【正文】 。 TL0=0x00。 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 30 } void t0_init() { TMOD=0x01。 dierhang(5)。 //游標自動右移，整體畫面不移動 diyihang(1)。 //清除 LCD 的顯示內容 delay_ms(5)。 //顯示開，關光標 delay_ms(5)。 //基本指令操作 delay_ms(1)。 //基本指令操作 delay_ms(5)。 } void lcd_init() //液晶初始化 { delay_ms(40)。 } void dierhang(uint z) { z。 } void diyihang(uint z) { z。 lcden = 0。 lcden = 1。 lcdrw = 0。 } void write_date(uchar dat) //寫數(shù)據(jù) { Check_Busy()。 delayNOP()。 LCD_data = cmd。 lcdrs = 0。//忙則等待 lcden=0。 while((P0amp。 lcden=1。 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 28 } void Check_Busy() { lcdrs=0。y0。x0。 void delay_ms(uint z) { uint x,y。 uchar code str3[]=Warming!。 uchar code str1[] = ppm。 sbit rd=P2^4。 sbit d2=P1^3。 sbit beep=P1^5。 sbit lcdrw=P2^6。}。_nop_()。 {_nop_()。 [13]李鳳霞：《 C 語言程序設計教程》 [M],北京理工大學出版社 2021 年。 [9]蔡可芬，莊牧林 .燃氣報警器質量分析評估 [J].傳感器技術 .1999,18(4):22 [10]徐瑋 ,《 51 單片機綜合學習系統(tǒng) 1602 字符型液晶顯示篇》 [J].電子制作 ,2021， (01). [11]趙亮、候國銳主編，《單片機 C 語言編程與實例》 [M]，北京人民郵電出版社 2021 年。經(jīng)過這一次調試，我對硬件電路理解的更加透徹，對軟件的糾錯能力也有了進一步的提高，并且熟悉了 KEIL C51的操作，使自己對單片機煤氣警報系統(tǒng)認識更加深刻。通過這次設計，我對傳感器、液晶顯示有了更多的了解，更熟練地掌握了單片機的應用。這過程中我向一些有經(jīng)驗的同學請教，幫助解決了問題。 小結 硬件部分的實物焊接是自己 DIY的成果展示，雖然線路簡單，但我還是每一步都細心地焊接，每焊完小一部分，都用萬用表檢查電路的通短情況。對調試過程中出現(xiàn)的錯誤要仔細分析，然后不斷更正錯誤，直至達到理想效果為 止。如果調試成功了才能說明此系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，系統(tǒng)設計已經(jīng)成功。單一的軟件或是硬件的調試通過了并不能驗證總的方案的可行性。 軟、硬件整體調試 軟、硬件聯(lián)調是將已經(jīng)調試通過的軟件和硬件結合起來一起進行調試。由于 STC89C52可以擦寫上千次，所以在這個調試過程中，并沒有用仿真器來實踐，而是直接將程序燒寫進單片機來操作。若有高壓，聯(lián)機仿真器調試時，將會損壞仿真器等，有時會使應用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 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?？梢圆扇z查元器件與設計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。必要時利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。排除的方法是首先將加工 的印制板認真對照原理圖，看兩者是否一致。 排除邏輯故障 這類故障往往由于設計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。可見硬件的調試是基礎，如果硬件調試不通過，軟件設計則是無從做起。 單片機系統(tǒng)的硬件調試和軟件調試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。 調試部分是單片機系統(tǒng)設計中 至關重要的部分。 圖 18 顯示子程序 開始 調用寫命令子函數(shù) 寫入初始地址 依次寫入數(shù)據(jù) 液晶初始化 基本指令操作 顯示開，關游標 游標自動右移，整體畫面不動 清除 LCD 內容 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 24 5 系統(tǒng)調試 硬件的調試 在單片機開發(fā)過程中，從硬件設計到軟件設計 都需要做到準確無誤。流程圖如圖 17 所示。經(jīng) A/D 轉換、濾波、線性化處理、進制轉化后，由 LED 顯示其濃度值。主程序還包括模數(shù)轉換程序、顯示子程序， T0 中斷子程序等，以完善報警器的功能，給檢測人員帶來方便。由于 MQ5 型氣體傳感器在不通電狀態(tài)下存放一段時間后，再通電時，器件并不能立即投入正常工作，需要一定的時間預熱，所以采用延時程序對傳感器預熱。在程序的編寫過程中，加入了文字注釋，以便于后期的改進與維護。本設計采用了 Ke?l 公司最新發(fā)布的 KeiluVision4 來編程、調試及仿真，它引入靈活的串口管理系統(tǒng)，提供了一個簡潔高效的環(huán)境來開發(fā)應用程序，給我在設計中帶來很大的方便。