【導讀】做出的相應的報警，即為家庭式。但是隨著社會的發(fā)展，煤氣報警器也在發(fā)展。等方面得到了廣泛應用，顯著提高了各種設備的技術水平和自動化程度。這些原理和結構我們就需要很好的了解并掌握。該報警器對一氧化碳進行實時控制，當一氧化碳的濃度超過。允許值時，控制電路進行報警。

　　

【正文】 類為：振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器和生物傳感器等。 以其輸出信號為標準可將傳感器分為： 模擬傳感器 —— 將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。 數字傳感器 —— 將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號 (包括直接和間接轉換 )。 膺數字傳感器 —— 將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換 )。 開關傳感器 —— 當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。 在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。 與采用新材料緊密相關的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個方向： 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 硬件電路設計 20 ① 在已知的材料中探索新的現象、效應和反應，然后使它們能在傳感器技術中得到實際使用。 ② 探索新的材料，應用那些已知的現象、效應和反應來改 進傳感器技術。 ③ 在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和 新 反應，并在傳感器技術中加以具體實施。 現代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯(lián)的。 按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為：集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器和陶瓷傳感器。 集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路 也集成在同一芯片上。 薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底 (基板 )上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。 厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3 制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。 陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝 (溶膠 凝膠等 )生產。 完成適當的預備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒制。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變形 。 每種 工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。 根據以上對傳感器的相關知識的介紹，我們可以明確傳感器是測量、控制系統(tǒng)的，必須具備良好的性能。在設計中應該注意以下要點： ① 輸入和輸出之間成比例，直線性好、靈敏度高、分辨力強、測量范圍寬。 ② 滯后、漂移誤差小。 ③ 動態(tài)特性好。 ④ 功耗小。 ⑤ 時間老化特性優(yōu)良。 ⑥ 與被測體匹配良好， 不因接入傳感器而使得被測對象受到影響， 且 受被測量之外的影響小。 ⑦ 體積小、重量輕、價格低廉。 ⑧ 故障率低，易于校準和維護。 ⑨ 由于傳感元件的輸出信號一般 比較小，為了便于能夠驅動控制電路，在傳感器電路中還應該包括放大器。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 硬件電路設計 21 鑒于以上選擇要點，本文中用到的傳感器必須具備良好的測量效果、功耗小、動態(tài)特性良好和體積小、重量輕、價格低廉等幾個主要特性。為此我們選擇了 MQ7系列傳感器。 報警電路的設計 報警電路采用了蜂鳴器以及繼電器。在設計中，單片機的 、 、 分別控制繼電器以及蜂 鳴器，通過編程讓傳感器的數據和給定值進行比較。如果大于則報警，即蜂鳴器鳴叫，繼電器閉合。電路圖如圖 所示： 圖 報警電路 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 軟件部分 22 4 軟件部分 主程序設計流程 主程序流程圖如圖 所示。首先要給傳感器預熱三分鐘，因為 MQ7 型半導體電阻式氣體傳感器在不通電存放一段時間后，再次通電時，傳感器不能立即正常采集氣體信息，需要一段時間預熱。程序初始化結束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。 AT89C51 單片機對傳感器檢測的氣體濃度信號進行 A/D 轉換，將濃度值與報警 設定值相比較，判斷是否報警。主程序還包括狀態(tài)聲音報警功能及自動閉合設置，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 圖 主程序流程圖 程序編程與調試 C 語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 軟件部分 23 匯編語言的功能。 C 語言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統(tǒng)硬件的控制。 C語言是一種結構化程序設計語言，它支持當前程序設計中廣 泛采用的由頂向下結構化程序設計技術。此外， C 語言程序具有完善的模塊程序結構，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設計方法提供了有力的保障。因此，使用 C語言進行程序設計已成為軟件開發(fā)的一個主流。