【正文】 else { if(adc_zhimidu。 //清零 if(adc_zhimidu[4]) //密度等級(jí)判斷 dengji=5。 adc_zhi|=aa。 aa=aaamp。 adc_zhi=2。 adc_zhi=0。 TF0=0。 } TH0=0x3c。 RS=1。 feng=0。 } } if(dengji==5) { if(jia4=2) { jia4=0。 RS=~RS。 feng=~feng。 } } if(dengji==3) { if(jia4=10) { jia4=0。 RS=~RS。 feng=~feng。 if(dengji==1) { if(jia4=20) { jia4=0。(clear_biao==0)) //報(bào)警 { GS=1。 } if((bao_biao==1)amp。 } } } else { jia5=0。 if(jia6=6) //定時(shí)1分 { jia6=0。 if(jia5=200) { jia5=0。 xscout=0。 start_biao=1。(clear_biao==0)) //采集定時(shí)程序 { jia3++。(bao_biao==1)amp。(over_biao==0)amp。 } } } if((start_biao==0)amp。 yure_biao=1。 jia2++。 YS=~YS。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。同時(shí)，他還提供給我們專門的各種設(shè)備及場(chǎng)所，使我在調(diào)試過程中能夠有充足的時(shí)間。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題。Howell Information and Learning Company, 2001: 2 [16]De Salvo B, Ghibaudo G. Pananakak is Getal. 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管道關(guān)斷等功能。報(bào)警器還可以與上位機(jī)(PC)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)傳輸煙霧濃度檢測(cè)數(shù)據(jù)，由上位機(jī)記錄保存，也可以利用上位機(jī)完成實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制等功能。當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。為了保證傳感器加熱工作的可靠性，當(dāng)傳感器加熱絲斷線或傳感器接觸不良時(shí)，能夠進(jìn)行故障報(bào) 警。由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間就越快。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了高性能、高整合度的STC12C5410AD單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。該傳感器是對(duì)以烷類煙霧為主的多種煙霧有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。 本論文設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器由煙霧信號(hào)采集電路與單片機(jī)控制電路兩大部分構(gòu)成。 本論文在對(duì)煙霧傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定及測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。 本章介紹了煙霧報(bào)警器的誤差來源，分析了系統(tǒng)中的硬件電路引入誤差和軟件所帶來的誤差。另外，系統(tǒng)還受到各種外部電磁噪聲的干擾，設(shè)計(jì)上，把探測(cè)器與控制器之間的信號(hào)線用屏蔽電纜連接。但環(huán)境溫度、濕度對(duì)傳感器有一定的影響。 (4) 環(huán)境、外部噪聲引起的誤差 環(huán)境因素包括環(huán)境溫度、濕度、空氣中的塵埃等。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。另外所選的阻容器件都是經(jīng)過精確測(cè)量后再焊接上去的，并經(jīng)過仔細(xì)調(diào)試以獲得最佳性能。運(yùn)放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運(yùn)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。 硬件誤差主要來自以下四個(gè)方面： (1) 傳感器非線性誤差 本系統(tǒng)選用MQ2型半導(dǎo)體陶瓷式煙霧傳感器，煙霧濃度與輸出電壓存在一定的非線性，使用折線插值方法進(jìn)行線性化處理。本儀器使用數(shù)據(jù)的計(jì)算全部是由STC12C5410AD完成的，可以直接執(zhí)行1616 bit定點(diǎn)乘法和32247。軟件誤差主要來自以下兩個(gè)方面： (1) A/D轉(zhuǎn)換量化誤差STC12C5410AD單片機(jī)的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器為12 bit，輸入單片機(jī)模擬 電壓信號(hào)0~，A/ 212 ?1 = ，因此可求得A/ ==%。 在測(cè)量?jī)x器的實(shí)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。5%之 內(nèi)。 對(duì)曲線作線性化處理時(shí)，根據(jù)曲線的走勢(shì)，將煙霧濃度分成7段。 濃度（%）電壓（V）01020304050607080901000從該曲線可以看出，電壓值與煙霧濃度之間是非線性關(guān)系，為了實(shí)時(shí)顯示氣 體濃度，需要對(duì)其進(jìn)行線性化處理，使顯示的煙霧濃度與實(shí)際誤差 在177。 本設(shè)計(jì)中設(shè)定甲烷的爆炸下限為10%體積比，對(duì)應(yīng)的報(bào)警限設(shè)在20%LEL，也就是甲烷含量為2%體積比時(shí)報(bào)警器報(bào)警。假定甲烷的爆炸下限為5%體積比，那也就是說，把這個(gè)5%體積比，一百等分，讓5%體積比對(duì)應(yīng)100%LEL，也就是說，當(dāng)檢測(cè)儀數(shù)值到達(dá)10%LEL報(bào)警點(diǎn)時(shí)，%體積比。一般可燃煙霧檢測(cè)儀的測(cè)量范圍為0~100%LEL。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不會(huì)發(fā)生爆炸。爆炸極限一般用體積 百分比濃度表示。低于爆炸下限，混合氣中的可燃?xì)獾暮坎蛔悖荒芤鹑紵虮?，高于上限混合氣中的氧氣的含量不足，也不能引起燃燒或爆炸。燃燒與爆炸 沒有嚴(yán)格的區(qū)分。可燃?xì)獾娜紵梢苑譃閮深悾?一類是擴(kuò)散燃燒，即揮發(fā)的或從設(shè)備中噴出、泄漏的可燃?xì)?，遇到點(diǎn)火源 混合燃燒。 煙霧的濃度過低或過高時(shí)是沒有危險(xiǎn)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(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。 可燃煙霧在空氣中遇明火種爆炸的最低濃 度，稱為爆炸下限(Lower Explosion Limited)，簡(jiǎn)稱LEL。第五章 實(shí)驗(yàn)檢定及誤差分析 (LEL)概念介紹 本論文設(shè)計(jì)的煙霧檢測(cè)報(bào)警器選用“%LEL”作為煙霧 的測(cè)量單位及衡量標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹關(guān)于LEL的相關(guān)概念。