【正文】 著國民經(jīng)濟信息化進程的加快，之后又進入持續(xù)快速發(fā)展的新時期。而對與報警器而言至關重要的部分是傳感器，由于 GS 系列氣敏元件采用半導體敏感材料，其靈敏度 、選擇性、穩(wěn)定性、抗干擾性、響應時間及壽命等主要性能，均達到國內(nèi)先進水平 .用該系列元件組裝成易燃易爆和有毒氣體泄漏報警器及檢測裝置，可廣泛運用于礦山、油田、化工、國防、醫(yī)藥及家庭，所以在設計中采用的是 GS系列傳感器。 本設計 能將置于測試環(huán)境中的氣體 傳感器輸出的模擬電壓通過 A/D轉(zhuǎn)換器送入單片機 AT89C51 中進行處理并 通過數(shù)碼管顯示，通過設置報警值， 當檢測到的濃度達到或者超過設定值時， 用單片機控制發(fā)光二極管發(fā)光報警，同時打開喇叭發(fā)出聲音報警， 來達到報警的目的 ， 并通過外接排風扇與電磁閥對其進行程控，以防事故的發(fā)生。 由此可見報警器無論是在人們的日常生活中，還是在煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中都發(fā)揮著至關重要的作用 ， 所以 實時準確測量周圍環(huán)境中的可燃性氣體，有毒有害氣體泄露，對保護人民的身體健康和財產(chǎn)安全有重要意義。 而且，氣 體報警器的研發(fā)對于防止煤礦事故也是至關重要的，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計，僅去年煤礦事故死亡人數(shù)就高達 3786 人，同時也造成了巨大的經(jīng)濟損失。 23 參考文獻 13 軟件部分的設計 硬件 電路 的調(diào)試 12 系統(tǒng)主要器件的介紹 3 我國報警器行業(yè)的發(fā)展 1 研究目標及實現(xiàn)功能 I Abstract該儀器對一氧化碳（ CO）進行實時監(jiān)控，當一氧化碳的濃度超過允許值時，控制電路進行報警，并通過外接排風扇與電磁閥對其進行程控，以防事故的發(fā)生。 74LS164 為 TTL 單向 8 位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出， 通過 8 位移位寄存器 74LS164 可進行靜態(tài)顯示。 Leaking gases alarm。 1 研究背景及意義 2 研究方案 6 單片機中斷 與復位 6 單片機中斷系統(tǒng) 9 系統(tǒng)的控制 17 中斷取值子程序 25 科技文章摘譯 更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過高引起煤氣爆炸的事故也不少見。這是近 40 年來最嚴重的一次煤礦事故。 單片機在工業(yè)控制和儀器儀表智能化的應用中扮演著極為重要的角色。 研究方案 設計是利用單片機控制技術，制作了程控一氧化碳報警器。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 CPU 的開銷小。 應用依附是指報警器技術基本上屬于應用技術，其市場開發(fā)多依賴于檢測裝置和自動控制系統(tǒng)的應用，才能真正體現(xiàn)出它的高附加效益并形成現(xiàn)實市場。只有按照市場需求，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，才能實現(xiàn)報警器產(chǎn)業(yè)的全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。 多年來，三大基地在發(fā)展過程中雖然興衰不一，歷史地看，它對我國敏感元件與報警器行業(yè)的建設起到了一定的推動作用。計算機在執(zhí)行程序的過程中，由于 CPU 以外的某種原因，有必要盡快中止當前程序的執(zhí)行，而去執(zhí)行相應的處理程序，在處理結(jié)束后，再回來繼 續(xù)執(zhí)行被中止了的源程序。在內(nèi)部的 TCON 中有四位是與外中斷有關的。 