【正文】 圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi)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(shū)、開(kāi)題報(bào)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(shū) 學(xué)院 ：里仁學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位： 電子 工程系 學(xué) 號(hào) 學(xué)生 姓名 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 0 題 目 題目名稱(chēng) 基于 單片機(jī) 的 有毒氣體檢測(cè) 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(lèi)型 （ √ ） （ ） 題目來(lái)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(yǔ)言的編程方法，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)； 基 本 要 求 要求設(shè)計(jì)出一個(gè)具有多路一氧化碳實(shí)時(shí)檢測(cè)功能并能夠進(jìn)行超限判斷，發(fā)出聲光報(bào)警，并實(shí)時(shí)顯示具體是哪路傳感器報(bào)警的檢測(cè)裝置。 對(duì)一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)儀表的研究和開(kāi)發(fā)也一直是人們關(guān)注的問(wèn) 題。 本文主要敘述了基于單片機(jī)的有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)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(guò)程中一旦發(fā)生泄漏，將會(huì)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(cè)：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)異常情況或者處理事故時(shí)，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(duì)有害氣體或液體 (蒸汽 )進(jìn)行檢測(cè)。為了保證人們身體健康和環(huán)境潔凈，世界各國(guó)都紛紛致力于防止空氣污染的產(chǎn)生。因此，國(guó)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(cè)，美國(guó) 1996 年 — 20xx 年氣體傳感器年均增長(zhǎng)率為 (27～ 30)％。 總的看來(lái)，我國(guó)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(guó)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蟮慕涌陔娐罚缜跋蛲ǖ?、后向通道、人機(jī)交互通道 (鍵盤(pán)、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(cè)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(hào)，并且濃度值顯示出來(lái)：主控模塊以單片機(jī)為主，對(duì)其他模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；報(bào)警模塊是此系統(tǒng)的外部電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 (3)報(bào)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(guò)大，超過(guò)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(bào)警聲音報(bào)警第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 值時(shí)，蜂鳴器工作，提供聲音報(bào)警服務(wù)；同時(shí)，數(shù)碼管顯示報(bào)警的傳感器號(hào)。用戶(hù)在下載用戶(hù)程序時(shí)， 可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 / 時(shí)鐘。 [1] 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路的原理如下： 1)時(shí)鐘電路 圖 24 時(shí)鐘電路原理圖 單片機(jī)工作時(shí)，從取指令到譯碼再進(jìn)行微操作，必須在時(shí)鐘信號(hào)控制下才能有序地進(jìn)行，時(shí)鐘電路就是為單片機(jī)工作提供基本時(shí)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(gè)確定的初始值，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)間為 100μs(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs(時(shí)鐘為 500kHz 時(shí) )。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效 ， 對(duì)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(shí)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(hào)， C 引腳接地 (因?yàn)楸菊n題僅用四個(gè)模擬通道 )；每輸入一個(gè)地址編號(hào)后， START 和 ALE變高電 平，復(fù)位 ADC0809 并將地址鎖存，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后， START 和ALE 變低電平，開(kāi)始模數(shù)轉(zhuǎn)換； 接 EOC 引腳，當(dāng)收到高電平時(shí)，說(shuō)明模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，此時(shí)向 OE 引腳輸出高電平， 打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，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(gè)用于信號(hào)取出，２個(gè)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(bào)警房間號(hào) ，采取數(shù)碼管顯示。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用 如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 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(shí)器的初始化。利用軟件對(duì)定時(shí)器 T0 進(jìn)行 初始化，設(shè)定定時(shí)器 T0 工作于方式 2，計(jì)數(shù)初值為 250，開(kāi)總中斷和定時(shí)器中斷，最后啟動(dòng)定時(shí)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(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)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(shì)，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(lèi)型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1PIC1 PIC2 dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU 類(lèi)型隨著版本升級(jí)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(guò)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(pán) /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(guò)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(shí)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(yǔ)言的編輯 /編譯 /源碼級(jí)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(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試 。 在實(shí)際焊接時(shí)，臨時(shí)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(cè)試發(fā)現(xiàn)，第 4 章 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 29 選通數(shù)碼管的三極管并沒(méi)有導(dǎo)通，數(shù)碼管陽(yáng)極電壓在 左右，所以數(shù)碼管被點(diǎn)亮。在國(guó)外正在積極推動(dòng) 毒氣檢測(cè)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(guó)章 . 測(cè)試與傳感技術(shù) [M.]. 哈爾濱 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