【正文】 ................................... 16 聲光報警模塊 .................................................... 20 顯示模塊 ..................................................... 20 第四章 軟件設(shè)計 .......................................... 22 單片機編程 ...................................................... 22 主程序 .......................................................... 24 調(diào)零 子程序 ...................................................... 25 顯示子程序 ...................................................... 26 報警子程序 ...................................................... 27 第五章 結(jié)論與建議 ........................................ 30 致謝 .................................................... 31 參考文獻 ................................................ 32 附錄一 程序代碼 .......................................... 33 附錄二 系統(tǒng)大圖 .......................................... 39 大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 I 摘要 隨著改革開放，與西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深發(fā)展。由于要求燃氣體報警器具有更小的體積，更高精度的監(jiān)控，更長時間穩(wěn)定的工作的特點。此燃氣泄漏報警器可以將氣體傳感器 輸出的 模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊處理 送入 主控模塊 中進行處理 ，并將測量數(shù)值傳到 LED 模塊 ， 若氣體濃度超過警報值（需自行設(shè)定一個，可以是爆點稍低）， 用 主控模塊操作紅燈 報警， 并使蜂鳴器鳴響，發(fā)出警報，降低危險發(fā)生的概率 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本次燃氣泄漏報警器系統(tǒng)才用了單片機主控模塊， LED 顯示模塊，聲光報警模塊，氣體傳感器模塊，和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。動態(tài)顯示即依次輪流點亮各位顯示器，故同一瞬間只能顯示一種字符。 大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三章 硬件設(shè)計 6 第三 章 硬件設(shè)計 主控單片機模塊 本設(shè)計中采用的是 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機。只讀程序存儲器，但 8051 上使用的片上閃存和一些變種的重新編程的內(nèi)存在系統(tǒng)或應(yīng)用程序提供了一種方法。在這種應(yīng)用中， p2 發(fā)射 1時，使用強大的內(nèi)部上拉。在正常操作中， ALE 是在一個恒定的速率1/6 振蕩器的頻率發(fā)射并可能用于外部定時或定時的目的。有余輸入至內(nèi)部 時鐘信號 要通過一個二分頻 觸發(fā)器 ，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 IT1： INT1 觸發(fā)方式控制位， IT1=0， INT1 為低電平觸發(fā)， IT1=1， INT1 為負跳變觸發(fā)。我們在設(shè)計單片機復位時，有不同的選擇，而上電復位可以利用電容器的充放電來實現(xiàn)，是我們選擇的首要方式 ,上電復位利用電容器的充電實現(xiàn)。氣體檢測儀可以在發(fā)生泄漏的地方運營商敲響了警鐘，讓他們有機會離開該地區(qū)。一般來說，它們 都安裝上固定式鋼結(jié)構(gòu)溫和的和電纜連接到 SCADA 系統(tǒng)進行持續(xù)監(jiān)督和跳閘連鎖緊急情況下可以激活的探測器。 