【導(dǎo)讀】漏、火災(zāi)爆炸事故日益增多。從安全、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)上考慮,研制一種檢測可燃性。氣體自動報警和自動打開排器裝置的一種控制器是非常必要的。器+單片機(jī)控制電路”設(shè)計思路,具有檢測誤差小,反應(yīng)速度快等優(yōu)點。警及打開排氣裝置等工作。該報警器可以實時、準(zhǔn)確檢測可燃性氣體,并且可以長時間可靠無誤的報警,具有很廣泛的應(yīng)用前景和推廣價值。

　　

【正文】 元器件與設(shè)計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后 ,用替換方法排除錯誤。 排除電源故障 在通電前 ,一定要檢查電源電壓的幅值和極性 ,否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位 ,一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位 ,若在5V~ 之間屬正常。若有高壓 ,聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時 ,將會損壞仿真器等 ,有時會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試 聯(lián)機(jī)仿真必須借助仿真開發(fā)裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是單片機(jī)開發(fā)的最基本工具。 信號線是聯(lián)絡(luò)單片機(jī)和外部器件的 紐帶 ,如果信號線連結(jié)錯誤或時序不對 ,那么都會造成對外圍電路讀寫錯誤。 52 系列單片機(jī)的信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號 (PSEN)、地址鎖存信號 (ALE)、復(fù)位信號等幾大類。這些信號大多屬于脈沖信號 ,對于脈沖信號借助示波器 (這里指通用示波器 )用常規(guī)方法很難觀測到 ,必須采取一定措施才能觀測到。應(yīng)該利用軟件編程的方法來實現(xiàn)。例如對片選信號 ,運行相關(guān)小程序就可以檢測出譯碼片選信號是否正常。 執(zhí)行程序后 ,就可以利用示波器觀察芯片的片選信號引出腳 (用示波器掃描時間為 1μ s/每 格檔 ),這時應(yīng)看到周期為數(shù)微秒的負(fù)脈沖波形 ,若看不到則說明譯碼信號有錯誤。 對于電平類信號 ,觀測起來就比較容易。例如對復(fù)位信號觀測就可以直接利用示波器 ,當(dāng)按下復(fù)位鍵時 ,可以看到的復(fù)位引腳將變?yōu)楦唠娖?。一旦松開 ,電平將變低。 總而言之 ,對于脈沖觸發(fā)類的信號我們要用軟件來配合 ,并要把程序編為死循環(huán) ,再利用示波器觀察 。對于電平類觸發(fā)信號 ,可以直接用示波器觀察。 顯示器部分調(diào)試為了使調(diào)試順利進(jìn)行 ,首先將 LED 顯示分離 ,這樣就可以用靜態(tài)方法先測試 LED 顯示 ,分別用規(guī)定的電平加至控制數(shù)碼管段和位顯示的引腳 ,看數(shù)碼管顯示 是否與理論上一致。不一致 ,一般為 LED 顯示器接觸不良所致 ,必須找出故障 ,排除后再檢測電路工作是否正常。對應(yīng)進(jìn)行編程調(diào)試時 ,分為兩個步驟 :第一 ,對其進(jìn)行初始化 (即寫入命令控制字 ,最好定義為輸出方式 )。第二 ,將 LED結(jié)合起來 ,借助開發(fā)機(jī) ,通過編制程序 (最好采用“ 8”字循環(huán)程序 )進(jìn)行調(diào)試。若調(diào)試通過后 ,就可以編制應(yīng)用程序了。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試主要采用 keil 軟件調(diào)試編譯單片機(jī)程序。由于由于 STC89C52可以擦寫上千次 ,所以在這個調(diào)試過程中 ,并沒有用仿真器來實踐 ,而是直接將程序燒寫進(jìn)單片機(jī) 來操作。將通過 KEIL 軟件編譯通過的單片機(jī)程序生成的“ .hex”文件用燒錄軟件通過下載線燒寫進(jìn)單片機(jī)中。 軟、硬件整體調(diào)試 軟、硬件聯(lián)調(diào)是將已經(jīng)調(diào)試通過的軟件和硬件結(jié)合起來一起進(jìn)行調(diào)試。這部分是單片機(jī)制作過程中最重要的調(diào)試部分。單一的軟件或是硬件的調(diào)試通過了并不能驗證總的方案的可行性。只有將整個系統(tǒng)的軟件硬件相結(jié)合連接起來進(jìn)行調(diào)試 ,也就是綜合調(diào)試。如果調(diào)試成功了才能說明此系統(tǒng)的功能實現(xiàn) ,系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)成功。 采用 Keil 軟件和硬件電路板進(jìn)行軟硬件聯(lián)合仿真 ,首先編譯單片機(jī)程序 ,然后運行編譯的程 序 ,程序檢查成功后 ,再把程序燒入硬件之中。對調(diào)試過程中出現(xiàn)的錯誤要仔細(xì)分析 ,然后不斷更正錯誤 ,直至達(dá)到理想效果為止。 在軟硬件聯(lián)調(diào)時 ,根據(jù)在程序中設(shè)定的閾值 ,將打火機(jī)打火放到氣體傳感器周圍 ,這樣氣體傳感器就可以采集到相應(yīng)可燃?xì)怏w濃度 ,當(dāng)濃度超過預(yù)設(shè)閾值 ,蜂鳴器就會立即報警 ,同時吸合繼電器。 結(jié)論 本次設(shè)計對可燃性氣體報警控制器進(jìn)行了深入的研究 ,在參考國內(nèi)外一些資料的基礎(chǔ)上 ,比較合理地選擇了系統(tǒng)的設(shè)計方案 ,采用 了“探測器 +單片機(jī)控制電路”設(shè)計思路 ,由于具有操作簡單 ,實用性強(qiáng) ,價格便宜 ,安全性高等特點 ,所以非常適合貯氣倉庫 ,以及家庭等場所使用 ,具有很高的實用價值。 本次設(shè)計的可燃性氣體報警器由探測器與單片機(jī)控制電路兩大部分構(gòu)成。根據(jù)設(shè)計要求、使用環(huán)境、成本等因素 ,選用 MQ2 氣體傳感器。