【正文】 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《基于單片機的煙霧報警控制系統(tǒng)》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。//檢測程序 delay_ms(10)。 }}//voidmain(void){ init()。 clear_biao=1。//清定時，清零 } if(P3_3==1)key_biao=0。 } else { bao_biao=0。(yure_biao==1)) { ADC_START_1。//燈關(guān)閉 feng=1。 //關(guān)閉總中斷 TR0=1。// P1M1=0x00。 ADC_FLAG_0。//定時器0中斷使能 ADC_CONTR=0。//定時50MS TL0=0xb0。//無分頻 AUXR=0x00。 while(cc) { while(aa) while(bb)。 cc=timedata。 else { if(adc_zhimidu[0]) dengji=1。//清零 if(adc_zhimidu[4]) //密度等級判斷 dengji=5。 aa=aaamp。 adc_zhi=0。 } TH0=0x3c。 feng=0。 RS=~RS。 } } if(dengji==3) { if(jia4=10) { jia4=0。 feng=~feng。(clear_biao==0)) //報警 { GS=1。 } } } else { jia5=0。 if(jia5=200) { jia5=0。 start_biao=1。(bao_biao==1)amp。 } } } if((start_biao==0)amp。 jia2++。參考文獻[1][M].(1):2325.[2]張保衛(wèi),尚家峰,[M].山東消防,2003(8):2728.[3][M].西安電子科技大學(xué)出版社,2003:263315.[4]李永生,[M].傳感器技術(shù),2002(3):13.[5]YoonDh,YuJh,[M].(46):1523.[6][M].儀器儀表用戶,2006,13(5):12.[7][M].現(xiàn)代電子技術(shù),2006(23):6972.[8]WangXihuai，XiaoJianmei，[M].(3):16021605.[9]張鵬翼,羅衛(wèi)兵,[J].設(shè)計參考,2006,18:2325.[10][J].人民郵電出版社,2003.[11][M].化學(xué)工業(yè)出版社,2003.[12]宏晶科技(深圳).STC12C5410AD系列單片機器件手冊[M]..[13],2003:2556.[14]成偉,郝躍,馬曉華,[N].電子學(xué)報,2006,27(7):12901293.[15][M].UMINumber:amp。但環(huán)境溫度、濕度對傳感器有一定的影響。本系統(tǒng)選用ACDC電源模塊，將220V市電轉(zhuǎn)化為5V直流電壓，分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。運放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運放的輸入失調(diào)電壓，輸入失調(diào)電流是影響電路精度的重要因素。本儀器使用數(shù)據(jù)的計算全部是由STC12C5410AD完成的，可以直接執(zhí)行1616bit定點乘法和32247。 實驗誤差分析 在測量儀器的實際使用中，造成誤差的來源很多，通常是多種誤差源綜合作用的結(jié)果。對曲線作線性化處理時，根據(jù)曲線的走勢，將煙霧濃度分成7段。 本設(shè)計中設(shè)定甲烷的爆炸下限為10%體積比，對應(yīng)的報警限設(shè)在20%LEL，也就是甲烷含量為2%體積比時報警器報警。一般可燃煙霧檢測儀的測量范圍為0~100%LEL。爆炸極限一般用體積百分比濃度表示。燃燒與爆炸沒有嚴(yán)格的區(qū)分。 煙霧的濃度過低或過高時是沒有危險的，只有與空氣混合形成混合氣或更確切地說遇到氧氣形成一定比例的混合氣才會發(fā)生燃燒或爆炸。5. 實驗檢定及誤差分析 煙霧檢測報警器檢定 爆炸下限(LEL)概念介紹 本論文設(shè)計的煙霧檢測報警器選用“%LEL”作為煙霧的測量單位及衡量標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹關(guān)于LEL的相關(guān)概念。 voidxianshi(void)//顯示程序 {P2=xsdata[xscout]。保證報警器檢測煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報、錯報的可能。干擾通常只影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大。然后設(shè)置定時器0，選擇方式1。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能設(shè)置，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。 用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機對話界面，檢查或修改Flash芯片內(nèi)的各種存儲器、寄存器的數(shù)據(jù)。本論文程序調(diào)試過程中。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。