首先介紹了軟件編程的開 發(fā)環(huán)境和工具的選擇，這里選擇的STC12系列單片機(jī)，應(yīng)用KEIL C51編程器和STC單片機(jī)專用ISP下載軟件開發(fā)完成。本報(bào)警器設(shè)計(jì)附加一個(gè)按鍵，功能分別為：確定(消音)。} 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)子程序 當(dāng)煙霧濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對(duì)應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對(duì)策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。 分段插值法線形化程序流程圖 本設(shè)計(jì)采用數(shù)碼管顯示，線性化處理完畢后需將 其送入數(shù)碼管顯示。根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機(jī)的某一電壓值對(duì)應(yīng)的煙霧濃度的 公式如下：f(x) = f(xi) + (xxi)*（f(xi+1)f(xi)）/（Xi+1Xi）i=1,2,3…N式中，N為所分區(qū)間個(gè)數(shù)， f (x)為實(shí)際煙霧檢測(cè)濃度，x為實(shí)際氣體檢測(cè)濃度對(duì)應(yīng)的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對(duì)應(yīng)電壓值，xi是區(qū)間的上限濃度對(duì)應(yīng)電壓值， f (xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值， f (xi )為區(qū)間上限煙霧濃度值?？梢钥闯觯妷褐蹬c煙霧濃度 之間是非線性的關(guān)系。該報(bào)警器主要針對(duì)甲烷煙霧檢測(cè)，在軟件線性化處理時(shí)，以傳感器對(duì)甲烷的響應(yīng)曲線為依據(jù)。 在單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，使用之前必須進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，以得到輸出信號(hào)與被測(cè)信號(hào)的關(guān)系輸出曲線，用來作為使用過程中的計(jì)量依據(jù)。即調(diào)用A/D連續(xù)進(jìn)行10次采樣，去掉其中的最大值和最小值，計(jì)算其余8個(gè)值的平均值，將這個(gè)平均值送入寄存器。保證報(bào)警器檢測(cè)煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。 為此，可采取中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)，先對(duì)N個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計(jì)算余下的N–2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大。接下來定時(shí)器0中斷允許位置1，打開定時(shí)器0，關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初 值。然后設(shè)置定時(shí)器0，選擇方式1。給傳感器預(yù)熱后，程序開始執(zhí)行 初始化子程序，這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種I/O口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、 寄存器初始化、中斷使能等。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(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 STC12C5410AD單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的煙霧濃度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換、平均值法濾波、線性化處理后，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。 。 用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對(duì)話界面，檢查或修改Flash芯片 內(nèi)的各種存儲(chǔ)器、寄存器的數(shù)據(jù)。 當(dāng)用戶將源程序(匯編語言或C語言)經(jīng)語法檢查無誤并生成代碼時(shí)， 就可以將程序代碼下載到Flash芯片中[31]，而用戶的系統(tǒng)可以是在線狀態(tài)。本論文程序調(diào)試過程中。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì) 目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。 C51工具包的整體結(jié)構(gòu)中，μVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。另外重要的一點(diǎn)，Keil C51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。第四章 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì) STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開發(fā)工具 本系統(tǒng)的軟件編程使用的是美國(guó)Keil Software公司出品的Keil C51，是51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)。從設(shè)計(jì)要求及對(duì)STC12系列單 片機(jī)性能指標(biāo)、價(jià)格及節(jié)省儀表空間考慮，選用STC12C5410AD單片機(jī) 作為該報(bào)警系統(tǒng)的核心控制器。 本章闡述了煙霧報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)。 傳感器電源連接自診斷電路(2)判斷傳感器信號(hào)端連接情況 另一種情況是判斷傳感器信號(hào)端是否連接正確，此時(shí)不需要外加電路，在傳感器預(yù)熱2分鐘后，測(cè)量傳感器信號(hào)的輸出電壓，如果電壓為5V，則說明傳感器的信號(hào)端連接不正常。 狀態(tài)指示燈電路圖 控制按鍵連接示意圖 (1)判斷傳感器電源連接情況 在傳感器的地端串聯(lián)一個(gè)電阻R6。 當(dāng)煙霧濃度超過報(bào)警限，報(bào)警器發(fā)出鳴叫，用戶到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，可按下按鍵停止報(bào)警器鳴叫。黃燈閃亮表示傳感器加熱 絲或者電纜發(fā)生斷線或者接觸不良。單片機(jī)STC12C5410AD的18腳()、12腳()、13腳()，控制輸出的狀態(tài)指示燈。C 顯示方式：反射式正顯示存儲(chǔ)溫度：20～+60176。 報(bào)警器濃度顯示采用共陽(yáng)數(shù)碼管。當(dāng)單片機(jī)STC12C5410AD的17腳()置1時(shí)，三極 管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。 。所以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，就可以直接改變放大電路的參考電壓。 此放大電路還加了參考電壓，引入了零點(diǎn)調(diào)節(jié)功能