【導(dǎo)讀】機實現(xiàn)瓦斯探測器的設(shè)計與實現(xiàn)方法。瓦斯探測器是一種采用單片機控制。方便，我們將單片機進行了模塊化處理。系統(tǒng)的各個模塊都由它控制完成。接近危險值時，自動發(fā)出報警，提醒井下人員立刻離開。備靈敏度調(diào)節(jié)和檢測強度調(diào)節(jié)開關(guān)，有簡單、方便、準確、實用等特點。

　　

【正文】 至此，本指令執(zhí)行結(jié)束。 PC=0002H，機器又進入下一條指令的取指令過程。機器一直重復(fù)上述過程直到程序中的所有指令執(zhí)行完畢，這就是單片機的基本工作過 程。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 32 三 軟件流程和源程序 編寫的部分 C 程序如下 : include define unit unsigned int define uchar unsigned char uchar bdata FLAG。 sbit FLAG1=FLAG^1。 sbit FLAG2=FLAG^2。 sbit P1_1=P1^1。 sbit P3_2=P3^2。 sbit P3_0=P3^0。 uchar data time,Dtime,Btime。 unit fetch_rate(void)。 main(){ char bdata JFLAG。 unit data state,Astate,rate。 do{ P1=0xFF。 FLAG=P1。 TXD=1。 P3_2=1； P3_0=0。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 33 (1) NO YES YES NO YES 返回（ 1） 圖 51 軟件流程圖 初始化 輸入 P1到標志 FLAG FLAG 6 決定 采樣時間 time Time=2 Time=4 Time=6 Time=8 State=2 State=4 State=8 State=6 FLAG 4 決定報警狀態(tài) state 在 time 時間采樣計數(shù) 現(xiàn)時計數(shù)率 rate=count/time 報警 取計數(shù)率 rate Astate=sate1 撤報警 rate 大于等于 state? rate 大于等于 state? 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 34 JFLAG=FLAG6。JFLAG=JFLAGamp。0x03。 swich(JFLAG){ /*采樣時間設(shè)定 */ case 0: time=2。Dtime=20。break。 case 1: time=4。Dtime=40。break。 case 2: time=6。Dtime=60。break。 case 3: time=8。Dtime=80。break。 } Btime=Dtime。 JFLAG=FLAG4。JFLAG=JFLAGamp。0x03。 swich(JFLAG){ /*門閾值數(shù)設(shè)定 */ case 0: state=2。break。 case 1: state=4。break。 case 2: state=6。break。 case 3: state=8。break。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 35 } FLAG1=0。 TM0D=0x01。 TH0=0x3C。TL0=0xB0。 TR0=1。ET0=1。EA=1。 rate=fetch_rate()。 Astate=state1。 if(rate=state){ TXD=0。P3_2=0。P3_0=1 /*設(shè)置報警 */ do{ rate=fetch_rate()。 }while(rate=Bstate)。 TXD=1。P3_2=1。P3_0=0 /*撤報警 */ } }while(1)。 } usigned int fetch_rate()/*計算 rate*/ { unit count＝ 0。 do{}while(!FLAG1)。 Dtime=Btime。 return(count/time)。 } 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 36 timer0 () interrupt 1 using 1 { TH0=0x3C。TL0=0xB0。 if(P2_1==0){count=count+1。}/*計數(shù) */ if(Dtime==0){FLAG1=1。} } 其中， 文件定義了所有 8051 的特殊功能及中斷。使用 6MHz 晶振，每 100ms 中斷一次，采樣時間 time 秒， Dtime 為采樣時間內(nèi)的采樣次數(shù)。中斷服務(wù)程序判斷采樣時間到時設(shè)置標志位 FLAG1， fetch_rate()在采樣時間到后取出的計數(shù)值 count，返回 rate 值。然后進行判斷及報警操作。