【正文】 GPIO_ResetBits( GPIOE, GPIO_Pin_5)。 TIME()。 } else if (concentration = ) { LCD_DisplayString(200, 174,100)。 LCD_Draw_32_32(128, 164, GB32[13], 32)。 LCD_Draw_32_32(164, 56, GB32[11], 32)。 LCD_Draw_32_32(20, 56, GB32[8], 32)。 LCD_Draw_32_32(164, 20, GB32[4], 32)。 /* 設(shè)置文字背景顏色 */ LCD_Draw_32_32(20, 20, GB32[0], 32)。 concentration = (1242voltage)/。 if (CheckTimer(0)) /* 定時(shí)到 */ { StartTimer(0, 6)。Delay(500)。// Time_Adjust()。 /* 為了是main函數(shù)看起來更簡潔些，我們將初始化的代碼封裝到這個(gè)函數(shù) */DispLogo()。int32_t voltage。unsigned char const GB32[][256]。void Time_Display(uint32_t TimeVar)。uint16_t GetADC(void)。 __IO uint32_t TimeDisplay = 0。最后，也要感謝我的所有同學(xué)和朋友，你們的鼓勵和關(guān)心，你們的學(xué)習(xí)和生活態(tài)度，都成為我青春時(shí)光中最美的記憶。大學(xué)生活是美好的也是苦澀的，老師和同學(xué)們的朝夕相處讓我學(xué)會了關(guān)懷與感恩，獨(dú)自在異地求學(xué)的日子讓我學(xué)會了堅(jiān)強(qiáng)和勇敢，這些都將成為我以后人生中美好的回憶，對于即將走上社會的我都有很大的幫助。最后，氣敏元件MC113不僅可以檢測甲烷,還可以檢測液化石油氣、氫氣，在本設(shè)計(jì)中，若要測后兩種氣體，只有通過調(diào)整程序，達(dá)到準(zhǔn)確的效果。應(yīng)用程序采用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。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境等因素，選用MC113型催化燃燒式氣體傳感器。圖52 氣體檢測 本章小結(jié) 本章對可燃性氣體檢測儀進(jìn)行了軟、硬件的調(diào)試，使其結(jié)果接近預(yù)期效果。另外，選擇將氣體濃度低于1%LEL的情況都顯示濃度為0%LEL，可避免在無可燃性氣體的情況下，顯示值無法歸零的情況。 在調(diào)試過程中出現(xiàn)了氣體濃度無法歸零和測量時(shí)沒有標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較這兩個(gè)問題，都采用軟硬件相結(jié)合的方法進(jìn)行的改進(jìn)。只有將整個(gè)系統(tǒng)的軟件硬件結(jié)合起來進(jìn)行調(diào)試，也就是綜合調(diào)試。將這個(gè)函數(shù)寫在循環(huán)語句的前面，main()函數(shù)內(nèi)部就可以了。本設(shè)計(jì)選定的字體為宋體，大小為3232 。最后，選定起始地址為08035000 。運(yùn)用JFlash,將字庫燒入內(nèi)存中。查看ADC參數(shù)的設(shè)置函數(shù)ADC_Configuration（），發(fā)現(xiàn)模擬輸入腳與信號輸入腳不符。但由于模擬信號受干擾的程度較大， ，如下表：表51 AD623實(shí)際放大倍數(shù)測量結(jié)果序號輸入信號電壓差（mV）輸出信號(mV)放大倍數(shù)13115822603603764865845201005平均值 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要采用keil軟件調(diào)試編譯程序。 設(shè)置參數(shù)電路中共有三個(gè)滑動變阻器，需調(diào)節(jié)達(dá)到想要的目的。這主要是通過萬用表來完成?？梢娪布恼{(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè)計(jì)則是無從做起。調(diào)試部分是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的部分。