【正文】 學(xué)校生活即將結(jié)束，我相信，在未來(lái)的日子里我會(huì)更加努力學(xué)習(xí)，充分利用所學(xué)知識(shí)，回報(bào)社會(huì)、師長(zhǎng)。學(xué)習(xí)的時(shí)間是短暫的，但老師們的影響卻是終生受益。 在四年的學(xué)習(xí)中，各任課老師孜孜不倦，認(rèn)真講課，使我們能夠把書本上的知識(shí)砸牢，在使用時(shí)不會(huì)因書本上的知識(shí)而影響我們以后的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)用 protel 畫圖和 C 編程時(shí)時(shí)我感覺(jué)無(wú)從下手，是我的同學(xué)給了我好多學(xué)習(xí)的視頻，幫助了我，雖然我沒(méi)完全編出程序來(lái)，可是我也學(xué)到了好多編程的知識(shí)，再次感謝我的同學(xué)。倒著算，順著算我都不 能正確把參數(shù)選出來(lái)。在設(shè)計(jì)硬件部分時(shí)好多電路都不懂，我又查找了這方面的論文和書籍，看懂了電路的原理。 在剛拿到課題時(shí)，我非常迷茫，不知道自己所做課題是怎么一回事。 總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己學(xué)到了許多新知識(shí)，了解和掌握了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程，使自己在質(zhì)和量上都得到了較大的提高。 傳統(tǒng)的可燃?xì)怏w報(bào)警器采用分立式元件構(gòu)成， 本設(shè)計(jì)采用集成模塊，減少了不穩(wěn)定性。 論文設(shè)計(jì) 所選用的器件有的不太合理，例如氣敏傳感器從網(wǎng)上所查的沒(méi)有一種能夠檢測(cè)單一氣體，只能檢測(cè)混合氣體，這是本文最大的不足。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了硬件部分，但鑒于本人知識(shí)的不足，軟件設(shè)計(jì)部分的程序沒(méi)能夠成功編程。提高 了我們 針對(duì)具體問(wèn)題的資料收集、自我學(xué)習(xí)、分析及處理能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，不但鞏固了自己的所學(xué)知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了許多書本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，提高了自己的設(shè)計(jì)能力，為自己走上工作崗位打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 T1 的中斷響應(yīng)時(shí)間用于輸出對(duì)排風(fēng)扇或電磁閥的控制信號(hào) [20]。在該中斷程序中，單片機(jī)要完成如下工作： A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采樣、數(shù)字過(guò)濾、判斷是否超限、顯示當(dāng)前濃度、預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較等。 1秒鐘內(nèi)，蜂鳴器報(bào)警 750ms，不報(bào)警 250ms（紅燈常亮）。 正常 工作時(shí)1秒鐘內(nèi)，綠燈點(diǎn)亮 600ms，熄滅 400（綠燈顯示）。寫數(shù)據(jù)字時(shí)，在 1602 上實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)：需要把 RS置為高電平， RW 置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口 D0～ D7，最后 E引腳一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。 2) 顯示子程序 顯示采用 LCD 液晶顯示。 各模塊流程圖 功能實(shí)現(xiàn)模塊主要由 A/D轉(zhuǎn)換子程序、中斷處理子程序、報(bào)警子程序和顯示子程序等組成。根據(jù)不同的可燃?xì)怏w的爆炸下限不同，設(shè)置報(bào)警器報(bào)警時(shí)對(duì)應(yīng)的最小可燃?xì)怏w濃度值， 把 從 A/D 轉(zhuǎn)換器讀取轉(zhuǎn)換值與預(yù)先設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，若大于或等于此值則置 =1(紅燈亮、蜂鳴器叫 )，同時(shí)置位 =1(開 啟 排風(fēng)扇 )和 =1(關(guān)閉電磁閥 )，并顯示氣體濃度達(dá)真實(shí)值 90%，響應(yīng)時(shí)間 30s 以內(nèi)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25頁(yè) 共 31頁(yè) 電壓信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換 輸入到單片機(jī)。若鍵沒(méi)有按下，置 為 1，此時(shí)電源正常工作，綠燈閃爍；若鍵被按下，則置 為 1， 濃度超限，紅燈亮，蜂鳴器鳴響。 