程序循環(huán)到選擇開關(guān)前，方便判斷開關(guān)變化。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 37 第六章 調(diào)試及運行結(jié)論 一 調(diào)試 外觀檢查 檢查液 晶，電源開關(guān)，保險絲，外殼等部分的情況。 開機情況測試 打開電源后，綠燈亮，表示系統(tǒng)開機且正常工作。 工作情況測試 當(dāng)空氣中的瓦斯氣體濃度到達危險值時， LED 紅燈亮，同時蜂鳴器發(fā)出響聲。 二 所達到的性能指標 : 測量范圍： 0～ 4%CH4 測量誤差： 0～ %CH4 時， 177。%CH4 ＞ ～ %CH4時， 177。%CH4 分辨率： %CH4 響應(yīng)時間： ≤30s 報警方式：蜂鳴器斷續(xù)報警聲，聲強＞ 80dB、紅色背光閃亮，在暗處能見度＞ 20 米 報警恢復(fù)時間 : ≤ 20s 報警設(shè)定值 : 1% (CH4) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 38 報警誤差 : 177。 10% 報警范圍 : 019～ 111% (CH4) 電源 : 220V 177。 10% 50246。60Hz 1 工作環(huán)境 : 環(huán)境溫度 : 15～ 35℃ 相對濕度 : 85% 氣 壓 : 86～ 106kPa 功 耗 : 4W 三 運行結(jié)論 該系統(tǒng)設(shè)計簡單，通過多次采樣能更準確報警，通過門閾開關(guān)可調(diào)節(jié)報警強度。實驗證明系統(tǒng)性能良好。 測試結(jié)果報警誤差為 5%。報警器已有實用價值。 在該系統(tǒng)的設(shè)計中 ,始終貫穿安全第一的思想 ,但由于條 件限制等原因 ,該系統(tǒng)有待進一步完善。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 39 謝 辭 經(jīng)過 3 個多月的緊張學(xué)習(xí)、設(shè)計，該系統(tǒng)基本上結(jié)束了。雖然本次設(shè)計的時間不是很長，但是它把我所學(xué)習(xí)的知識又系統(tǒng)的溫習(xí)了一遍。在整個系統(tǒng)設(shè)計中，不僅用到了我們以前學(xué)過的知識，同時又涉及到一些我們沒學(xué)到的知識，這樣又使我們的知識范圍延伸了一步。 在設(shè)計過程中，無論設(shè)計方案的提出，方案的比較論證，到最后的方案的實現(xiàn)，都經(jīng)過了仔細的思考、研究、何多方求證，在此期間查閱了大量得資料，請教了很多同學(xué)和老師。使自己的知識體系更加成熟，更加完善。 在畢業(yè)設(shè)計的過程 中指導(dǎo)老師給予了大力支持，制作完成后通過了指導(dǎo)老師及相關(guān)專家的評定，對最后的運行結(jié)果都表示滿意。 在項目的設(shè)計和制作過程中，王德杰老師對整個項目作了整體的規(guī)劃和細致的分析及講解，感謝他在百忙之中抽出時間來指導(dǎo)我們，在此對他致以崇高的敬意并表示衷心的感謝。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計正文 40 參 考 文 獻 [1] 張毅坤 .《單片機微型計算機原理及應(yīng)用》 .西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 .2020. [2] 吳玉鋒等 .氣體傳感器研究進展與發(fā)展方向〔 J〕 :計算機測量與控制， 2020. [3] 閻石 .《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 .北京 ：高 等教育出版社 ,1998. [4] 童詩白等 .《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 [M].北京 : 高等教育出版社 .1988. [5] 謝文和 .《傳感技術(shù)及應(yīng)用》 . 北京 : 高等教育出版社 .2020. [6] 張福學(xué) .《傳感器敏感元器件大全》 .北京 :電子工業(yè)出版 》 社 ,1991. [7] 趙淑清 .《電子信息與通信專業(yè)英語》 .哈爾濱 ：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2020. [8] 王汝琳 .《礦井瓦斯傳感器的近代研究方法及方向》 [J].煤礦自動化 ,1998. [9] 王福瑞 .《單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全》 .北 京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 .1999. [10] 徐惠民等 . 《 單片微型計算機原理、接口、應(yīng)用 》 [M].北京 :北京郵電學(xué)院出版社 ,1990.