該傳感器是對以烷類氣體為主的多種可燃性氣體有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。它的靈敏度適中 ,響應(yīng)與恢復(fù)特性好 ,長期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、抗環(huán)境氣氛影響及抗溫濕度影響等性能均優(yōu)。該儀器采用了高性能 STC89C52 單片機(jī)作為核心 電路 ,充分利用了 STC89C52 的高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)設(shè)置 ,實現(xiàn)了儀器的小型化和智能化 ,使儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點。應(yīng)用程序用C 語言編寫 ,充分利用芯片資源 ,提高了測量精度和代碼執(zhí)行效率 ,減小代碼容量。對可燃性氣體采用濾波、線性化處理等 ,不但最大限度地排除現(xiàn)場噪聲干擾 ,降低可燃性氣體報警器誤報概率 ,而且易于在單片機(jī)中實現(xiàn)。此電路具有結(jié)構(gòu)簡單 ,調(diào)試方便 ,線性度好 ,溫漂小等優(yōu)點。 本次設(shè)計也存在著一些需要完善的地方 ,譬如讓檢測進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接 ,實行多點同時檢測、如何更加智能化的進(jìn)行報警工 作 ,如何能更好的減少檢測誤差等問題值得去進(jìn)一步的研究和探討。 本次設(shè)計的可燃性氣體報警控制警器靈敏度高 ,在測量范圍內(nèi)具有較理想的特性 ,適用于低流速的可燃性氣體測量。本課題的工作為便攜式儀器的研制和實用化提供了較好的實現(xiàn)方案 ,為今后該領(lǐng)域的研究提供了很好的參考依據(jù)。 致謝 本設(shè)計是在導(dǎo)師齊懷琴教授的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇、理論研究、最終方案的確立到設(shè)計的撰寫、定稿 ,都滲透著導(dǎo)師的心血 ,她 兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬以待人、認(rèn)真負(fù)責(zé)的優(yōu)秀品質(zhì)必將在今后的學(xué)習(xí)和工作中時時激勵我、督促我。通過幾個月的畢業(yè)設(shè)計 ,我取得了很大的進(jìn)步 ,這與齊老師在生活上、工作上和學(xué)習(xí)上給予我的關(guān)心和幫助是分不開的 ,在此我深表謝意。同時向給過我?guī)椭耐瑢W(xué)表示由衷地感謝。 在完成學(xué)業(yè)的過程中 ,家人的關(guān)懷和鼓勵給予了我支持和鼓力 ,使我順利完成學(xué)業(yè)。感謝他們 20 多年來始終如一的培養(yǎng)。在此謹(jǐn)向他們表示衷心地感謝 ! 參考文獻(xiàn) [1]王元慶 .新型傳感器原理及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021:6769. [2]王幸之等 .AT89 系列單片機(jī)原理與接口 [M].北京 :北京航空航天大學(xué) ,2021:104106. [3]牛德芳 .半導(dǎo)體傳感器原理及應(yīng)用 [M].大連 :大連理工大學(xué)出版社 ,1993:97101. [4]厲玉鳴 .化工儀表及自動化 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021:144147. [5]李永生 ,楊莉玲 .半導(dǎo)體氣敏元件的選擇性研究 [J].傳感器技術(shù) .2021,3:13. [6]李忠國 ,陳剛 . 單片機(jī) 應(yīng)用技 能實訓(xùn) [M]. 北京 : 人民郵 電出版社 ,2021:4952. [7]阮維國 .TGS813 型半導(dǎo)體氣 敏傳感器及其在燃?xì)舛練鈾z測中的應(yīng)用電路[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器 .1998,3:12 [8] 宋浩 , 田豐 . 單 片 機(jī) 原 理 及 應(yīng) 用 [M]. 北京 : 清 華 大 學(xué) 出 版社 ,2021:133136. [9]張保衛(wèi) ,尚家封 ,趙金水 .燃?xì)鈭缶鞯姆诸惻c選擇 [J].山東消防 ,2021,8:12 [10]羅翼 ,張宏偉 .PIC 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例 [M].北京 :中國電力出版社 ,2021:111121. [11]郝魁紅 ,王化祥 ,何永勃 .TGS813 氣敏元件低溫特性及其非線性分析 [J].電子元件與材料 .2021,233:13. [12]閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :高等教育出版社 ,1998:123129. [13]堂賢遠(yuǎn) ,劉歧山 .傳感器原理及應(yīng)用 [M].西安 :電子科技大學(xué)出版社 ,. [14]童詩白 ,華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021:6570. [15] 蔡 可 芬 , 莊 牧 林 . 燃 氣 報 警 器 質(zhì) 量 分 析 評 估 [J]. 傳 感 器 技術(shù) .1999,184:22. [16]潘天紅 ,趙德安 ,鄒小波 .氣體傳感器陣列中的信息融合 [J].計算機(jī)測量與控制 .2021,10:13. [17] Cai Kefen. New Problems of Gas Sensors[J]. Journal of Transducer Technology,1990,6:13 [18]STC89C52 Date Sheet. [EB/OL].////0. /soft/mcu51/html,2021 附錄 A:硬件電路總圖 附錄 B:外文文獻(xiàn)及譯文 STC89C52 Date Sheet Description The STC89C5