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理是將 傳感器采集得到的模擬 信號(hào)經(jīng) AD0809轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) ， 送入 單片機(jī)中 ，單片機(jī)根據(jù)原本的設(shè)計(jì)值與采集值進(jìn)行比較當(dāng)達(dá)到設(shè)定的濃度值時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的聲光報(bào)警 ，同時(shí)顯示濃度值并根據(jù)顯示的濃度值通過(guò)控制電磁閥和排風(fēng)扇的開關(guān)來(lái)改變濃度值，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)濃度的功能 。輸出電流有 （ W7800）、 （ W78M00）和(W78L00)三個(gè)檔次。 考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為177。 C9的選擇： 圖中電容 C9用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，可取小于 1uF的電容，也可取幾微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈沖電流， C9選擇 . 4） 整流電路 二極管選擇 IN4007型二極管組成的集成整流電路 在單相橋式整流電路中，因?yàn)槊總€(gè)二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流 ， 所以 每個(gè) 二極 管的 平均 電流 只有 負(fù)載 電阻 上電 流 平均 值的 一半 ， 即 ? ? ? ? LAVOAVD RUII ?? 與半波整流電路中二極管的平均電流相同。 輸出端濾波電容 C8的選擇： 濾波電容的容量越大濾波效果越好，選擇濾波電容的容量滿足 R1C=（ 3～ 5） T/2的條件。 C7的選擇： 圖中電容 C2用于抵消輸入線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激震蕩，其容量較小，一般小于 1uF。 在半波整流電路中，為了獲得良好的濾波效果，電容容量應(yīng)選的更大些 。由于采用電解電容，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為177。 2） 電阻選擇 LED和電阻 R5的電壓為 +5V， LED發(fā)紅光，電壓約為 ,為保證二極管安全工作，選擇 R5阻值為 。 發(fā)光二極管用 作 電源指示 。其中電源變壓器采用降壓變壓器，整流電路采用單相橋式整流電路，濾波采用電容濾波，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓電源 W7805輸出為 +5v直流電壓。接著，電磁閥動(dòng)作，電磁閥常開觸點(diǎn)閉合，關(guān)閉氣源 。 6） 電磁閥的選擇： 電磁閥是感性元件，驅(qū)動(dòng)電流較大，電磁閥選用 ExiBIIBT3型號(hào) ， 采用直流 +26V電壓供電 。 單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳輸出 高 電平，三極管 V5導(dǎo)通，繼電器常開觸點(diǎn)吸合，供給外界 排風(fēng)扇 直流 +26V電壓。 5） 排風(fēng)扇的選擇： 選擇軸流式排氣風(fēng)扇?；鶚O電流 mAII CB 1100100 ??? β 3） 基極電阻 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20頁(yè) 共 31頁(yè) KI UVRRBBECC ?????? 取 R1和 R2都為 4) 保護(hù)二極管， 二極管 D1和 D2選為 大于 50V的整流二極管，正向壓降越小越好 ， 選 擇 1N4001。 2） 三極管的選擇 單片機(jī)的高電平設(shè)為 +5V，加在 R1和 VT4上的電壓總和為 +5V，三極管的基極電流為 Ib， UBE=， VT4和 VT5選擇 8050NPN型 高頻放大 管 ，取放大倍數(shù)β =100。繼電器 K2的常開觸 點(diǎn) 一端 接恒定 電源的輸入端，另一端接 排風(fēng)扇。繼電器 選擇 SRS26DCSL型號(hào) ， 額定電壓 28V，線圈電阻 600歐姆，繼電器的電源電壓為恒定的 26V直流電。 當(dāng) 泄漏氣體的濃度降低到安全點(diǎn)后，停止報(bào)警，綠燈亮，打開電磁閥，關(guān)閉排風(fēng)扇，將氣體管道打開，達(dá)到安全保護(hù)的目的。 若 測(cè)得的氣體濃度 大于或等于此值 時(shí)， 則置 =1(紅燈 閃爍 、蜂鳴器 常 叫 )，同時(shí)置位 =1(開 啟 排風(fēng)扇 )和 =1(關(guān)閉電磁閥 )，并顯示氣體濃度達(dá)真實(shí)值 的 90%，響應(yīng)時(shí)間 在 30s以內(nèi)。當(dāng)氣體濃度下降到一定值時(shí)，做相反的設(shè)置。 繼電器 控制電路 繼電器控制回路主要 采用繼電器作為主控元件 ,主要由排風(fēng)扇、電磁閥、 K1和 K2組成。 三極管基極輸入電流 ：取 Ic=200mA。紅色 發(fā)光 二極管是 全點(diǎn)亮，綠色是 。 表 33 蜂鳴器 主要技術(shù)參數(shù) 如下： [13] 描 述 參 數(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用起重機(jī)械、門吊、橋吊、行車及冶金、礦山大型設(shè)備 工作電壓 AC24V～ AC240V / AC380V DC12V～ 220V（可選擇） 電源頻率 50H～ 60Hz 防護(hù)等級(jí) IP65 喇叭功率 10W 聲級(jí) 106dB LED功率 5W 重 量 聲光蜂鳴器外殼采用工程塑料，內(nèi)置音頻功放電路，頂部燈泡采用 LED發(fā)光二極管制成，是一款 聲光兼?zhèn)涞膱?bào)警設(shè)備。