另外重要的一點，KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 (2)判斷傳感器信號端連接情況 另一種情況是判斷傳感器信號端是否連接正確，此時不需要外加電路，在傳感器預(yù)熱2分鐘后，測量傳感器信號的輸出電壓，如果電壓為5V，則說明傳感器的信號端連接不正常。當(dāng)煙霧濃度超過報警限，報警器發(fā)出鳴叫，用戶到達現(xiàn)場，可按下按鍵停止報警器鳴叫。單片機STC12C5410AD的18腳()、12腳()、13腳()，控制輸出的狀態(tài)指示燈。 數(shù)碼管顯示電路 報警器濃度顯示采用共陽數(shù)碼管。 聲音報警電路。此放大電路還加了參考電壓，引入了零點調(diào)節(jié)功能，這樣可以更方便的調(diào)整由于不同傳感器導(dǎo)致的零點變化問題。 (2)電壓放大倍數(shù)A=1+R4R3，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負反饋，同樣可以利用理想運放工作在線性區(qū)時的兩個特點來分析其電壓放大倍數(shù)。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電，所以采用同相比例放大電路，可以減少硬件開銷；反之，如果采用反相放大，則一般需要利用雙極性供電，這就需要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個負壓，這顯然會造成浪費。仿真器與STC12C5410AD經(jīng)串口連接。 (5)有配套的仿真開發(fā)工具STC12C5410AD的Flash存儲器給用戶的開發(fā)帶來方便。 (4)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換寄存器 STC12C5410AD單片機的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口(~)，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，STC12C5410AD系列是10位精度的A/D，速度均可達到100KHz(10萬次/秒)。其中一些I/O口還可以與STC12C5410AD中的特殊模塊相結(jié)合完成更為復(fù)雜的工作。要使能PWM模式，模塊CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必須置位。各個模塊的輸出占空比是獨立變化的，與使用的捕獲寄存器{EPCnL，CCAPnL}有關(guān)。Flash存儲器的掉電保護功能可用于程序數(shù)據(jù)保存，可以按字或字節(jié)讀寫，最小擦除單位為1段，經(jīng)過擦除的位為“1”，寫入位為“0”。 STC12C5410AD單片機的特點STC12C5410AD單片機較以往的單片機提高了工作效率，使系統(tǒng)的可靠性、抗干擾能力得到了顯著改善，而且進一步小型化和便攜化。STC12C54xxAD系列單片機有6種型號：分別是STC12C5412AD、STC12C5410AD、STC12C5408AD、STC12C5406AD、STC12C5404AD、和STC12C5402AD。 為適用于本論文設(shè)計的煙霧檢測報警器，應(yīng)選擇一種比8051系列速度快，功耗低，抗干擾性好，而又避免C語言編程溢出問題的單片機。所以如果用C語言進行STC編程設(shè)計容易堆棧溢出。 STC單片機是MICROCHIP公司的產(chǎn)品，其突出的特點是功耗低，精簡指令集，抗干擾性好，可靠性高，但是存在溢出隱患問題。在單片機實現(xiàn)的功能中，將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號做數(shù)字濾波，再進行線性化處理，然后送LCD顯示，這一過程的軟件實現(xiàn)，需要單片機有較快的運算速度，使儀表監(jiān)測人員能夠觀測到實時的煙霧濃度，并進行相應(yīng)處理。在單片機完成這些的工作中，尤其是信號處理中，比較濃度值后送入顯示的軟件實現(xiàn)比較復(fù)雜，要求單片機具備較快的運算速度，使檢測人員能夠較準(zhǔn)確地觀測到煙霧濃度，并根據(jù)情況做進行相應(yīng)處理。lHz。(9)指示方式：數(shù)字顯示，可顯示被測煙霧LEL%及設(shè)定報警限值。C~500176。 (5)報警器工作方式：現(xiàn)場固定安裝，自然擴散進行采樣，長年連續(xù)運行。 (2)檢測范圍：0~100%LEL。 (5)看門狗自檢單片機狀態(tài)功能 調(diào)用單片機中的看門狗程序，定時檢查單片機工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)單片機出現(xiàn)死循環(huán)狀態(tài)，立即復(fù)位，保證報警器工作正常。 (2)煙霧濃度顯示 通過液晶屏顯示可燃煙霧的濃度值，并且可以切換到設(shè)置狀態(tài)，通過鍵盤設(shè)置或者更改報警限值，以便于用戶或檢測人員隨時觀測煙霧濃度及更改報警限。單片機，系統(tǒng)以單片機為核心，配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、時間顯示、狀態(tài)顯示、聲音及閃爍報警、按鍵輸入、故障自檢等功能。當(dāng)傳感器加熱絲或電纜線和傳感器斷線或接觸不良時，進行故障報警，發(fā)出聲光報警信號。