用 C語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)，用 C語言進行單片機 程序設計是單片機開發(fā)與應用的必然趨勢。所以作為一個技術全面并涉及 較大規(guī)模的軟件系統(tǒng)開發(fā)的單片機開發(fā)人員最好能夠掌握基本的 C語言編程。使用 C 語言肯定要使用到 C 編譯器，以便把寫好的 C 程序編譯為機器碼，這樣單片機才能執(zhí)行編寫好的程序， C語言程序見附錄 D。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C語言 來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標代碼效率非常之高， 多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。 Keil C51 標準 C 編譯器為 80C51 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時保留了匯編代碼高效 、 快速的特點。 C51編譯器的功能不斷增強，更加貼近 CPU 本身 及其它的衍生產品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含 :編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調試器。 uVision4 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 程序調試的步驟 ① 源文件的建立：使用菜單 “ FileNew” 或者點擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項目窗口的右側打開一個新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入匯編語言源程序。保存該文件，加上擴展名 .c，這里將文件保存為一氧化碳 .c。 ② 建立工程文件：點擊“ ProjectNew Project”菜單，出現一個對話框，要求給工程起一個名字，我們輸入一氧化碳 ,不需要擴展名，點擊保存按鈕，出現第二個對話框。這個對話框要求選擇目標 CPU（即我們所 使用的芯片型號 AT89C51），點擊 ATMEL 前面的“ +”號，展開該層，點擊其中的 89C51，然后點擊確定按鈕，回到主界面。此時，在工程窗口的文件頁中，出現了“ Target1”，前面有 “ +”河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 軟件部分 24 號，點擊“ +”展開，可以看到下一層的“ Source Group1” ,這時的工程還是一個空工程，什么文件也沒有，需要手動把剛才編寫好的源程序加入，點擊“ Source Group”使其反白顯示，然后，點擊鼠標右鍵，出現一個下拉菜單。選中其中的“ Add file to Group“ Source Group1”對話框，要求尋找 源文件，注意該對話框下面的“文件類型“默認為 C Source file (*.c),也就是以 C 為擴展名的文件。雙擊一氧化碳 .c文件，將文件加入項目。注意 在文件加入項目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其他文件，但初學時常會認為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現對話框，提示你所選的文件已在列表中，此時點擊確定，返回前一對話框，然后點擊 ” Close” 即可返回主界面，返回后，點擊“ Source Group 1”前的加號，會發(fā)現一氧化碳 .c 文件已在其中。雙擊文件名，即可打開源程序。 ③ 工程的詳細設置：首先點擊左邊 Project 窗口的 Target 1,然后使用菜單“ ProjectOption for target‘ target 1’ ”即出現對工程設置的對話框， 這個對話框可謂非常復雜，共有 8 個頁面，要全 部搞清可不容易，好在絕大部分設置項取默認值就行了。設置完成以后按 確認返回主界面，工程建立、設置完畢。 ④ 編譯、連接：在設置好工程后，既可以進行編譯、連接。選擇菜單ProjectBuild target,對當前工程進行連接，如果當前文件已修改軟件會先對該文件進行比較，然后再連接以產生目標代碼。編譯過程中的信息將出現在輸出窗口中的 Build 頁中，如果源程序有語法錯誤，會有錯誤報告出現，雙擊該行，可以定到出錯的位置，對源程序反復修改后，最終提示獲得了名為一氧化碳 .hex 的文件，該文件即可被編程器讀入并寫到芯片中，同時還產生了一些其他相關文件可被用于 Keil 的仿真與調試，仿真電路見附錄 E。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 結論 25 結論 本文設計和 實現了一種基于 AT89C51 單片機的智能煤氣泄漏控制器系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以方便、廉價、可靠和實用等為目的，綜合運用了單片機技術、通信技術、傳感器技術、信號分析與處理技術，使煤氣泄露自動測試系統(tǒng)數字化、智能化、微型化。分析本文設計，可得如下的結論 : ① 在硬件系統(tǒng)設計中，以集成 A/D轉換等多種功能的 89C51 單片機為核心，使得結構簡單，實現了煤氣檢測的數字化，為實現智能化奠定了良好的基礎，進一步提高了煤氣檢測可靠性。 ② 針對傳感器零點漂移問題，提出了采用溫度補償校正的方法，同時應用高精度低溫漂的運算放大器 ,從而抑制了零點漂移，較好地解決了模擬式報警器零點漂移問題。 ③ 為了解決傳感器的非線性問題，采用線性內插值計算方法對傳感器進行非線性校正，運行速度快，校正精度高，提高了報警準確性。 煤氣泄露控制是一項十分重要且非常有意義的工作，盡管本文取得了一些成果，但在檢測精度、檢測系統(tǒng)的可靠性等方面，仍存在一些不足需要進一步研究。 ① 關于系統(tǒng)的檢測精度問題，在系統(tǒng)應進一步改進。 ② 關于零點漂移的抑制問題 ,生產現場需要研究一種無需人工干預的零點漂移抑制辦法 。 ③ 關于報警器報警閉值確定問題，需要研究一種新的閉值確定方法，以提高檢測的可靠性。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 26 參考文獻 [1]曹國華 .單片機原理及接口設計 [M].第二版 .西