TI、 RI：串行口發(fā)送、接收中斷。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。 MCS51 和 ADC 接口通常可以采用查詢和中斷兩種方式。河北工程大學畢業(yè)論文 8 其將通用的微處理器和 Flash 存儲 器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程有四個階段，即：采樣，保持，量化和編碼。 6．可對 0 到 +5V 的輸入模擬信號進行轉(zhuǎn)換。 端外接的開關為三點巡回測量同一個房間控制開關 ,當開關閉合時有效 。 4．系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，自 45min 后，每隔 10min 音樂響起一次，用來提醒用戶在工作完畢后 ,停止供氣。 ，輸出電流為 120mA， Vp≤. 該電路的工作原理是：預先設定目標工作電壓值，輸出 AT89C51 單片機的 PWM，啟動開關電源工作，通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路將電源電壓值讀入單片機，如果電壓值偏離給定值，則調(diào)整 PWM 輸出，這樣形成一個電壓調(diào)整的閉合環(huán)路，直到電壓值維持恒定，而環(huán)境溫度將決定電壓給定值的大小，達到隨外界溫度的改變而改變加熱功率的目的，以補償氣體傳感器的溫度變化，同時使用開關電源減少了線性穩(wěn)壓電源的壓降損耗 .該開關電源電路的電壓穩(wěn)定精度取決于單片機 A/D 和 PWM 的精度，該 AT89C51 單片機基本能夠滿足氣體泄漏報警器的性能需求?？梢蕴峁﹩为氭i 存的 I/O 接口電路很多，這里以常用的串并轉(zhuǎn)換電路 74LS164 為例，介紹一種常用靜態(tài)顯示電路，以使大家對靜態(tài)顯示有一定的了解。若有，表示晶振正常工作，單片機能保證正常工作。 定時器 0 中斷入口 ORG 0100H START: MOV IE,10000001B 。T0 中斷服務程序， T0 重新置初值 MOV TH0,0FEH SETB TR0 。ADC0809 的端口地址 MOVX DPTR,A 。調(diào)用零點調(diào)整子程序 CALL ALARM 。若開關沒有按下 ,則說明沒有調(diào)零需要 ,系統(tǒng)進河北工程大學畢業(yè)論文 21 入下一步 .通過設置一個按鍵 ,既可保證程序順利進行 ,又方便用戶使用 .具體程序如下 : ADZERO: CALL DELAY JB ,JMP1 。將調(diào)零值送回 40H 保存 MOV A,R3 。 顯示子程序 因為通過 A/D 轉(zhuǎn)換進入單片機 8051 的濃度值以十六進制存在，為了讓LED 顯示需要轉(zhuǎn)換為 BCD 碼，其 BCD 碼轉(zhuǎn)換程序如下： BCD: MOV 55H,00H 。循環(huán)判斷百位 CHAN1: ADD A,64H 。把十位數(shù)放 60H 中 MOV 61H,A 。 T（第 8 腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。 由于本設計采用的是機械按鍵，與地線想連，按鍵按下，輸入為低電平，釋放按鍵則輸入為高電平。關閉聲光報警 SETB CLR 。* * * * * * * * * * * * * * * * * INTO: PUSH ACC 。調(diào)用 ADDD 將其與調(diào)零預設值相加 ,得到調(diào)整后的 16 進制 MOV 31H,A 。* * * * * * * * * * * * * * * * * ADJUST: CLR C SUBB A,32H 。 完成這個軟硬結(jié)合的綜合性設計，不僅使我鞏固了四年來所學的專業(yè)知識，而且還學到了不少新的知識，特別是強化了自己充 分利用圖書館資源，獨立思考問題、解決問題的能力。 我還要感謝和我同組的同學聶添武，雖然他做的是硬件，但在軟件方面，他也給過我很多建議。