【正文】 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第二章 煤氣報(bào)警器的設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)控制技術(shù)，制作了程控一氧化碳報(bào)警器。實(shí)現(xiàn)： 1．準(zhǔn)確測(cè)量周圍環(huán)境中的可燃性氣體、有毒有害氣體的泄漏； 2．實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能控制； 3．實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程語(yǔ)言系統(tǒng)的控制及傳感器電路的控制。而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，黃色 LED亮啟，便于用戶及時(shí)對(duì)報(bào)警器進(jìn)行維修。 煤氣報(bào)警器研究目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)功能 本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字氣體報(bào)警器采用單片機(jī) AT89C51，其價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。 全國(guó)已有 1688 家企事業(yè)從事報(bào)警器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用，其中從事 MEMS研制生產(chǎn)的已有 50 多家。 產(chǎn)品已進(jìn)入到億萬(wàn)人民的家庭生活中，并已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 和國(guó)防建設(shè)中得到一定應(yīng)用。 “九五”期間報(bào)警器技術(shù)研究國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目取得了 51個(gè)品種 86個(gè)規(guī)格的新產(chǎn)品。 “黑龍江基地”主要建立氣、濕敏規(guī)模經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)。這三大基地分別為： “安徽基地”，主要是建立力、光敏規(guī)模經(jīng)濟(jì)。目前，其論值組織機(jī)構(gòu)為：“全國(guó)敏感元件與報(bào)警器學(xué)術(shù)團(tuán)體聯(lián)合組織委員會(huì)”。 在國(guó)家的支持下，“八五”以來(lái)，我國(guó)的報(bào)警器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的兩大分散是指報(bào)警器產(chǎn)品門類品種 繁多，生產(chǎn)、研究單位分布在除地方外有 12 個(gè)部委（電子、機(jī)械、科學(xué)院、航空航天、教委、冶金、船舶、鐵道、輕工、化工、煤炭等），其應(yīng)用滲透到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，它的發(fā)展既是各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。投資密集是指研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)某一種報(bào)警器產(chǎn)品要求一定的投資強(qiáng)度，尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)線時(shí)，更要求較大的投資。它是多種高技術(shù)的集合產(chǎn)物。也即發(fā)展報(bào)警器技術(shù)要以市場(chǎng)為導(dǎo)向，實(shí)行需求牽引。敏感機(jī)理千差萬(wàn)別，敏感材料多種多樣，工藝設(shè)備各不相同，計(jì)測(cè)技術(shù)大相徑庭，沒(méi)有上述四塊基石的支撐，報(bào)警器技術(shù)難以為繼。 報(bào)警器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是：基礎(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附；技術(shù)、投資兩個(gè)密集；產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散。 報(bào)警器行業(yè)的發(fā)展 我國(guó)電子信息業(yè)在上世紀(jì)八十年代第一次騰飛后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的加快，之后又進(jìn)入持續(xù)快速發(fā)展的新時(shí)期。當(dāng)氣體傳感器遇到燃?xì)鈺r(shí)，傳感器電阻隨燃?xì)鉂舛榷兓S之產(chǎn)生電信號(hào)，供燃?xì)鈭?bào)警器后級(jí)線路處理。有的報(bào)警器在報(bào)警時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)忾y門，以防燃?xì)饫^續(xù)泄漏。報(bào)警器為居民家庭用的燃?xì)鈭?bào)警器，一般安裝在廚房，遇燃?xì)庑孤r(shí)，報(bào)警器可發(fā)出聲光報(bào)警，或同時(shí)伴有數(shù)字顯示，同時(shí)聯(lián)動(dòng)外部設(shè)備。其設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積小、成本底、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強(qiáng)、 適應(yīng)范圍廣，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠工作。傳統(tǒng)的純硬件報(bào)警器已經(jīng)不能滿足這種要求了，可以用單片機(jī)設(shè)計(jì)。如何開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠、高性能價(jià)格比的裝置，成為急需解決的課題。由此可見(jiàn)報(bào)警器無(wú)論是在人們的日常生活中，還是在煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量周圍環(huán)境中的可燃性氣體，有毒有害氣體泄露，對(duì)保護(hù)人民的身體健康和財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。 11 月 5 日，吉林省遼源礦務(wù)局西安礦 礦辦小井發(fā)生瓦斯爆炸事故，死亡 31 人，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。 9 月 27日，貴州省水城礦務(wù)局木沖溝煤礦發(fā)生特大惡性瓦斯爆炸事故， 162 人死亡。同年 9月 1 日，黑龍江省雙鴨山礦務(wù)局東保衛(wèi)煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故， 14 人遇難。而且，氣體報(bào)警器的研發(fā)對(duì)于防止煤礦事故也是至關(guān)重要的，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，僅去年煤礦事故死亡人 數(shù)就高達(dá) 3786人，同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，這樣防止煤氣中毒與爆炸已成為人們迫切需要。每年因煤氣泄漏造成的煤氣中毒事故中，因使用熱水器不當(dāng)或產(chǎn)品本身的質(zhì)量問(wèn)題造成的一氧化碳中毒事故全國(guó)均有不少事例。 