當(dāng)可燃性氣體濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器會發(fā)出一種嗚叫聲，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)或者爆炸事故的發(fā)生。隨后有個(gè)分壓電路，使得進(jìn)入PC4的電壓為1025mv 。本設(shè)計(jì)要完成對PC4腳模擬電壓的轉(zhuǎn)換，再將這個(gè)數(shù)字信號經(jīng)過兩個(gè)代數(shù)運(yùn)算算出對應(yīng)的氣體濃度，進(jìn)行顯示。主要功能是啟用ADC1和GPIOC 時(shí)鐘，配置PC4為模擬輸入，對ADC1進(jìn)行配置，比如：不用DMA選用軟件觸發(fā)，設(shè)置14腳的參數(shù)，啟動ADC1復(fù)位寄存器等。首先，對程序進(jìn)行初始化，設(shè)置ADC的參數(shù)（比如：選擇AD1，設(shè)置PC4為模擬輸入等），初始化TFT顯示器，A/D轉(zhuǎn)換，濃度顯示和蜂鳴器報(bào)警。處理數(shù)據(jù)過程有處理氣體濃度信號。本章節(jié)主要介紹了氣體檢測系統(tǒng)的整體的硬件系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求選擇各個(gè)元件，包括用mc113進(jìn)行信號采集的信號模擬采集硬件電路、以嵌入式ARM STM32F103ZE的最小系統(tǒng)電路、蜂鳴器硬件電路、LCD連接電路和電源電路。 圖320 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電源電路LI1220s是一個(gè)紐扣電池，用于在沒有接通電源的情況下為實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供電源。圖317 +5V電壓轉(zhuǎn)化為+ 電路產(chǎn)生的+。圖314 SPFD5420A與STM32的連接原理圖+ 電源電路設(shè)計(jì)LM317MSTT3+9V電源LM7805ASM1117++5VREF30XX + 圖315 電源電路設(shè)計(jì)框圖本設(shè)計(jì)中的ARM接口電路、聲音報(bào)警電路、顯示電路、按鍵控制電路等都需要有穩(wěn)定的直流電源供電才能正常工作。STM32可以采用8080和6800兩種模式與外部的LCD通信，這里采用16位并行方式，且SPFD5420A與8080方式兼容，其應(yīng)用電路如圖38所示。此外，SPFD5420A結(jié)合16和18位RGB接口顯示運(yùn)動圖片?！?20通道的有源驅(qū)動器具有真正的6位分辨率，通過內(nèi)部的D / A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生64伽瑪?shù)男拚?。?dāng)處理器STM32F103ZE的PE5腳置1時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。在掃描模式下，在選定的一組模擬輸入上的轉(zhuǎn)換自動進(jìn)行。C至+105176。圖310 bode分析儀顯示圖 嵌入式最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)STM32F103ZE增強(qiáng)型系列使用高性能的ARM174。電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時(shí)通過電容c 引到集成運(yùn)放同相端的反饋是負(fù)反饋，反饋信號將起著削弱輸入信號的作用，使電壓放大倍數(shù)減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號通過。AD623輸出的信號將送到ARM的A/D轉(zhuǎn)換接口PC4。在AD623的輸入端接入RRCC2和C3是用來濾除無線電頻率干擾(radio frequencyinterference,RFI)，特別是在信號較弱時(shí)期作用更加明顯，其中R4與R5，C1和C3應(yīng)分別相同。短期儲存（兩周內(nèi)）30 分鐘即可穩(wěn)定，如長期儲存（一年），則需老化 5小時(shí)才可穩(wěn)定。這樣就把氣體濃度信號變成了電壓信號。所以，當(dāng)可燃?xì)怏w檢測儀報(bào)警后并不意味著隨時(shí)就會有危險(xiǎn)，它離達(dá)到爆炸還有一定的距離。