【導(dǎo)讀】據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個。人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻的個人和集。體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。計）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量。復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)。文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標準規(guī)范。工程的快速進展，燃氣行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。不安全和不穩(wěn)定因素。為了使燃氣更好地造福于民，造福于社會，減少并杜絕各。合的室內(nèi)煤氣泄露報警器實為必要之舉。報警器后級線路處理。經(jīng)過電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線。性電路加以補償，使信號線性化，經(jīng)微機處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，本文正是通過分析目前燃氣報警器的現(xiàn)狀，設(shè)計制作室。內(nèi)故障監(jiān)測報警系統(tǒng)，保障人們的生命財產(chǎn)安全。氣體濃度檢測模塊·······················7. 信號采集放大電路的設(shè)計····················15

　　

【正文】 邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232C與 TTL電 路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可用分立浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 30 元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，MAX232芯片可完成 TTL←→ EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)中由于下載器單片機輸入輸出采用 COMS 電壓，因此在串口與其接口部分即采用MAX232 作為電平轉(zhuǎn)換，圖 顯示了 MAX232 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳和具體連接方法。 接口機械性能 連接器：由于 RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了 DB2 DB15 和 DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。圖 連接器。 ① DB25： PC 和 XT 機采用 DB25 型連接器 [14]。 DB25 連接器定義了 25 根信號線，分為 4組： 異步通信的 9個電壓信號（含信號地 SG） 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8，20， 22； 20mA 電流環(huán)信號 9 個（ 12， 13， 14， 15， 16， 17， 19， 23， 24）； 空 6 個（ 9， 10， 11， 18， 21， 25）； 保護地（ PE） 1個，作為設(shè)備接地端（ 1腳）。 ② DB9 連接器 它提供異步通信的 9個信號。 DB25型連接器的引腳分配與 DB25型引腳信號完全不同。因此，若與配接 DB25 型連接器的 DCE 設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 31 圖 412 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 、連線示意圖 電纜長度：在通信速率低于 20kb/s 時， RS232C 所直接連接的最大物理距離為 15m（ 50 英尺）。 最大直接傳輸距離說明： RS232C 標準規(guī)定，若不使用 MODEM，在碼元畸變小于 4%的情況下， DTE和 DCE之間最大傳輸距離為 15m（ 50英尺）。可見這個最大的距離是在碼元畸變小于 4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于 4%的要求，接口標準在電氣特性中規(guī)定 ，驅(qū)動器的負載電容應(yīng)小于 2500pF。 接口信號 RS232C 規(guī)定標準接口有 25條線， 4條數(shù)據(jù)線、 11條控制線、 3浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 32 條定時線、 7條備用和未定義線，常用的只有 9 根，它們是： ①聯(lián)絡(luò)控制信號線： 數(shù)據(jù)裝置準備好（ Data set readyDSR)—— 有效時（ ON）狀態(tài)，表明 MODEM 處于可以使用的狀態(tài)。 數(shù)據(jù)終端準備好 (Data set readyDTR)—— 有效時（ ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。 這兩個信號有時連到電源上，一上電就立即有效。這兩個設(shè)備狀態(tài)信號有效，只表示設(shè)備本身可用，并不 說明通信鏈路可以開始進行通信了，能否開始進行通信要由下面的控制信號決定。 請求發(fā)送 (Request to sendRTS)—— 用來表示 DTE 請求 DCE 發(fā)送數(shù)據(jù)，即當終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時，使該信號有效（ ON 狀態(tài)），向 MODEM請求發(fā)送。它用來控制 MODEM是否要進入發(fā)送狀態(tài)。 