當(dāng)氣敏元件發(fā)生斷路或 短路故障時(shí)，單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳全部輸出 高 電平，黃燈（ 由 紅 色和 綠色二極管 合成）常亮，發(fā)出有明顯區(qū)別的聲 光報(bào)警信號(hào)。 電路上電正常工作后， 綠燈 常亮 ，表明可燃?xì)怏w探測(cè)器 處于 正常 工作狀態(tài) 。其電路如圖所示 [12]。 當(dāng)可燃?xì)怏w濃度小于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳 輸出高電平， 功率 三極管 導(dǎo)通 ，綠燈亮， 不報(bào)警；當(dāng)檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度大于濃度設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳 高電平 ， 功率 三極管導(dǎo)通， 紅燈亮且蜂鳴器聲響， 執(zhí)行報(bào)警。單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流不夠，不能直接驅(qū)動(dòng)，必須外接功率驅(qū)動(dòng)。 蜂鳴器用來(lái)作為報(bào)警指示，選用直流型。 聲光 報(bào)警電路 設(shè)計(jì)中 采用分貝蜂鳴器提供 達(dá)到 設(shè)定之后 的 警報(bào)工作 ，并且信號(hào)指示燈亮 。 LED+： 背景光源 ， 接 +5V。 E： (或 EN)端為使能 (enable)端。 RS： 寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時(shí)選擇指令寄存器。 有 80字節(jié) 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM。 內(nèi)含復(fù)位電路 。 工作電流 :() 。 LCD1602在系統(tǒng)中用于實(shí)時(shí)顯示可燃?xì)怏w濃度，從而可以根據(jù)液晶屏上顯示的數(shù)據(jù)，更加有效的控制可燃?xì)怏w的濃度。 顯示電路 采用 LCD1602液晶 顯示 器 ,1602顯示質(zhì)量高 、采用 數(shù)字式接口 和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠 、 體積小、重量輕 、 功耗低 。 3)起振電容選擇 51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容 C C2一般采用 15～ 33pF，并且電容離晶振越近越好，本設(shè)計(jì)選擇 20pF。在 此頻率下，單片機(jī)一個(gè)機(jī)器周期為 1微妙，運(yùn)行速度較快。 本設(shè)計(jì)選擇 C3為 10uF。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源 （ VPP）。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 \PSEN 信號(hào)將 不出現(xiàn)。 \PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。只需給 MCS=51的復(fù)位引腳 RST加上大于 2個(gè)機(jī) 器周期的高電平就可使 MCS=51復(fù)位。 XTAL2：反向振蕩器的輸出 端 。 P3口 無(wú)論作為輸出口還是第二功能信號(hào)的輸入，鎖存器輸出和“第二輸出功能”線都應(yīng)保持高電平。本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13頁(yè) 共 31頁(yè) P3口線具有第二功能，位系統(tǒng)提供一些控制信號(hào)。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部 下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 GND：接地。低功耗的閑置和掉電模式 5個(gè) 中斷源 32可編程 I/O 線 三級(jí) 程序存儲(chǔ)器 鎖定 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) 與 MCS51 兼容 單片機(jī)經(jīng) 74LS74二分頻后作為 A/D的時(shí)鐘信號(hào)。 在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)的 P0口的數(shù)據(jù)輸出接地址鎖存器 74LS74和 ADC0809的數(shù)據(jù)輸入口，單片機(jī)的時(shí)鐘引腳接鎖存器的控制引腳。 主控制器 采用 AT89C51單片機(jī)作為主控制器。 Vref：參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE：輸出允許信號(hào)。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。通常使用頻率為 500KHz的時(shí)鐘信號(hào) EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 CLK：時(shí)