首先，傳感器送來的煙霧濃度對應(yīng)的微小的電壓信號經(jīng)過放大，轉(zhuǎn)化成較大的電壓信號送入STC12C5410AD單片機；然后，在STC12C5410AD單片機內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換、濃度比較，對數(shù)據(jù)進行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的十進制濃度值；最后，將實際可燃性氣體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警限，當(dāng)濃度處于正常狀態(tài)綠燈長亮，當(dāng)煙霧濃度超出設(shè)定的限定值時，發(fā)出聲音報警并伴隨紅燈閃亮。當(dāng)加熱絲斷路時，由于熱惰性緣故，煙霧傳感器的氣敏特性并不立即消失，此時檢測必出現(xiàn)較大的誤差。所以必須使用傳感器生產(chǎn)廠家推薦的加熱電壓，使其工作在較安全的范圍內(nèi)。一般情況下，不通電時間越長，初期穩(wěn)定時間也越長，當(dāng)不通電存放時間達到15天左右時，初期穩(wěn)定時間一般需要5分鐘左右。n為與檢測煙霧，器件材料有關(guān)，并隨測試溫度和材料中有無增感劑而有所不同。(d)電路設(shè)計電壓范圍寬，24V以下均可；加熱電壓5177。 MQ2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo) (1)MQ2型傳感器的一般特點 (a)MQ2型傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對烷類煙霧更為敏感。利用這一點就可以獲得這種煙霧存在的信息。 本設(shè)計中采用的MQ2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于表面離子式N型半導(dǎo)體。 MQ2型煙霧傳感器的工作原理半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。半導(dǎo)體煙霧傳感器的性能主要看其靈敏度、選擇性(抗干擾性)和穩(wěn)定性(使用壽命)。當(dāng)懷疑檢測環(huán)境中存在這些物質(zhì)時，經(jīng)常對探頭進行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。 使用接觸燃燒式傳感器，其探頭的阻緩及中毒，是不可避免的問題。非擴散式紅外探測器NDIR(nondispersiveIR)是其中的一種，所有的未吸收光全部以最小的擴散和損耗被記錄下來。它的測量原理是：將加熱后的鉑電阻線圈置于目標(biāo)煙霧中，由于向目標(biāo)煙霧傳送熱量造成溫度降低，引起電阻值變化，傳感器即測量電阻值的變化情況。它的優(yōu)點是：反映速度快、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、能夠定量檢測，但壽命較短(大約兩年)。高分子氣敏材料由于具有易操作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在毒性煙霧和食品鮮度等方面的檢測中具有重要作用。C~400176。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個領(lǐng)域，其產(chǎn)量僅次于半導(dǎo)體煙霧傳感器的一類傳感器。自1962年半導(dǎo)體金屬氧化物煙霧傳感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號強、耐久性強、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等諸多優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。 (2)煙霧傳感器應(yīng)滿足的基本條件一個煙霧傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實體，也可以是由多個不同功能傳感器組成的陣列。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。煙霧傳感器的選型在下一節(jié)詳細介紹。方便調(diào)節(jié)報警限，可以加入按鍵。煙霧信號采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。在程序的編寫過程中，加入了詳細的文字注釋，便于后期的改進與維護。(b)以STC12C5410AD單片機為中央處理器，對硬件電路進行設(shè)計和改進，使其功能更加完善。探測器安裝在防爆現(xiàn)場，控制器壁掛在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽電纜線連接。工業(yè)用燃氣報警器及有毒煙霧報警器根 據(jù)檢測環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測器。燃氣報警器可分為民用火災(zāi)煙霧報警器、工業(yè)用煙霧報警器、有毒有害煙霧報警器三大系列產(chǎn)品。1963年5月，日本開發(fā)完成第一臺接觸燃燒式家用燃氣泄漏報警器，次年12月其改良產(chǎn)品問世，改良的報警器可以檢測燃氣、一氧化碳等氣 體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視。可見，煙霧報警器具有十分廣闊的市場前景。如果這些家用燃氣和煤氣基地及中轉(zhuǎn)站的 報警率按10%計算，煙霧檢測報警器的需求量就達2000萬臺以 上。煙霧報警器屬于《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具目錄》中第46項，它歸類于物理化學(xué) 計量器具。