基于單片機的煙霧警報器的設(shè)計畢設(shè)論文-閱讀頁
2025-07-07 22:57本頁面
【正文】 編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。 STC12系列單片機下載程序使用的是STC單片機ISP下載編程軟件。ISP工具的功能主要是將由PC機串接來的8位并行數(shù)據(jù)與單片機的串行數(shù)據(jù)進行相互轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)PC機與STC12C5410AD的RXD及TXD口通訊。用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機對話界面，在程序中設(shè)置斷點，在STC12C5410AD中，可以同時設(shè)置3個硬件斷點，它是經(jīng)過串口的傳輸，由芯片中的幾組斷點條件寄存器實現(xiàn)的。 本論文中，軟件解決的主要問題是檢測煙霧傳感器的煙霧濃度信號，然后對信號進行AD轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，線性化處理，段式液晶濃度 顯示，按鍵功能設(shè)置，以及報警器聲光警報。首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因為MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器在不通電存放一段時間后，再次通電時，傳感器不能立即正常采集煙霧信息，需要一段時間預(yù)熱。本論文的主程序設(shè)計先對傳感器預(yù)熱三分鐘， 預(yù)熱同時，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或 電纜線是否斷線或者接觸不良。同時送入段式液晶顯示煙霧濃度值。 主程序流程圖。首先設(shè)定定時初值50ms，利用IAP寫入EEPROM，作為取值間隔。方式1狀態(tài)下定時器的工作寄存器THTL1是全16位參與操作。 在煙霧傳感器對煙霧濃度采樣時，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。如果采用一般的平均值法，則干擾將平均到計算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機干擾。 在實際應(yīng)用中，N可取任何值，但為了加快測量計算速度，本論文數(shù)字濾波的設(shè)計中N取10。 在單片機測控系統(tǒng)中，使用之前必須進行靜態(tài)標(biāo)定，以得到輸出信號與被測 中位值平均濾波法程序流程圖信號的關(guān)系輸出曲線，用來作為使用過程中的計量依據(jù)。該報警器主要針對甲烷煙霧檢測，在軟件線性化處理時，以傳感器對甲烷的響應(yīng)曲線為依據(jù)。可以看出，電壓值與煙霧濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實時顯示煙霧濃度，需要對其進行線性化處理。 單片機采集電壓值與煙霧濃度百分比線性化曲線 當(dāng)煙霧濃度超過報警設(shè)定值時，報警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。本報警器設(shè)計附加一個按鍵，功能為：確定(消音)。“LEL”是指爆炸下限。可燃煙霧在空氣中遇明火種爆炸的最高濃度，稱為爆炸上限, 簡稱UEL。燃燒是伴有發(fā)光發(fā)熱的激烈氧化反應(yīng)，它必須具備三個要素：可燃物；助燃物；點火源。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不會發(fā)生爆炸。一般可燃煙霧檢測儀的測量范圍為0100%LEL。本設(shè)計中設(shè)定甲烷的爆炸下限為10%體積比，對應(yīng)的報警限設(shè)在20%LEL，也就是甲烷含量為2%體積比時報警器報警。就本儀器而言，誤差來源主要有軟件和硬件兩個方面。 (2) 數(shù)字濾波過程中的有限字長效應(yīng)在中位值平均濾波法數(shù)字濾波過程中，用到了乘法和除法運算，因此在運算過程中，由于字長有限而不能保留原有數(shù)據(jù)的有效位數(shù)會出現(xiàn)舍入誤差，由于累計計算會造成計算誤差。(2)電子元器件參數(shù)的離散性、溫度不穩(wěn)定性造成的誤差，傳感器輸出信號一般比較微弱，需要過數(shù)據(jù)采集前置電路對其進行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。 本設(shè)計選用高輸入阻抗、低噪聲的放大器，可以滿足要求。(3)電源造成的誤差，雖然系統(tǒng)采用直流電源供電，但電源不可避免地殘留一定的交流成分而形成噪聲信號，它們對測控系統(tǒng)的正常運行危害很大。(4)環(huán)境、外部噪聲引起的誤差，環(huán)境因素包括環(huán)境溫度、濕度、空氣中的塵埃等。但環(huán)境溫度、濕度對傳感器有一定的影響。另外，系統(tǒng)還受到各種外部電磁噪聲的干擾，設(shè)計上，把探測器與控制器之間的信號線用屏蔽電纜連接。 結(jié)論煙霧檢測報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。本論文設(shè)計的煙霧報警器由煙霧信號采集電路與單片機控制電路兩大部分構(gòu)成。 在本論文研制的報警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U展，使可燃性煙霧報警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。應(yīng)用程序以C語言編寫，充分利用芯片資源，提高了測量精度和代碼執(zhí)行效率，減小了代碼容量，采用中位值平均數(shù)字濾波算法對經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行濾波處理。 參考文獻：[1]陳連生. 可燃煙霧探測器及其設(shè)置安裝要領(lǐng). 石油工程建設(shè). 1996(1)[2]張保衛(wèi), 尚家峰, 趙金水. 燃?xì)鈭缶鞯姆诸惻c選擇. 山東消防, 2003(8)[3]彭軍. 傳感器與檢測技術(shù). 西安電子科技大學(xué)出版社, 2003 [4]李永生, 楊莉玲. 半導(dǎo)體氣敏元件的選擇性研究. 傳感器技術(shù), 2002(3)[5]謝望. 煙霧傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢. 儀器儀表用戶, 2006, 13(5)[6]蔡文齋. 專業(yè)級串口調(diào)試器設(shè)計. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2006(
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