63H：存放轉(zhuǎn)換完的壓縮 BCD 碼供顯示用 R1:BCD 轉(zhuǎn)換中存放的百位數(shù)（可做百位報警） 。* * * * * * * * * * * * * * * * * 。 接繼。 接綠燈，指示正常 。R4：設置改變模式延時時間 R5， R6：延時程序中用到 。 河北工程大學畢業(yè)論文 30 參考文獻 1何道清 編著 傳感器與傳感器技術 2021 北京 :科學出版社 2 喻萍 郭文川 主編 《單片機原理與接口技術》 2021 化工出版社 3先鋒工作室 編著 單片機程序設計實例 2021北京：清華大學出版社 4吳金戊 沈慶陽 郭庭吉 編著 8051單片機實踐與應用 北京：清華大學出版社 5馬平 姚萬業(yè) 王炳謙 編著 微機原理及應用 ：中國電力出版社 6張迎新 杜小平 等編著 單片機初級教程 ：北京航空航天大學出版社 7 張金鐸 編著《 傳感器及其應用 》西安電子科技大學出版社 8．張慶雙 編著《使用電子電路 200例》 機械工業(yè)出版社 河北工程大學畢業(yè)論文 31 附錄 軟件設計源程序 。從中我得到了不少寶貴的經(jīng)驗和教訓，我相信這些會讓我在今后的工作中取得更好的成績打下堅實的基礎。將 A/D 轉(zhuǎn)換的值減 50 再除 10 乘 5 可得當前濃度的 16 進制值 MOV B,0AH DIV AB MOV B,05H MUL AB RET 中斷處理過程 中斷處理過程可分為三個階段，即中斷響應，中斷處理和中斷返回。關閉 INT0中斷使能 ,關閉中斷 POP PSW 。將 PSW 值壓入堆棧保存 MOVX A,DPTR 。關閉黃色 LED CLR 。設定 毫秒 DJNZ R6,$ DJNZ R5,D1 RET 因為石英晶體為 12MHZ，一個機器周期為 1 微秒，這樣如上程序可達到延時 30 毫秒的目的。 R（第9 腳）為復位端，當 R=0 時，移位寄存器各位復 0，只有當 R=1 時，時鐘脈沖才起作用。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O接口用于筆劃段字形代碼。清除進位標志為下面的 SUBB 準備 CHAN2: SUBB A,0AH 。存放 BCD 轉(zhuǎn)換中的十位數(shù) 河北工程大學畢業(yè)論文 22 CLR C 。當前濃度值減 1（響應調(diào)整變化） XEND1 :MOV 30H,A 。消除抖動延時 MOV A,40H 。調(diào)用顯示子程序 CLR A 。等待 A/D 轉(zhuǎn)換完成信號 JNZ INTOK JMP WAIT 。允許 T0 中斷 SETB EA 。INT0 中斷優(yōu)先 MOV TCON,00000000B 。接著用單片機仿真器向 P1 口送數(shù)值，檢查 LED 數(shù)碼管能否正常顯示，若不能，檢查譯碼器 7448 是否工作，有無電壓輸出，檢查LED 是否損壞。a 各段對應的引腳上。 74LS164 為 TTL 單向 8 位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)主要器件的介紹 GS 傳感器介紹 設計中所用到的氣體傳感器是 GS 系列傳感器，下面具體介紹一下 GS系列氣體傳感器： GS 系列氣敏元件采用半導體敏感材料，工藝獨特為國內(nèi)首創(chuàng)，其靈敏度、選擇性、穩(wěn)定性、抗干擾性、響應時間及壽命等主要性能，均達到國內(nèi)先進水平 .用該 系列元件組裝成易燃易爆和有毒氣體泄漏報警器及檢測裝置，可廣泛運用于礦山、油田、化工、國防、醫(yī)藥及家庭 .GS 系列傳感器主要有以下特點： （ 1）靈敏度高、功耗低，輸出信號強 . （ 2）選擇性好、對被檢測的氣體非常敏感，而對干擾氣體則靈敏度很低 （ 3）穩(wěn)定性、可靠性強 （ 4）具有抗高溫、抗高濕性能 （ 5）元件不含任何貴金屬催化劑，具有抗中毒及抗飽和性能 . 但由于氣體傳感器是使用半導體材料來制作，不可避免的是有溫度漂移問題，如何處理好氣體傳感器溫度補償問題是報警器設計的關鍵（圖 3圖 32）