允許發(fā)送（ Clear to sendCTS） —— 用來表示 DCE 準備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號 RTS 的響應(yīng)信號。當 MODEM已準備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時，使該信號有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線 TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。 這 對 RTS/CTS請求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號是用于半雙工 MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中作發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要 RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號，使其變高。 接收線信號檢出 (Received Line detectionRLSD)—— 用來表示DCE已接通通信鏈路，告知 DTE準備接收數(shù)據(jù)。當本地的 MODEM收到浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 33 由通信鏈路另一端（遠地）的 MODEM 送來的載波信號時，使 RLSD 信號有效，通知終端準備接收，并且由 MODEM將接收下來的載波信號解調(diào)成數(shù)字量數(shù)據(jù)后 ，沿接收數(shù)據(jù)線 RxD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出 (Data Carrier detectionDCD）線。 振鈴指示 (RingingRI)—— 當 MODEM 收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。 ②數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線 發(fā)送數(shù)據(jù) (Transmitted dataTxD)—— 通過 TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到 MODEM， (DTE→ DCE)。 接收數(shù)據(jù) (Received dataRxD)—— 通過 RxD線終端接收從 MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)， (DCE→ DTE)。 ③地線 有 兩根線 SG、 PG—— 信號地和保護地信號線，無方向。 設(shè)計如下圖 413 所示： 圖 413 串口通信電路設(shè)計 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 34 第五章 軟件設(shè)計 單片機編程 本設(shè)計可以用 C 語言編程序，也可以用匯編語言編程序，本人選擇用 C語言編寫程序。主要編程序來控制定時、計時中斷、和輸出等。 程序框圖和主要程序框圖 (1)按照以上的軟件程序設(shè)計思想，可以畫出程序的流程圖并根據(jù)流程圖寫出相應(yīng)的程序。程序流程圖如下圖 51 所示： 中斷服務(wù)程序如下圖 52所示： 圖 51程序流程圖 圖 52 中斷服務(wù)程序流程圖 中斷系統(tǒng)初始化 ADC0809 初始化 延時程序 選擇傳感器 等待中斷 計時器初始化 中斷服務(wù)程序 判斷為何種中斷工作狀態(tài) ADC0809 程序 鍵盤程序 中斷返回 INT1 INT0 數(shù)據(jù)送顯示器 主程序 數(shù)據(jù)送存儲器 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 35 第六章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 焊好電路板后，整個控制器的設(shè)計就正式進入調(diào)試階段。在進行軟件調(diào)試之前一定要進行電路板的調(diào)試，以防止由于硬件電路故障導(dǎo)致軟件調(diào)試失敗。 首先要進行的是銅線的連接檢查，看看哪里有不易察覺的斷線現(xiàn)象出現(xiàn)。具體的調(diào)試方法是使用數(shù)字萬用表，把旋鈕開關(guān)旋到電阻檔，紅黑表筆分別去測同一根銅線的電阻，如 果線沒有斷的話，萬用表的顯示應(yīng)該是都為 0，若出現(xiàn)無窮大的顯示則表示此線以斷了，這時只要烙鐵輕輕點少量焊錫把線連上即可。 在硬件電路中有些線與線之間布得比較集中，焊盤也緊挨著線，在這種地方最容易出現(xiàn)短路。檢查方法和檢查斷線的方法相似，也是利用萬用表，旋鈕開關(guān)旋到測二極管的檔位，將紅黑兩表筆分別測懷疑已經(jīng)短路的線或者焊盤上，如果已經(jīng)短路的話萬用表會發(fā)出報警聲，反之，萬用表不會報警。遇到焊盤和焊盤或焊盤和銅線短接時只要用一根細而硬的針把連在一起的地方刮斷就可以了。 在測試開關(guān)的時候發(fā)現(xiàn)按鍵按下后 P2 口的電 平?jīng)]有變化，反復(fù)檢查了幾次都是維持在低電平而無法出現(xiàn)高電平，在排除是單片機芯片故障后又詳細的檢查了電路圖，終于發(fā)現(xiàn)是上拉電阻的接法接錯了，正確的接法是上拉電阻接在單片機與按鍵電路之間，而原理圖中由于一時疏忽將上拉電阻接在了按鍵與地之間，這樣的接法相當于使按鍵部分失效，永遠無法讀入按鍵的鍵號，更改電路圖后按鍵電路的浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 36 故障就完全消除了。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試先是進行燒寫單片機程序，可以檢查出一些語法錯誤，檢查無誤后就可以進行全面的調(diào)試。就是根據(jù)軟件實現(xiàn)步驟逐個檢查程序的可行性，以及程序的嵌套性是否都能達到設(shè) 計的要求。 沒有硬件電路，軟件是無法進行調(diào)試的，在硬件電路檢查無誤后就可以調(diào)試軟件了。 