【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （1） 先下一個(gè)程序到單片機(jī)，看下載口是否可以用，經(jīng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)無(wú)法正常下載程序。檢查后發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)閱纹瑱C(jī)下載口和液晶顯示共用了I/O口，所以下載程序的時(shí)候需把液晶1602取下來(lái)即可正常下載。（2） 檢查復(fù)位電路，發(fā)現(xiàn)復(fù)位電路不工作，仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)是原理圖上復(fù)位按鍵的一端未加VCC，經(jīng)改正后，復(fù)位電路可以工作。（3）再分別測(cè)試各模塊，單片機(jī)可以正常工作，液晶顯示模塊能夠正常工作，ADC0809能夠采集煤氣傳感器傳來(lái)的信號(hào)。（4）聲光報(bào)警電路的發(fā)光二極管可以正常工作，但是蜂鳴器不能正常工作。開始時(shí)蜂鳴器裝在NPN三極管的集電極，由于NPN三極管的基極未加限流電阻，而射極直接接地，所以當(dāng)單片機(jī)給高電平給三極管基極時(shí)，所以蜂鳴器聲音不會(huì)響，把蜂鳴器接到射極，蜂鳴器有壓降，并在基極接上一個(gè)限流電阻，蜂鳴器即可正常工作。（5） 人機(jī)交流模塊不能正常工作，由于在檢查人機(jī)交流模塊時(shí)，開始只檢查了P3_7口控制的按鍵，發(fā)現(xiàn)其反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，也就是要按很久才會(huì)有反應(yīng)，開始以為是延時(shí)的問題，但是無(wú)論怎么修改程序，情況都沒有改善，后來(lái)發(fā)現(xiàn)按鍵是壞的，換了一個(gè)按鍵即可。（6）風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊不能正常工作，由于繼電器封裝和買的繼電器不一致，所以割線后，繼電器能正常工作。（7）本設(shè)計(jì)中的燃?xì)怆姶砰y有三根線，當(dāng)在紅黑兩根線接入3V電壓時(shí)，電磁閥導(dǎo)通，在黃黑兩根線接入3V電壓時(shí)，電磁閥關(guān)閉。由于燃?xì)怆姶砰y不上電時(shí)默認(rèn)關(guān)閉狀態(tài)，而在紅黑兩根線接入3V電壓時(shí)呈導(dǎo)通狀態(tài)，所以在設(shè)計(jì)中，把黃線剪斷，只需用三極管控制紅黑兩根線間是否有電壓即可。三極管導(dǎo)通時(shí)，紅黑兩根線間接入3V電壓，電磁閥導(dǎo)通；三極管不導(dǎo)通時(shí)，紅黑兩根線間沒有電壓，電磁閥關(guān)閉。5 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 如果說(shuō)硬件是電路的軀體，那么軟件就是讓這個(gè)軀體動(dòng)起來(lái)的靈魂。軟件的設(shè)計(jì)要基于硬件的基礎(chǔ)，以設(shè)計(jì)的功能為方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。 軟件設(shè)計(jì)主要包括AD采集模塊，顯示模塊，鍵盤模塊以及濃度的換算模塊。 軟件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)一個(gè)好的應(yīng)用軟件，必須充分考慮如下的一些設(shè)計(jì)原則。（1） 軟件在結(jié)構(gòu)上應(yīng)清晰、簡(jiǎn)潔、流程合理。（2） 各功能子程序應(yīng)實(shí)現(xiàn)模塊化、子程序化，以便于調(diào)試、連接、移植和修改。（3） 程序存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)應(yīng)合理規(guī)劃，做到既節(jié)約內(nèi)存容量，又方便操作。（4） 對(duì)需要特殊抗干擾的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)采用軟件抗干擾措施，以提高系統(tǒng)的可靠性。 程序流程圖（1）。 電壓濃度曲線的擬合MQ5氣敏傳感器只能把煤氣濃度轉(zhuǎn)化成電阻，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后輸出電壓信號(hào)，因此需要找出電壓和濃度的關(guān)系式，才能顯示煤氣的濃度。（1）電壓濃度關(guān)系式的計(jì)算方法。根據(jù)MQ5的靈敏度曲線和本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集電路，可以得到Vout和濃度的離散點(diǎn)關(guān)系，經(jīng)測(cè)試，Ro=,取RL=20KΩ，計(jì)算過程如下：先列出每一點(diǎn)濃度對(duì)應(yīng)一個(gè)Rs/Ro值，再求出Rs，通過數(shù)據(jù)采集電路可得Rs/RL=(VccVout)/Vout 即Rs/20=(5Vout)/Vout .因此可以求出每一點(diǎn)濃度對(duì)應(yīng)的電壓值，通過曲線擬合，可以得出電壓和濃度對(duì)應(yīng)的關(guān)系式。 MQ5的靈敏度曲線（2）電壓濃度曲線擬合過程下面分別介紹CO、alcohol、CH4的電壓濃度曲線的擬合過程。①CO電壓—濃度曲線 CO的電壓—。 CO的電壓濃度計(jì)算過程濃度（ppm）RS/RORS（KΩ）Vout（V）10020030040050060070080090010002000300040005000600070008000900010000 通過excel擬合 CO的電壓濃度曲線,為了減小誤差，將濃度縮小100倍之后再進(jìn)行曲線擬合。 CO的電壓濃度曲線將擬合的曲線的公式擴(kuò)大100倍，得出電壓和濃度的關(guān)系，如公式51所示。 （51）②alcohol電壓—濃度曲線alcohol的電壓—。 