MC113的測量范圍是（0～100）%LEL，其中，“LEL”是指爆炸下限，它是針對可燃?xì)怏w的一個(gè)技術(shù)詞語。根據(jù)圖34，MC113不僅可以檢測甲烷（CH4）,還可以檢測液化石油氣（LPG）、氫氣（H2），輸出都呈現(xiàn)出一個(gè)良好的線性度。表31 MC113的技術(shù)指標(biāo)如上圖知，該傳感器采用恒壓供電,工作電壓為(177。根據(jù)催化燃燒效應(yīng)的原理工作，由檢測元件和補(bǔ)償元件配對組成電橋的兩個(gè)臂，遇可燃性氣體時(shí)檢測元件電阻升高，橋路輸出電壓變化，該電壓變量隨氣體濃度增大而成正比例增大，補(bǔ)償元件起參比及溫濕度補(bǔ)償作用。 軟件設(shè)計(jì)要求軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：當(dāng)可燃性氣體達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)，可燃性氣體報(bào)警器必須能夠準(zhǔn)確及時(shí)的做出報(bào)警動作；能夠顯示可燃性氣體爆炸下限百分比濃度；具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能，能夠顯示時(shí)間；對超出60%LEL的氣體濃度進(jìn)行報(bào)警。處理后的信號一方面直接傳入LCD，控制其顯示；另一方面，將這個(gè)信號與已寫入的處理器內(nèi)部的報(bào)警范圍進(jìn)行比較，若需報(bào)警，則發(fā)出信號，讓蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。信號的變化幅值與被測可燃?xì)怏w濃度成單值對應(yīng)關(guān)系，這樣就可以根據(jù)信號的幅值來算出氣體濃度。由于條件有限，本設(shè)計(jì)采用的打火機(jī)作為可燃性氣體源進(jìn)行測試。第二章 可燃性氣體檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案可燃性氣體的檢測要完成檢測空氣中氣體的濃度，在液晶屏顯示并進(jìn)行報(bào)警的功能。它主要適用于毒性氣體檢測，目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。溫度的變化情況是目標(biāo)氣體熱傳導(dǎo)率的函數(shù)，而對于一種給定的氣體或汽化物，熱傳導(dǎo)率是它固有的物理特性。 (d)接觸燃燒式傳感器 當(dāng)易燃?xì)怏w接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。 (c)高分子氣體傳感器 利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來得到很大的發(fā)展。 (b)半導(dǎo)體氣體傳感器 半導(dǎo)體氣體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氣體傳感器，以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的氣體傳感器。(3)常見氣體傳感器簡介 下面對工業(yè)常用的幾種氣體傳感器作簡單介紹。 (b)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩部 分，調(diào)試的成功與否直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的可行性。用該方法測定氣體濃度時(shí)，必須考慮到氣體的溫度、壓力、含量、換算結(jié)果，以及光在該氣體中的折射率等問題。針對不同的研究目的，示蹤氣體法可以應(yīng)用在不同的研究領(lǐng)域。示蹤氣體檢測法是向被測空間中注入一定量的示蹤氣體，如CO2等，通風(fēng)(包括自然通風(fēng))后使示蹤氣體的濃度得到稀釋，通過測出示蹤氣體濃度的變化，間接地求出通風(fēng)量和空氣齡。當(dāng)鉑絲中通以工作電流使之達(dá)到臨界反應(yīng)溫度(320350℃)時(shí)，可燃?xì)饩驮谠砻娲呋紵?，鉑絲電阻增加，在完全燃燒且熱輻射可忽略時(shí)，電阻增量ΔR與可燃?xì)怏w濃度C成正比，將ΔR轉(zhuǎn)換成電信號，即可用于檢測可燃?xì)怏w的濃度。4．載體催化燃燒法檢測氣體濃度。氣相色譜法是基于不同的氣體在通過色譜柱時(shí)速度不同的原理，主要適用于工廠生產(chǎn)現(xiàn)場的檢測、設(shè)備檢修過程中動力作業(yè)的安全檢測。