【正文】 具體介紹各單元電路的設(shè)計(jì)。用戶可以通過按鍵設(shè)定自己需要的報(bào)警值。 3 系統(tǒng)框圖及主要部分介紹 圖 系統(tǒng)原理框圖 本系統(tǒng)原理圖如圖 所示。電磁閥用于關(guān)閉氣源，排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)，將有毒氣體排出室內(nèi)。蜂鳴器在煤氣濃度超過警戒值時(shí)報(bào)警。 桂 林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁 共 38 頁 聲光報(bào)警電路方案 該模塊由三個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)蜂鳴器組成。 人機(jī)交流電路方案 由于本設(shè)計(jì)只需要 4 個(gè)按鍵，而且 MCU 的 I/O 口資源足夠，所以每個(gè)按鍵就對(duì)應(yīng)一個(gè) I/O口即可解決。 （ 3)方案總結(jié) 比較以上兩種方案，方案一 占用大量 I/O 資源以及單片機(jī)內(nèi)部資源，并且顯示不穩(wěn)定。 (2)方案二 選用液晶顯示模塊。它由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描，只需外接少量三極管作為驅(qū)動(dòng)電路，電路簡(jiǎn)單，便于控制，并且價(jià)錢便宜。方案三速度較高，功耗低在低分辨率（ 12 位）時(shí)價(jià)格便宜，因此選用分辨率為 8 位的 ADC0809。 （ 4)方案總結(jié) 比較以上三種方案，方案一由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低，電路設(shè)計(jì)與連接復(fù)雜。其電路規(guī)模屬于中等。其轉(zhuǎn)換速率極高。其優(yōu)點(diǎn)是用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率。該 設(shè)計(jì)是常用的電壓采集，對(duì)運(yùn)行速度沒有太高的要求，用 51 單片機(jī)完全能完成要求。 （ 2） 方案二 采用 AT89S51 單片機(jī)， AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，其成本相對(duì)較低，在設(shè)計(jì)過程中，只需對(duì)其 IO口進(jìn)行操作即可。方案二硬件資源簡(jiǎn)潔、價(jià)格低廉，系統(tǒng)能將復(fù)雜的 硬件功能全部采用軟件實(shí)現(xiàn)，因此系統(tǒng)控制靈活，易于擴(kuò)展，可以 從根本上解決安全使用燃?xì)獾膯栴}，有效避免因燃?xì)庑孤┰斐傻幕馂?zāi)、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發(fā)生 。此系統(tǒng)方案簡(jiǎn)單，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短等特點(diǎn)。 （ 2）方 案二 系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，由 MCU 模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，人機(jī)交流模塊，聲光報(bào)警模塊和控制模塊，采用氣敏元件 MQ5采集煤氣數(shù)據(jù)。它適用于對(duì)可燃性氣體的檢測(cè)、檢漏、監(jiān)控，它的適用范圍：可燃性氣體，如天燃?xì)?、煤氣、液化石油氣、氫氣、一氧化碳、烯烴類等氣體。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）選用合適的煤氣傳感器，對(duì)液化氣，天然氣，人工煤氣有較好的靈敏度， 探測(cè)范圍可達(dá) 300～ 10000ppm，要求響應(yīng)時(shí)間 :≤ 10s； （ 2）選用合適安裝的煤氣電磁閥，氣體濃度達(dá)到設(shè)定報(bào)警值，就聯(lián)動(dòng)關(guān)閉氣閥； （ 3）當(dāng)氣體濃度達(dá)到設(shè)定報(bào)警值，能驅(qū) 動(dòng)排風(fēng)扇通風(fēng)； （ 4）單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警； 2 方案論證 煤氣控制器由 MCU模塊，數(shù)據(jù)采集模塊， A/D 轉(zhuǎn)換模塊，人機(jī)交流模塊，顯 桂 林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁 共 38 頁 示模塊和控制模塊組成。煤氣控制器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用， 從根本上解決安全使用燃?xì)獾膯栴}，有效避免因燃 氣泄漏造成的火災(zāi)、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發(fā)生 ，可 廣泛應(yīng)用于城市安防，小區(qū)，工廠，學(xué)校，家庭，燃?xì)膺\(yùn)輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域。 煤氣控制系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，當(dāng)煤氣傳感器檢測(cè)到煤氣，其電阻值會(huì)隨著濃度的變化而變化，從而產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，再經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)化后傳給單片機(jī)，當(dāng)空氣中的煤氣濃度超過警戒值時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警，并且通過自動(dòng)關(guān)閉煤氣電磁閥 及時(shí)切斷氣源 ，驅(qū)動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)將有毒氣體排出室外 ，從而防止了災(zāi)難的發(fā)生。因此，為了防止這類災(zāi)難的發(fā)生，為了讓燃?xì)飧玫脑旄Ｓ诿?，造福于社?huì)，煤氣控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 一般的煤氣報(bào)警器功能單一，性能穩(wěn)定性差，必須手動(dòng)關(guān)煤氣閥門，在無人的時(shí)候還是會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難。燃?xì)獾钠占芭c應(yīng)用無疑對(duì)改善境 質(zhì)量和提高人們的生活質(zhì)量發(fā)揮了巨大的作用。 draft fan 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁 共 4 頁 引 言 ..................................................................................................... 1 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................... 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................................................ 1 設(shè)計(jì)要求 ........................................................ 1 2 方案論證 ........................................................................................... 1 系統(tǒng)構(gòu)成方案 ........................................................................................................ 2 控制器系統(tǒng)方案 .................................................................................................... 2 A/D 轉(zhuǎn)換電路方案 ................................................................................................ 2 顯示電路方案 ........................................................................................................ 3 人機(jī)交流電路方案 ................................................................................................ 3 聲光報(bào)警電路方案 ................................................................................................ 4 控制電路方案 ........................................................................................................ 4 3 系統(tǒng)框圖及主要部分介紹 ................................................................ 4 4 硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 ........................................................................ 4 單片機(jī)最小工作系統(tǒng)電路 .................................................................................... 4 數(shù)據(jù)采集電路 ........................................................................................................ 6 MQ5 簡(jiǎn)介 ............................................................................................................ 6 數(shù)據(jù)采集電路 ....................................................................................................... 8 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .................................................... 9 人機(jī)交流電路 ........................................................................................................ 9 顯示電路 .............................................................................................................. 10 聲光報(bào)警電路 ...................................................................................................... 11 控制電路 .............................................................................................................. 11 電磁閥控制模塊 ................................................................................................. 11 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊 ..................................................................................................... 12 5 軟件 設(shè)計(jì)與調(diào)試 .............................................................................. 13 軟件設(shè)計(jì)方法 ...................................................................................................... 13 程序流程圖 .......................................................................................................... 13 電壓 濃度曲線的擬合 ........................................................................................ 15 軟件部分的調(diào) 試 .................................................................................................. 19 6 測(cè)試結(jié)果 ......................................................................................... 20 測(cè)試儀器 .............................................................................................................. 20 煤氣控制器的測(cè)試 .............................................................................................. 20 CO 參數(shù)測(cè)試 ......................................................................................................... 20 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁 共 4 頁 7 結(jié)論 ................................................................................................. 22 謝 辭 ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 alarm。 本設(shè)計(jì)經(jīng)測(cè)試，最終實(shí)現(xiàn)了課題要求的各個(gè)功能，基本實(shí)現(xiàn)了煤氣控制器的設(shè)計(jì)