38 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 36 結(jié) 論 35 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 軟件調(diào)試 34 第六章 系統(tǒng)調(diào)試 34 程序框圖和主要程序框圖 34 單片機(jī)編程 28 RS232 標(biāo)準(zhǔn) 26 串口通信電路的設(shè)計(jì) 25 鍵盤的識(shí)別 23 報(bào)警器電路的設(shè)計(jì) 22 顯示電路設(shè)計(jì) 21 顯示器電 路的設(shè)計(jì) 17 ADC0809 的介紹 17 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 13 電源電路的設(shè)計(jì) 13 三端固定式集成穩(wěn)壓器 12 第四章 硬件電路設(shè)計(jì)與分析 ……………………………………………………… 13 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì) 7 本文正是通過(guò)分析目前燃?xì)鈭?bào)警器的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制作室內(nèi)故障監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)氣體傳感器遇到燃?xì)鈺r(shí)，傳感器電阻隨燃?xì)鉂舛榷兓S之產(chǎn)生電信號(hào)，供燃?xì)鈭?bào)警 器后級(jí)線路處理。為了使燃?xì)飧玫卦旄Ｓ诿?，造福于社?huì)，減少并杜絕各種因燃?xì)庑孤┒l(fā)的爆炸及火災(zāi)事故，各燃?xì)馐褂脝挝患熬用裼脩暨x擇一種適合的室內(nèi)煤氣泄露報(bào)警器實(shí)為必要之舉。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 51 單片機(jī)煤氣報(bào)警器 摘 要 全國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展迅猛，液化氣、天然氣、煤 制氣等城市燃?xì)庾鳛榍鍧嵞茉匆言诠ど虡I(yè)和城鎮(zhèn)居民用戶中得到廣泛應(yīng)用，特別是隨著“西氣東輸”工程的快速進(jìn)展，燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆? ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書(shū)館被查閱。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說(shuō)明并表示謝意。 畢業(yè)論文 基于 51單片機(jī)煤氣報(bào)警器 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說(shuō)明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。學(xué)校可以公布論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按 教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú) 錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。但是隨著燃?xì)獾膹V泛應(yīng)用，由于燃?xì)庑孤┧l(fā)的爆炸、中毒和火災(zāi)事故也時(shí)有發(fā)生，這在某種程度上增加了城市的不安全和不穩(wěn)定因素。 燃?xì)鈭?bào)警器的核心是氣體傳感器。經(jīng)過(guò)電子線路處理變成濃度成比例變化的電壓信號(hào)，由線性電路加以補(bǔ)償，使信號(hào)線性化，經(jīng)微機(jī)處理、邏輯分析，輸出各種控制信號(hào)，即當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并可顯示燃?xì)鉂舛然騿?dòng)外部聯(lián)運(yùn)設(shè)備。 關(guān)鍵詞 氣體傳感器 煤氣泄漏 煤氣報(bào)警 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 緒論 ……… ………………………………………………………………… 1 煤氣報(bào)警器的現(xiàn)實(shí)意義及發(fā)展………………………………………………… 1 研究背景及意義 ……………………………………………………………… 1 煤氣報(bào)警器的概述…………………………………………………………… 2 報(bào)警器行業(yè)的發(fā)展 …………………………………………………………… 2 煤氣報(bào)警器研究目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)功能…………………………………………… 4 第二章 煤氣報(bào)警器的設(shè)計(jì)方案…………………………………………………… 5 總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………… 5 ………………………………………………………………… 5 第三章 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 7 氣體濃度檢測(cè)模塊 7 14 信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì) 15 氣敏傳感元件特性 15 信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì) 17 電路具體設(shè)計(jì)方法 20 存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì) 22 顯示模塊 LCD1602 24 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 24 鍵盤的工作原理 25 鍵盤的工作方式 29 接口信號(hào) 31 第五章 軟件設(shè)計(jì) 35 硬件調(diào)試 36 調(diào)試結(jié)果 39 1 第一章 緒論 煤氣報(bào)警器的現(xiàn)實(shí)意義及發(fā)展 研究背景及意義 隨著我國(guó)燃?xì)獾淖兏锛拔鳉鈻|輸工程的進(jìn)行，煤氣或天然氣已成為多數(shù)家庭的燃料。更有甚者，因室內(nèi)煤氣濃度過(guò)高引起煤氣爆炸的事故也不少見(jiàn)。家用燃?xì)鈭?bào)警器更是時(shí)下所需，因?yàn)樗?jiǎn)捷易用，方便居民生活。我國(guó)特大煤礦事故也是非常嚴(yán)重的，例如 2020年 12月，河北唐山劉官屯煤礦發(fā)生特別重大瓦斯煤塵爆炸事故，造成 108名礦工死亡， 29人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失 4800多萬(wàn)元。 9月 5 日，山西省大同礦業(yè)集團(tuán)公司永定莊煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，死亡 31人。這是近 40 年來(lái)最嚴(yán)重的一次煤礦事故。 11月 25 日，內(nèi)蒙古自治區(qū)大雁煤業(yè)公司二礦采煤工作面發(fā)生特大瓦斯爆炸，目前已發(fā)現(xiàn) 14 人死亡， 37 人下落不明。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域中，如油田、礦山、化工等企業(yè)和家庭中有廣泛的應(yīng)用，也是環(huán)境保護(hù)的重要項(xiàng)目。 由于要 求數(shù)字氣體報(bào)警器具有體積小巧，監(jiān)控精度高，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的特點(diǎn)。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 單片機(jī)在工業(yè)控制和儀器儀表智能化的應(yīng)用中扮演著極為重要的角色。 煤氣報(bào)警器的概述 燃?xì)鈭?bào)警器可分為可燃?xì)怏w檢漏儀（簡(jiǎn)稱“檢漏儀” ），可燃?xì)怏w報(bào)警控制器（簡(jiǎn)稱“控制器” ）、可燃?xì)怏w探測(cè)器（簡(jiǎn)稱“探測(cè)器”