耐腐蝕性 耐腐蝕性對于傳感器的使用壽命有著重要意義，眾所周知，許多待檢測的氣體有很強的腐蝕性，若耐腐蝕的能力不強這會造成探針老化，當氣體濃度非常大的時候，嚴重影響傳感器的使用壽命。由于這種傳感器具有陰陽極，所以 VC需用直流電源。 大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三章 硬件設(shè)計 15 圖 7 傳感器輸出特性曲線圖 圖 8 傳感器加溫度補償所需的加熱電壓曲線 溫度補償電路 由于傳感器電阻 Rs 本身容易受到溫度的影響，若直接使用會產(chǎn)生誤差，經(jīng)過放大器的放大之后，原本很小的誤差就會被擴大，從而影響最終的結(jié)果。 它采用COMS 技術(shù)的 20pin 雙列直插式封裝鎖三態(tài)注冊直接驅(qū)動數(shù)據(jù)總線連接到電腦上，無需額外的接口電路。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 （ 2）查詢方式 像 ADC0809 的 EOC 端狀態(tài)信號 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。電源在整個燈具 回路 中的作用 功能類似于P 2 .4P 2 .3P 2 .5P 1 .0P 1 .3P 1 .1P 1 .2P 0 .7P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6X T A L 2X T A L 1R X DT X DR S TV S SIN T 0WRP 2 .0RDP 2 .6P 2 .7P 2 .2ALEA T 8 9 C 5 1紅黃綠R3R4R5Q58 5 5 0R21KR31 0 KV C CU 1 3B U Z Z E R大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三章 硬件設(shè)計 21 人的心臟 ， 國際市場上國外客戶對 LED 驅(qū)動電源 要求十分高。在這樣的環(huán)境中，用匯編語言編寫，有很大一部分的匯編指令，一直到高層次的語言相似。然而，用匯編語言準備和過程控制軟件，系統(tǒng)軟件，并將其目標程序占用內(nèi)存空間少，運行速度快，有一個高層次的語言不可替代的用途。啟動 T0 大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第四章 軟 件設(shè)計 25 SETB ET0 。調(diào)用判斷報警程序 CALL BCD CALL DISP 。將調(diào)零預設(shè)值 40H 送入 CLR C 。將新濃度載入累加器 L2: CALL BCD 。設(shè)堆棧指針 MOV TMOD,01H 。由于使用匯編語言助記符，使用匯編語言程序編譯成計算機，該計算機不喜歡使用相同的程序在機器語言寫的，直接識別和實施，必須進行預，放置在電腦的“匯編”中的處理和翻譯，才能成為能夠識別和處理直接由計算機二進制代碼程序。許多匯編提供了額外的機制，以方便程序開發(fā)，控制的匯編過程，并幫助調(diào)試。其中顯示小數(shù)點的需要用一個來表示，而字符表示要使用七個 LED 顯示管，故此 LED 顯示管也稱之為 7 段二極管數(shù)碼顯示器。因此常常采用下述三種傳送方式。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使 0809 復位，下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換）。電壓增益Av=Vout/（ Vi2Vi1），本設(shè)計中，放大 10 倍。 MQ9 一氧化碳氣體傳感器具體特性測量范圍為 01000PPM，工作溫度 20～ 70176。在這里我們主要他對一氧化碳的檢測功能 [13]。 生物學，化學是傳感器的主要設(shè) 計參考依據(jù)，而其靈敏度主要由所使用的技術(shù)所決定的。 氣體傳感器 可以分為氣體檢測器，氣體檢測器是兩種主要類型：便攜設(shè)備和固定式氣體檢測器的操作機構(gòu)（半導體，氧化，催化，紅外等）。當一氧化碳進入人體，最終到達血液循環(huán)系統(tǒng)后，就會大量取代氧分子而與血紅蛋白相結(jié)合。 在本次的設(shè)計中必須對單片機復位，再繼續(xù)進行設(shè)計。 TF0：與 TF1 類似。 XTAL2從反相振蕩放大器的輸出 振蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該引腳驅(qū)動高看門狗超時后的 98 個振蕩器周期。端口 2 輸出緩沖器可匯 /源四 TTL 輸入。他們不能被通過 R0 或 R1 間接訪問。采用 74LS164 實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換，無需添加其他驅(qū)動電路。 