【正文】 .................... 29 5 系統(tǒng)調試 ................................................. 32 硬件調試 .......................................................................................................................... 32 排除邏輯故障 ............................................................................................................... 32 排除元器件失效 ........................................................................................................... 32 軟件調試 .......................................................................................................................... 33 問題及解決方法 .............................................................................................................. 33 測試情況 .......................................................................................................................... 34 可燃氣體傳感器數(shù)據(jù)采集測試 ................................................................................... 34 串口模塊測試 ............................................................................................................... 34 按鍵模塊測試 ............................................................................................................... 34 液晶顯示模塊測試 ....................................................................................................... 34 6 結論 ...................................................... 35 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 謝 辭 ...................................................... 35 參考文獻 .................................................... 36 附 錄 ...................................................... 37 附錄一系統(tǒng)仿真圖 .................................................................................................................. 37 附錄三 單片機程序 ................................................................................................................ 39 附錄四 實物圖 ........................................................................................................................ 51 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 67 頁 1 引言 隨著我國工農業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)在的很多人已經(jīng)過上了小康的生活，現(xiàn)在的家庭中都普遍用煤氣或者天然氣替代以前的柴火作為家庭的燃料已越來越受到工廠和城市居民的歡迎，這些燃料給我們的生活帶來了很多的方便，煤氣用戶的增多，輸送可燃性氣體的各項設備也大量的增加，由于管理和使用不當，會造成氣體的泄露，帶來了不小的麻煩和危害，將空氣污染，輕者令人頭昏或嘔吐，重者會引起中毒、爆炸、火災等。幾乎每一天都會發(fā) 生這樣的慘劇，報紙、網(wǎng)頁的頭版頭條幾乎都是這類悲痛的事件。所以為了防止這類悲痛的事故再是發(fā)生，保護人民的生命財產安全，必須要找到一個解決的辦法。 當今社會，出現(xiàn)許多種可燃氣體報警器，而這些產品大都是針對煤氣的泄漏作相應的報警，即為家庭式。對某個區(qū)域的燃氣泄漏進行監(jiān)控，這是今后的發(fā)展趨勢。 現(xiàn)在的城市居民居住基本上高樓大廈，每棟大廈基本上都有管理員管理， 而本次設計的便攜式可燃氣體檢測儀就更能發(fā)揮其作用了，只要家庭安裝了這種裝置，并且與管理員的上位機進行連接，就能讓管理員實時監(jiān)測。 便攜式可燃氣體不僅能在家庭當中使用，還可以在工業(yè)當中使用，例如它安裝在煤礦井中檢測甲烷氣體的濃度，防止瓦斯爆炸，保護礦井地下工人的人生安全 ,也可以安裝在容易泄露可燃氣體的工廠車間中。此次事故是一起重大責任事故，事故原因初步分析為，桃子溝煤礦涉嫌非法組織生產，在未批區(qū)域違規(guī)設置多個作業(yè)點，在通風性差的條件下作業(yè)，導致瓦斯?jié)舛仍龃?，遇火爆炸? 由此可見便攜式可燃氣體檢測儀不僅在人們的日常生活中扮演重要角色，而且在煤礦等工業(yè)中 也發(fā)揮著至關重要的作用，所以實時準確測量周圍環(huán)境中的可燃性氣體，有毒有害氣體泄露，對保護人民的身體健康和財產安全有重要意義。 1 研究課題 概述 可燃氣體檢測儀是一種檢測泄露氣體濃度的儀器儀表工具，主要是指便攜式 /手持式氣體檢測器。一般認為，氣體傳感器的定義是以檢測目標為分類基礎的，也就是說， 凡是用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器（氣體檢測儀），不管它是用物理方法，還是用化學方法。 研究目標 本文所設計的可燃氣體數(shù)字報警器是利用 AT89S52 單片機為控制核心。通過外圍的按鍵電路可以實現(xiàn)對報警濃度的上限值設置，當所檢測到的濃度高于設置的濃度值時，主控芯片控制外圍的報警電路，使發(fā)光二極管發(fā)光和蜂鳴器發(fā)出聲音從而達到報警的目的。