 章 實(shí)驗(yàn)過程 25 支持通用外設(shè)模型：如字符 LCD 模塊、圖形 LCD 模塊、 LED 點(diǎn)陣、LED 七段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進(jìn) /伺服電機(jī)、 RS232 虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其 COMPIM(COM 口物理接口模型 )還可以使仿真電路通過PC 機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信； 實(shí)時仿真：支持 UART/USART/EUSARTs 仿真、中斷仿真、 SPI/I2C 仿真、 MSSP 仿真、 PSP 仿真、 RTC 仿真、 ADC 仿真、 CCP/ECCP 仿真； 編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語言的編輯 /編譯 /源碼級仿真，內(nèi)帶 805AVR、 PIC 的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境 (如 IAR、 Keil 和Hitech)結(jié)合，進(jìn)行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試 。 在實(shí)際焊接時，臨時改變了某些元件的位置，以保證焊接方便，接觸良好。用電壓表測試發(fā)現(xiàn)，第 4 章 實(shí)驗(yàn)過程 29 選通數(shù)碼管的三極管并沒有導(dǎo)通，數(shù)碼管陽極電壓在 左右，所以數(shù)碼管被點(diǎn)亮。在國外正在積極推動 毒氣檢測裝置在工業(yè)和家庭等方面的應(yīng)用。 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 32 參考文獻(xiàn) 33 參考文獻(xiàn) 1 張志良 . 單片機(jī)原理及控制技術(shù) [M.]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 . 20xx:17~19 2 侯國章 . 測試與傳感技術(shù) [M.]. 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 20xx:84~ 86 3 洪志剛 . 杜維玲 . 井娥林 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 . 20xx:11~ 14 4 鄭鋒 .. 51 單片機(jī)典型應(yīng)用開發(fā)范例大全 . 北京 : 中國鐵道出版社 . 20xx:51~ 54 5 陳濤編 . 單片機(jī)應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì) . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 . 20xx:100~ 103 6 劉建輝 . 單片機(jī)智能控制技術(shù) .. 北京 :國防工業(yè)出版社 . 20xx:358~ 361 7 薛小鈴 , 劉志群 , 賈俊榮 . 單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例詳解 . 京 :北京航空航天大學(xué)出版社 . 20xx:239~ 243 8 田立 . 馬鳴鶴 . 51 系列單片機(jī)開發(fā)實(shí)例精解 . 北京 :中國電力出版社 ,20xx:129~133 9 董軍堂 .白澤生 .劉巧平 . 單片機(jī)編程能力培養(yǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì) —— 軟件部分 . 價值工程 . (16):342~ 347 10 董軍 . 堂張玉 . 強(qiáng)陳晨 . 單片機(jī)編程能力培養(yǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì) —— 硬件部分 . 價值工程 . 20xx, 30(15):34~37 11 謝貴波 . 80C51 單片機(jī)的串行口通信原理及編程 . 電腦編程技 巧與維護(hù) . 20xx, (20):23~25 12 曹振宇 .高磊 . 張嵐 . 51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件抗干擾設(shè)計(jì) . 科技資訊 . 20xx. (33):45~48 13 陳堅(jiān) . 李昕 ..黃櫻 . 51 單片機(jī)最小化應(yīng)用系統(tǒng)的 Proteus 仿真 .電腦知識與技術(shù) . 20xx(18):71~75 14 楊圖強(qiáng) . 一氧化碳檢測報警器檢定問題淺析 . 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督 . 20xx,(4):55~57 15 李擁軍 . 一氧化碳檢測報警器檢定中常見故障分析 .. 計(jì)量技術(shù) . 20xx. (9):45~47 16 R. Bayindir. H. Ates. Lowcost and high sensitively microcontroller based control unit for a friction welding machine.. Journal of Materials Processing Technology. 20xx. 189(13) 17 Robert Cravotta.. Customizable microcontroller. ,000 NRE costs target 10,000unit applications. Electrical Design News 20xx. 54(8):57~59 18 Cynthia A. Chestek. Paras Samsukha. Massood TabibAzar, Reid R. Harrison, Hillel J. Chiel, Steven L. Garverick. MicrocontrollerBased Wireless Recording Unit for 燕 山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 34 Neurodynamic Studies in Saltwater. IEEE sensors journal. 20xx. 6(5):45~49 19 M. Shaken. J. Imen,M. R. Rostami. A Full Scale Microcontroller Based Direct Methanol Fuel Cell Test Station. Journal of Fuel Cell Science and Technology. 20xx, 6(1):56~59 致謝 35 致謝 本論文的研究 與撰寫 工作是在 盧輝斌 導(dǎo)師 的 關(guān)心 和悉心指導(dǎo)下完成的。半導(dǎo)體傳感器則 必須在高溫下工作、對氣體或氣味的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、 功率高 。 三、研究步驟、方法及措施 1. 查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)單片機(jī)的工作原理以及使用方法，學(xué)習(xí) LCD 的電路連接、性能、驅(qū)動方法等，學(xué)習(xí) AD 轉(zhuǎn)換器。 以上各種檢測方式都有一些缺陷，而毒氣檢測對于安全保障至關(guān)重要，因此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)就是要設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的電化學(xué)傳感方式一氧化碳檢測報警系統(tǒng)。 從最初的 選題、定 題，到資料收集， 程序的撰寫，最終論文的寫作 與 修改，到 最后的 論文定稿， 各位老師 給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助 ，在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師 盧輝斌 老師 的指導(dǎo)與督促，同時感謝 他 的諒解與包容 ， 在此表示衷心的謝意。本文對于 基于單片機(jī)的毒氣檢測系統(tǒng)的工作 原