常用的顯示設(shè)備主要有 LED 顯示器和 LCD 顯示器，由于本系統(tǒng)的主控芯片可以直接驅(qū)動 LED 顯示器和僅需要顯示數(shù)字，故選擇 LED 顯示器。燃氣泄漏報警器的關(guān)鍵部分是單片機主控模塊和氣體傳感器模塊，因此我們根據(jù)周圍環(huán)境，所檢測的氣體以及生產(chǎn)成本等諸多方面考慮采用 MQ9 行氣體傳感器和 atmel 公司的單片機。其中 AT89C51 單片機 ，其價格便宜，易于產(chǎn)品化。所以，防止煤氣中毒與爆炸是人們一定要正視的問題。因此研究各種氣體的檢測方法與報警也隨之成為一個重要課題，同時對于煤氣 氣體的檢測與控制就變得很重要了。 對于商用燃氣泄漏報警器來說還外國的技術(shù) 發(fā)展較早，而且也更加成熟。 首先氣敏傳感器作為第一部分首先要感知周圍空間環(huán)境的一氧化碳的濃度，將氣體濃度通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的電壓信號送入單片機。 方案的選擇 方案一：采用單片機 AT89C51 芯片 以單片機 AT89C51 芯片作為系統(tǒng)的控制核心，具有 4KB 的 Flash 閃速存儲器， 128B 內(nèi)部 RAM，兩個 16 位定時 /計數(shù)器， 32 個 I/O 接口線，一個 5 向 量的兩級終端結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。相反，如果單片機無法提供足夠的刷新頻率，則顯示效果不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。一個 8 位的 cpu 及指令系統(tǒng)，21 個非常用功能寄存器，非片內(nèi)存儲電路。許多變種的 8051 包括標準的 256 字節(jié) IRAM 加在芯片上幾 KB 的 XRAM。當 1s 被寫入港口 3 pins，他們拉高由內(nèi)部上拉 ，并可以作為輸入。 設(shè)置的 ALE 禁止位微控制器有沒有效果，如果是在外部執(zhí)行模式。 IE 瀏覽器中還包含了一個全局禁止位，例如 EA，禁用所有中斷一次。 有 EX0 EX1 ES ET0 ET1 EA 等 其中 EA 是總開關(guān)，如果它等于 0，則所有中斷都不允許。 同時單片機的的個別引腳信號同時也受到了復位操作的 影響同時一些寄存器也受復位影響 。他們傳送的聲音和可視信號，如報警和閃爍的燈光，檢測到危險水平時，燃氣蒸汽通過一系列的警告。 任何一個完整的氣體傳感器都必須具備以下條件： 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是在整個工作時間的傳感器的響應(yīng)取決于零點漂移間隔漂移的基本穩(wěn)定，并且能選擇性地檢測某種單一氣體，而對共存的其它氣體不響應(yīng)或低響應(yīng)。 氣體報警器的實現(xiàn)，與不同傳感器之間的選擇是很重要的，是該系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能反映瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的精度和范圍。二者之間的關(guān)系為：（ Vrl*Rs/RL） +Vrl=Vc 下圖是 利用上圖回路測得由潔凈空氣轉(zhuǎn)換到至一氧化碳氣體中時，傳感器的變化 RL 上的信號輸出變化情況，輸出信號的測定是在電壓變化的 分鐘到 5 分鐘之間進行的。負載電阻 RL 不隨溫度升高而變化，而傳感器電阻 Rs 與溫度變化成正比，傳感器的輸出電壓由 Vi1/RL=[Vcc/（ RL+Rs） ]可知，傳感器輸出電壓是減小的，即傳感器發(fā)生零 點漂移。下面描述各引腳的功能。比較器的數(shù)據(jù)來自將地址譯碼選通模擬的輸入。 大連海洋大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三章 硬件設(shè)計 20 聲光報警模塊 對于煤氣報警裝置，則是設(shè)計的重中之重，是泄漏裝置的外在表現(xiàn)核心。但由于程序不復雜，所以用匯編語言方便并且利于修改，因此此次我們用匯編語言來編程。 （ 3）匯編語言的特點： 1 低層次的面向機器的語言，通常是為特定的計算機或系列計算機設(shè)計； 2 保持的機器語言的直接和簡單的特點； 3 可以有效地訪問和控制各種計算機硬件設(shè)備，如 ROM， RAM， CPU， I/O 端口等； 4 是一種高效的編程語言。主程序入口地址 ORG 03H JMP INTO 。調(diào)用 LED 自檢子程序 MOV 33H,00H 。 調(diào)零子程序 對于單片機模擬電壓量，與真實電壓量存在一丁點的誤差。這樣， 對于警報器的數(shù)值可以進行修改 。ADC0809 的端口地址