超聲技術(shù)就是利用了這種關(guān)系，通過測量超聲波在氣體中的傳播速度V以及當(dāng)前氣體溫度T，推算出該氣體的大概濃度。利用氣敏元件測量氣體濃度原理簡單，操作也比較方便，但存在以下不足：(1)由于在檢測儀中一般將氣敏元件與標(biāo)準(zhǔn)元件組成測量電橋電路，因此電橋電路的非線性會影響測量精度；(2)電橋供電電壓的大小對測量精度有很大影響；(3)檢測時(shí)還需考慮現(xiàn)場溫度、空氣擾動等因素，需要串接上補(bǔ)償電路。從檢測原理上分，目前運(yùn)用比較多的主要有6種，下面逐一介紹。這種燈的變種現(xiàn)在仍然應(yīng)用于礦井的安全檢測領(lǐng)域。礦井中甲烷有可能達(dá)到爆炸的濃度。 從社會發(fā)展形式看，對氣體的檢測報(bào)警越來越重要，而氣體檢測裝置也都脫穎而出，但是很多裝置都存在著某方面的弊端，例如，裝置本身的使用耐久度、裝置的靈敏度、報(bào)警明顯度、設(shè)備的性價(jià)比、還有最大的弊端就是裝置本身容易出現(xiàn)問題是否能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理等等，這些是很值得考慮的。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有可燃性氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。因此，可燃性氣體檢測儀成為一個(gè)重要的研究課題?？扇夹詺怏w探測裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目 錄 第一章 緒 論 目的和意義 1 1 1 2 4 氣體傳感器介紹 5第二章 可燃性氣體檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 8 8 可燃性氣體檢測系統(tǒng)的總體框圖和工作原理 8 設(shè)計(jì)要求 9 硬件設(shè)計(jì)要求 9 軟件設(shè)計(jì)要求 9第三章 可燃性氣體檢測裝置的硬件設(shè)計(jì) 10 信號模擬采集硬件電路設(shè)計(jì) 10 催化燃燒式傳感器原理簡介 10 放大電路 14 濾波電路 15 嵌入式最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 17 蜂鳴器硬件電路設(shè)計(jì) 19 LCD連接電路 19 SPFD5420A的功能及電氣特性 19 LCD屏和STM32的硬件連接 20 電源電路設(shè)計(jì) 21 PCB原理圖 25 本章小結(jié) 26第四章 可燃性氣體檢測裝置的軟件設(shè)計(jì) 27 主程序的設(shè)計(jì) 27 電路板初始化設(shè)計(jì) 28 設(shè)置ADC參數(shù)的設(shè)計(jì) 28 初始化TFT顯示器的設(shè)計(jì) 29 A/D轉(zhuǎn)換及濃度顯示的設(shè)計(jì) 29 時(shí)間顯示的設(shè)計(jì) 30 蜂鳴器報(bào)警的設(shè)計(jì) 31 本章小結(jié) 31第五章 系統(tǒng)調(diào)試 32 硬件調(diào)試 32 電源電路的調(diào)試 32 最小系統(tǒng)的調(diào)試 32 設(shè)置參數(shù) 32 軟件調(diào)試 33 確定A/D轉(zhuǎn)換的輸入引腳 33 中文顯示 33 顯示效果的調(diào)整 34 系統(tǒng)調(diào)試 35 本章小結(jié) 36結(jié) 論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39附 錄 41 成都理工大學(xué)2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒 論、目的和意義 隨著科技的發(fā)展，越來越多的可燃性氣體作為能源應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中。 可燃性氣體通常指城市煤氣、石油液化氣、汽油蒸汽、酒精蒸汽、天然氣以及煤礦瓦斯等。可燃性氣體報(bào)警器屬于《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具目錄》中第46項(xiàng)，它歸類于物理化學(xué)計(jì)量器具。眼前，無論是公司、企業(yè)、或是家庭對裝置的購買使用都會考慮裝置壽命和性價(jià)比，所以理想的氣體檢測報(bào)警裝置就首先必須滿足這兩點(diǎn)。由于甲烷無色無