【正文】 名 班 級(jí) K電氣101 起 止 日 期 ~ 指 導(dǎo) 教 師 許大宇 南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課 程 名 稱 檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 院（系、部、中心） 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 劉棟 班 級(jí) K電氣101 起 止 日 期 ~ 指 導(dǎo) 教 師 許大宇 1．課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的通過對(duì)本課程的設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握常見被測(cè)量的檢測(cè)原理、方法和技術(shù)，了解國內(nèi)外對(duì)這些工程量進(jìn)行測(cè)控的系統(tǒng)組建原理，通過對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，增強(qiáng)學(xué)生理解和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力,逐步掌握根據(jù)具體測(cè)控要求、性能指標(biāo)設(shè)計(jì)出先進(jìn)測(cè)控系統(tǒng)的方法和技術(shù)。2．課程設(shè)計(jì)題目及要求題目：煤氣泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：（1）系統(tǒng)性能要求：檢測(cè)范圍：400~800PPM，超限報(bào)警；（2）根據(jù)題意，明確被控對(duì)象的功能及性能指標(biāo)；（3）根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇合適的氣敏傳感器（盡量選擇實(shí)驗(yàn)室中已有的傳感器）；（4）設(shè)計(jì)傳感器測(cè)量電路；（5）選擇單片機(jī)的品種、型號(hào)，設(shè)計(jì)單片機(jī)的外圍測(cè)量電路；（6）計(jì)算有關(guān)的電路參數(shù)，有條件的情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)取，明確測(cè)量電路輸出與被測(cè)非電量的關(guān)系；（7）畫出系統(tǒng)原理框圖（此部分放在說明書的開始）；（8）畫出系統(tǒng)電路圖，最好用PROTEL畫；（9）在說明書中詳細(xì)說明本系統(tǒng)工作原理。4．主要參考文獻(xiàn) 李現(xiàn)明，：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 ： ：5．課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排起 止 日 期工 作 內(nèi) 容13年6月3日布置設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉課題，查找資料；13年6月4日結(jié)合測(cè)控對(duì)象，選擇合適的傳感器，理解傳感器性能；13年6月5日設(shè)計(jì)傳感器測(cè)量電路，選擇合適的單片機(jī)，設(shè)計(jì)其外圍電路；13年6月6日設(shè)計(jì)電路參數(shù)，有條件情況下，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步理解測(cè)量電路輸入輸出關(guān)系；13年6月7日繼續(xù)設(shè)計(jì)論證電路參數(shù)，完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；13年 6月 10日查找資料，理解系統(tǒng)各部分工作原理；13年 6月 11日理清系統(tǒng)說明要點(diǎn)，著手設(shè)計(jì)說明書的書寫；13年 6月 12日書寫設(shè)計(jì)說明書，充分理解系統(tǒng)每一部分作用；13年 6月 13日完善設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)答辯。6．成績(jī)考核辦法平時(shí)表現(xiàn)30%，設(shè)計(jì)成果40%，答辯表現(xiàn)30%.教研室審查意見：教研室主任簽字： 年 月 日院（系、部、中心）意見：主管領(lǐng)導(dǎo)簽字： 年 月 日 目錄第1章 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容..............................................................................1 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù) 1 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1第2章 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì) 2 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 2 系統(tǒng)硬件電路的總體設(shè)計(jì) 3 氣體傳感器電路設(shè)計(jì) 3 放大電路的設(shè)計(jì) 5 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì) 11 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) 12第3章 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 13 主程序設(shè)計(jì)流程圖 13 A/D轉(zhuǎn)換控制程序設(shè)計(jì)流程圖 14 顯示子程序的設(shè)計(jì)流程圖 15 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì)流程圖 15第4章 系統(tǒng)的功能仿真 16 仿真軟件介紹 16 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的模塊仿真 16 A/D轉(zhuǎn)換模塊測(cè)試 16 顯示模塊測(cè)試 17 聲光報(bào)警電路模塊測(cè)試 18 系統(tǒng)誤差分析 19參考文獻(xiàn) 20附錄1 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的仿真電路圖 21附錄2 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的電路原理圖 21附錄3 濃度與電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系 22附錄4 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的源程序 2327 / 34第1章 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容煤氣測(cè)量系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)一套具有有毒氣體檢測(cè)功能、報(bào)警功能、能夠判斷室內(nèi)空氣中煤氣的泄露情況和顯示當(dāng)前室內(nèi)有毒氣體的濃度，用單片機(jī)控制報(bào)警器是否需要報(bào)警。硬件部分主要包括氣體傳感器電路、放大電路、A \D轉(zhuǎn)換電路、 單片機(jī)最小系統(tǒng)、單片機(jī)控制電路和報(bào)警電路和數(shù)碼管顯示電路。軟件部分主要包括A\D的采樣程序、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警程序和顯示程序。 煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù)本論文是煤氣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研制，主要完成：(1) 對(duì)煤氣檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了整體規(guī)劃；(2) 對(duì)煤氣檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件流程設(shè)計(jì)，分為主程序設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換控制程序的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理，濃度顯示程序設(shè)計(jì)、聲光報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等；(3) 軟件的調(diào)試，功能仿真；(4) 畫出煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的電路原理圖。本論文要求做以下設(shè)計(jì)：(1) 氣體傳感器對(duì)煤氣是否泄漏進(jìn)行檢測(cè)；(2) 放大電路對(duì)檢測(cè)出微弱的電壓信號(hào)進(jìn)行一定的放大處理；(3) A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換器能夠時(shí)刻的對(duì)放大的電壓信號(hào)進(jìn)行采集；(4) 根據(jù)有毒氣體濃度與采集的電壓信號(hào)的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理；(5) 顯示程序的設(shè)計(jì)，用4位數(shù)碼管顯示所測(cè)得的煤氣濃度值。基于8位和16位單片機(jī)的嵌入式設(shè)備(如儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和顯示、過程控制、工業(yè)自動(dòng)化等)的實(shí)時(shí)應(yīng)用、測(cè)控系統(tǒng)正在走向網(wǎng)絡(luò)智能化。針對(duì)目前微型處理器的處理芯片的不同，本設(shè)計(jì)是基于AT80C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)煤氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該方案主要包括了可燃?xì)怏w傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、AT89C52單片機(jī)控制電路、聲光報(bào)警電路以及數(shù)碼管顯示電路。單片機(jī)AT89C524位數(shù)碼管顯示放大器氣體傳感器A/D報(bào)警和指示燈單片機(jī)最小系統(tǒng)圖21 基于AT89C52的單片機(jī)的煤氣檢測(cè)系統(tǒng)組成框圖在煤氣檢測(cè)系統(tǒng)組成框圖21中所示，系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C52為控制的核心，配合外圍電路共同完成信號(hào)采集、濃度的顯示、聲光報(bào)警電路的功能設(shè)計(jì)等。放大電路