由于編程時用的是 C語言，程序編寫簡單，編程時不必考慮單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以程序總體上沒有錯誤。由于在此之前寫入一個小程序來檢測硬件沒有問題，所以現(xiàn)在只需要調(diào)試好程序即可。 設(shè)定，采集，報警這三個模塊的調(diào)試比較順利，基本是和預(yù)期的一樣。但是在調(diào)試 A/D轉(zhuǎn)換是發(fā)生了意外，在把 A/D轉(zhuǎn)換的程序?qū)懭雴纹瑱C運行后， LCD1602 顯示的是零。一開始以為是接線接錯了，但是在仔細核查一遍后，發(fā)現(xiàn)沒有接錯。后來進一步檢查改進程序后發(fā)現(xiàn)，原來 是寫程序的時候有一條多余的語句沒有屏蔽掉，造成送到LCD 只能顯示零 ,到這里軟件基本上調(diào)試完成。 調(diào)試結(jié)果 解決了以上的硬件和軟件問題后，整個室內(nèi)故障監(jiān)測報警系統(tǒng)就完成了，經(jīng)過多次的測試表明：此室內(nèi)故障監(jiān)測報警系統(tǒng)能實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計所要求的達到的功能。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 37 結(jié) 論 氣體檢測報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。 本論文在對氣體傳 感器和報警技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案。并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進行了詳細的分析和設(shè)計。 本論文設(shè)計的氣體報警器由氣體信號采集電路與單片機控制電路兩大部分構(gòu)成。 在系統(tǒng)單片機控制電路的設(shè)計上，采用了 AT89C51 單片機作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。使儀器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、體積小、成本低等優(yōu)點。由于氣體傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間就越快。 為提高響應(yīng)時間，保證傳感器準確地、穩(wěn)定地工作，需要向氣體傳感器持續(xù)供給 5V 的加熱電壓。 氣體報警器能實時范圍檢測工作，當煙霧的濃度達到設(shè)定的濃度時，發(fā)出聲光報警。報警器還可以與上位機 (PC)進行通信，實時傳輸煙霧濃度檢測數(shù)據(jù)，由上位機記錄保存，也可以利用上位機完成實現(xiàn)遠程實時檢測和控制等功能。 在本論文研制的報警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當?shù)墓δ軘U展，使可燃性氣體報警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 38 致 謝 在一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計中，得到導(dǎo) 師 劉友澈 老師 的悉心關(guān)懷和指導(dǎo)幫助，使得我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成。在基礎(chǔ)知識和實際動手能力方面都有明顯的進步，在學(xué)習(xí)方法和科研方法上有了一個全新的認識，這種科學(xué)認識上的進步勢必影響我以后所有的工作和學(xué)習(xí)。在此，我向我的導(dǎo) 師 劉友澈 老 師表示深深的謝意。 在各位老師和同學(xué)的幫助下，我順利的完成了此次畢業(yè)設(shè)計， 他們在我最無助的時候?qū)ξ疑斐隽嗽郑o了我極大的幫助 .在此，特向他們表示深深的謝意。 最后，向在我做畢業(yè)設(shè)計期間給予過我鼓勵、關(guān)心、幫助的各位老師、同學(xué)表示由衷的敬意！ 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 39 參考文獻 [1]李建忠 單片機原理及應(yīng)用（第二版） [M]. 西安電子科技大學(xué)出版社 , 2020 [2]周立功 單片機實驗與實踐教程（三） [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020 [3]江世明 基于 Proteus 的單片機應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2020 [4]何立民 單片機高級教程（應(yīng)用與設(shè)計） [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020 [5]周明德 單片機原理與技術(shù) [M]. 北京 :人民郵電出版社 , 2020 [6]張友德 單片微型計算機原理應(yīng)用與實驗 [M]. 上海 :復(fù)旦大學(xué)出版社 , 2020 [7]鄒久朋 80C51單片機實用技術(shù) [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020 [8]張靖武 單片機系統(tǒng)的 Proteus 設(shè)計與仿真 [M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2020 [9]周瀾景 基于 Proteus 的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真[M]. 北京 : 北京航空航天大 學(xué)出版社 , 2020 [10] 潘永雄 新編單片機原理與應(yīng)用 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 , 2020 [11]趙星寒 從零開始教你用單片機 [M]. 北京 : 北京航空航天浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計 40 大學(xué)出版社 , 2020