實現(xiàn)： 環(huán)境中的可燃氣體的泄露； ； ； AT89S52 與上位機的通信； 5 實現(xiàn)主控芯片對各個模塊的控制； ； 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 67 頁 3 研究方案 設計是利用單片機控制技術，制作了一氧化碳、乙炔、甲烷三種氣體與一體的報警器?；?AT89S52 性 價比高的優(yōu)勢，主要運用了 AT89S52單片機進行控制。在模數(shù)轉換這塊，利用 TLC549 實現(xiàn)模數(shù)轉換， TLC549 是 8 位逐次漸進型的 A/D 轉換器，它采用 COMS 工藝 8 個引腳雙列直插式封裝，與微機相連時不需要附 加接口電路。 顯示環(huán)節(jié)又分為液晶顯示和上位機顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼?？梢蕴峁﹩为氭i存的 I/O 接口電路很多。 總 的來說， 本次 設計主要利用了以上的檢測模塊， A/D 轉換模塊，顯示模塊，控制模塊 四 大模塊，組成了可燃氣體探測報警器 。所以叫基于 AT89S52 單片機的便攜式可燃氣體檢測儀 。這個時期電子信息產業(yè)的主要特征表現(xiàn)為：一是正在從單一的制造業(yè)轉變?yōu)槲镔|生產與知識生產，裝備制 造與系統(tǒng)集成，硬件制造與軟件制造，工業(yè)生產與信息服務相結合的現(xiàn)代信息產業(yè)；二是產業(yè)結構，產品結構，企業(yè)結構，運行機制，管理模式等方面發(fā)生了深刻變化；三是我國信息產業(yè)成為國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)和先導產業(yè)，是新世紀的戰(zhàn)略產業(yè)，為國民經(jīng)濟和社會信息化建設提供主要技術和物質支撐?；A、應用兩頭依附，是指報警器技術的發(fā)展依附于敏感機理、敏感材桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 67 頁 4 料、工藝設備和計測技術這四塊基石。 儀器儀表行業(yè)在中國經(jīng)過一個階段的發(fā)展，已經(jīng)趨近成熟。用于氣體報警器的傳感器也在經(jīng)歷著飛速的變化，經(jīng)過了多次的技術創(chuàng)新和更新?lián)Q代，傳感器行業(yè)，可燃氣體報警器行業(yè)又迎來了新的發(fā)展和突破。而來自美國普度大學的工程師補足了這個遺憾，為設計可燃氣體報警器傳感器提供了新的途徑。研究人員過去就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當感測單個分子時 (例如氣體煙霧探測器或生物、化學探測器 )，感測組件越小越好，但其原因一直沒有一個理論來解釋和證實，是否與目標分子的擴散情況會限制傳感器運作速度有關系。首先，他們比較了傳統(tǒng)的平面?zhèn)鞲衅鹘M件與圓柱形的單納米管傳感器組件，結果顯 示較小的圓柱形傳感器的靈敏度至少高出傳統(tǒng)的平面?zhèn)鞲衅?100 倍，這足以證明感測器組建越小越好的理論是正確的。 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 4k bytes 的可反復擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產 ，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，內置功能強大的微型計算機的 AT89C51 提供了高性價比的解決方案。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 67 頁 5 的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 VSS： 電源地端。 XTAL2： P0 口是一個 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。如果當 EA 引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 PORT2（ ～ ）： P2 口是具有內部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS 的 TTL 負載，若將端口 2 的輸出設為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。 PORT1（ ～ ）： P1 口也是具有內部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL負載，同樣地若將端口 1 的輸出設為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 PORT3（ ～ ）： P3 口也具有內部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL 負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部 數(shù)據(jù)存儲器內容的讀取或寫入控制等功能。 ： TXD，串行通信輸出。 串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時，從片內總線向發(fā)送 SBUF 寫入數(shù)據(jù) (MOV SBUF,A)，啟動發(fā)送過程，由硬件電路自動在字符的始、末加上起始位（低電平）、停止位（高電平）， A 中的數(shù)據(jù)送入 SBUF，在發(fā)送控制器控制下，按設定的波特率，每來一個移位脈沖，數(shù)據(jù)移出移位，先發(fā)送一位起始位（低電平），再由地位到高位一位一位通過 TXD（ ）把數(shù)據(jù)發(fā)送到外部電纜上，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，最后發(fā)一位停止位（高電平），一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結束。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 7 頁 共 67 頁 7 ： T0，計時計數(shù)器 0 輸入。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。 RST—— 復位輸入。 ALE/PROG—— 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止ALE 操作。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效 。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。 AT89S52 發(fā)送與接收時序圖如圖 (b)所示： 、 圖 （ b）AT89s52 發(fā)送與接收時序圖 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 8