alcohol的電壓—濃度計(jì)算過程 濃度（ppm） RS/RORS（KΩ） Vout（V）10020030040050060070080090010002000300040005000600070008000900010000 通過excel擬合alcohol的電壓濃度曲線，為了減小誤差，將濃度縮100倍之后再進(jìn)行曲線擬合。 alcohol的電壓濃度曲線將擬合的曲線的公式擴(kuò)大100倍，得到電壓和濃度的關(guān)系，如公式52所示。 （52）③ CH4電壓—濃度曲線CH4的電壓— CH4的電壓—濃度計(jì)算過程濃度（ppm）RS/RORS（KΩ）Vout（V）10020030040050060070080090010002000300040005000600070008000900010000通過excel擬合CH4的電壓濃度曲線，為了減小誤差，將濃度縮小100倍之后再進(jìn)行曲線擬合。 CH4電壓濃度曲線將擬合的曲線的公式擴(kuò)大100倍，得到電壓和濃度的關(guān)系，如公式53所示。 （53）（3） 總結(jié) 根據(jù)氣敏傳感器MQ5的靈敏度曲線和測(cè)試電路，擬合了CO、CHalcohol的電壓濃度曲線，得出了電壓和濃度的關(guān)系式。煤氣的主要成分是CO，當(dāng)氣敏傳感器MQ5檢測(cè)到有煤氣時(shí)，將其濃度轉(zhuǎn)化成電阻，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，單片機(jī)利用擬合的CO曲線的公式將此電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成濃度，顯示電路顯示該濃度。本系統(tǒng)可以檢測(cè)多種燃?xì)猓瑪M合的CH4和alcohol的電壓濃度曲線可用于系統(tǒng)檢測(cè)天然氣和alcohol氣體時(shí)計(jì)算其相應(yīng)的濃度。 軟件部分的調(diào)試的成敗直接影響到課題的實(shí)踐環(huán)節(jié)。下面介紹在軟件調(diào)試過程中遇見的問題及解決方法。（1）由于煤氣傳感器可以把煤氣濃度直接轉(zhuǎn)化成電阻，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后輸出電壓，所以直接由ADC0809采集輸出的電壓，ADC0809的通道選擇直接接地，所以當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，不用進(jìn)行通道選擇。在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，即ADC0809_EO =0,1,0后才能啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換,而我在編程時(shí)，只寫了ADC0809_EO =0,1，所以ADC0809不工作。（2）在編寫程序按鍵掃描程序時(shí)，應(yīng)注意延時(shí)消抖。（3）由于電磁閥上電導(dǎo)通，所以在檢測(cè)到的煤氣濃度值超過警戒值時(shí)，單片機(jī)給控制電磁閥的三極管的基極一個(gè)高電平，電磁閥關(guān)閉，當(dāng)煤氣濃度低于警戒值時(shí)，電磁閥導(dǎo)通。（4） 當(dāng)單片機(jī)給繼電器一個(gè)高電平時(shí)，繼電器工作，排風(fēng)扇被開啟，低電平時(shí)，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于單片機(jī)默認(rèn)高電平，所以主程序里一開始就要給控制繼電器的那個(gè)單片機(jī)I/O口賦低電平。（5）當(dāng)煤氣濃度低于報(bào)警值，單片機(jī)控制綠燈亮；當(dāng)快到達(dá)警戒值時(shí)，單片機(jī)控制黃燈閃爍；當(dāng)煤氣濃度超過報(bào)警值時(shí)，單片機(jī)控制紅燈閃爍，蜂鳴器響，并檢測(cè)退出報(bào)警的按鍵是否有按下，若按下，則退出報(bào)警。（6）在計(jì)算濃度時(shí)，開始定義濃度類型為整型，其取值范圍在32678~32676之間，在測(cè)試過程中，濃度有時(shí)候會(huì)大于32676，此時(shí)會(huì)溢出，煤氣控制器停止報(bào)警，電磁閥導(dǎo)通，風(fēng)扇停止工作。因此把數(shù)據(jù)類型改為無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型。6 測(cè)試結(jié)果 測(cè)試儀器 微型計(jì)算機(jī) 1臺(tái) 數(shù)字萬(wàn)用表 1個(gè) 煤氣罐 1罐 煤氣控制器的測(cè)試 擰開煤氣罐閥門，放一點(diǎn)煤氣出來(lái)，煤氣控制器檢測(cè)煤氣，液晶屏顯示其濃度。當(dāng)煤氣濃度超過警戒值時(shí)，聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，電磁閥關(guān)閉，同時(shí)，排風(fēng)扇開始進(jìn)行通風(fēng)。空氣中的煤氣濃度開始降低，當(dāng)煤氣濃度低于警戒值時(shí)，煤氣控制器停止報(bào)警，電磁閥導(dǎo)通，排風(fēng)扇停止通風(fēng)。 CO參數(shù)測(cè)試(1)由氣敏傳感器MQ5的靈敏度曲線和測(cè)試電路可以得出每一點(diǎn)的濃度對(duì)應(yīng)的電壓值Vout。該濃度為理論值。 濃度理論值（ppm）Vout（V）10020030040050060070080090010002000300040005000600070008000900010000(2)編程讓液晶顯示同時(shí)顯示采集回的電壓和濃度，記錄Vout對(duì)應(yīng)的濃度值。該濃度為測(cè)量值。 Vout（V）濃度測(cè)量值（ppm）911732894335266009911054119012642143317839564903574570698239911410073(3)通過以上兩個(gè)表，可以比較濃度的理論值與濃度的測(cè)量值，計(jì)算誤差。 濃度理論值（ppm）濃度測(cè)量值（ppm） 誤差（%）10091200173300289400433500526600600070099180010549001190100012642000214330003178400039565000490360005745700070698000823990009114100001007