與匯編語言相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，所以我采用 C 語言編寫程序。它既具有高級語言的特點，又具有 匯編語言 的特點。不少于 48 小時 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 20 4 軟件設計 關于單片機 MCS51 的編程目前比較多用的是匯編和 C語言。 相對濕度： 65%177。 符號 參數(shù)名稱 技術條件 備注 Rs 敏感體表面電阻 2KΩ20KΩ (2021ppm C3 H8) 烷，氫氣 適用范圍： 30010000ppm 甲烷，丙烷，丁 烷，氫氣 α (R1000ppm/ R500ppm H2) 濃度斜率 ≤ 標準 工作條件 預熱時間 溫度： 20℃ 177。3Ω 溫室 PH 加熱功耗 ≤900mw 表 6 ，外形 MQ5 氣敏元件的結構和外形如圖所示，封裝好的氣敏感測器元件有 6 只針狀 管腳，其中 4 個用于信號取出， 2 個用于提供加熱電流。 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 19 MQ5 氣體傳感器規(guī)格 準工作條件 表 5 符號 參數(shù)名稱 技術條件 備注 VC 回路電壓 ≤24V DC VH 加熱電壓 177。因此，在使用此類型氣敏器件時，靈敏度的調整是很重要的。二者之間的關系為： Rs/R L=(VCV RL)/VRL。 MQ5 的管腳連接如圖 14 所示，A or B 接傳感器 ， H 接加熱器。在滿足傳感器電性能要求的前提下， VC和 VH可以共享同一個電源電路。 VC 則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負載電阻（ RL）上的電壓（ VRL）。該傳感器需要施加 2 個電壓：加熱器電壓（ VH）和測試電壓（ VC）。圖中所有測試都是在標準試驗 條件下完成的。圖中縱坐標為傳感器的電阻比（ Rs/Ro），橫坐標為氣體濃度。應用：家庭用氣體泄漏報警器、工業(yè)用可燃氣體報警器、便攜式氣體檢測器。這種傳感器可檢測多種可燃氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器。 它具有良好的長期穩(wěn)定性，在正常使用條件下，其使用壽命可達 4~5 年。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。 氣敏探測器是能感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的一種敏感器件，它將氣體成分、濃度等有關信息轉換成電信號，從而方便檢測。 表 3 典型可燃氣體的主要特性 氣體名稱 化學式 爆炸界限 /Vol% 容許濃度 /ppm 比重（空氣 =1） 碳化氫及其派生物 甲烷 CH4 丙 烷 C3H8 1000 丁烷 C4H8 汽 油 氣 500 乙炔 C2H2 甲醇 CH3OH 200 醇 乙醇 C2H5OH 1000 醚 乙醚 C2H5O 無機氣 體 一氧化碳 CO 50 氫 H2 其中 CO 的氣體毒性是對人體有非常大的傷害 ，見表 4。 可燃氣體的危險性主要視其爆炸極限，爆炸下限數(shù)值越小、爆炸下限與上限之間的范圍越大，越危險。其電路設計如圖 12 所示。而光線報警電路采用了兩個當可燃性氣體濃度值大于或等于設定值時，單片機控制的、 腳變?yōu)榈碗娖?，此時聲光報警電路也隨之導通，蜂鳴器發(fā)出報警響聲，并且發(fā)光二極管點亮。 圖 11 LCD1602 總體連接圖 聲光報警模塊 聲光報警功能用聲音和燈光報警實現(xiàn)的，本設計的聲光報警 模塊主要由一個有源 1=從 LCD讀取信息 6 EN 1,1 0 輸入 使能信號， 1為讀取信息 1 0（下降沿）執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line0 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line1 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line2 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line3 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line4 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 Line5 13 DB6 0/1 數(shù)據(jù)總線 Line6 14 DB7 0/1 數(shù)據(jù)總線 Line7 15 A +Vcc LCD背光電源正極 16 K 接地 LCD背光電源負極 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計 16 蜂鳴器、兩個發(fā)光二極管來實現(xiàn)。片選信號 RS腳接 89C52 的 ,寫入信號 RW 腳接 ，使能信號 EN 腳接 ，數(shù)據(jù)端 D0~D7 分別接 ~，BL+接 +5V電源， BL接地。 其各引腳如表 2所示： 表 2 LCD1602 引腳定義 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V） 3 Vee 對比調整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD寫入指令或數(shù)據(jù) 可燃性氣體泄漏報警控制器的設計