![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
基于单片机的煤气报警器设计1.doc
《基于单片机的煤气报警器设计1.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的煤气报警器设计1.doc(43页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、大连海洋大学毕业设计(论文)附录毕业论文(设计)基于单片机的煤气报警器设计学 生 姓 名: 王汉东 指导教师: 张妍(讲师) 合作指导教师: 专业名称: 通信工程 所在学院: 信息工程学院 2013年 6 月目 录摘要IAbstractII第一章 前言11.1研究目的和意义11.2国内外研究现状11.3研究内容和方法1第二章 系统总体概述32.1天然气报警的设计思路32.2系统的设计要求及基本功能32.3系统结构框图32.4方案的选择4第三章 硬件设计63.1主控单片机模块63.2气体传感器模块103.3模数转换模块163.4声光报警模块203.5LED显示模块20第四章 软件设计224.1单
2、片机编程224.2主程序244.3调零子程序254.4显示子程序264.5报警子程序27第五章 结论与建议30致谢31参考文献32附录一 程序代码33附录二 系统大图39大连海洋大学毕业设计(论文)摘要摘要随着改革开放,与西部大开发战略的深发展。使得液化石油气、煤气、天然气随着经济水平和科学技术的高速发展已经进入寻常家庭,提高了城市的生活品质,也使得人们对生活质量和生活环境的改善越来越重视。不过同时也给人们带来了一定的潜在的危险,其中一氧化碳(CO)是最主要的危险源。一氧化碳进入体内后会和血红蛋白相结合,使血液中的含氧量减少,使人缺氧死亡,或者造成财产的损失。因此研究各种气体的检测方法与报警也
3、随之成为一个重要课题,同时对于煤气气体的检测与控制就变得很重要了。本课题设计煤气报警采用了AT89C51单片机为报警器的核心部件,对煤气报警器进行控制。同时选用气体传感器MQ- 9同时与ADC0808转换器连接,将模拟信号转换为数字信号使得单片机能处理,经AT89C51单片机处理,并对处理后的数据进行分析,是否大于设定的气体浓度值,如果是的话则会自动启动报警电路发出报警声音,反之则不会报警。关键词:气体传感器,气体泄露报警器,AT89C51单片机 大连海洋大学毕业设计(论文)Abstract Abstract The West-East Gas liquefied petroleum gas,
4、 natural gas as the economic level and the rapid development of science and technology into the homes of families to improve the quality of life of the city, also makes it the quality of life brought great convenience to peoples livesand the improvement of the living environment more and more attent
5、ion。But also gave rise to some potentially dangerous carbon monoxide (CO) is the main source of danger. Carbon monoxide into the body and hemoglobin combined decrease in the oxygen content in the blood, makes oxygen death, or damage property. Therefore, for the detection and control of the gas gas b
6、ecomes important to study a variety of gas detection and alarm also will become an important issue.Design of this project with a gas alarm annunciator AT89C51 microcontroller as the core component of the gas alarm control. Also selected gas sensor MQ-9 ADC0808 converter is connected with both, the a
7、nalog signal is converted to a digital signal that the microcontroller can handle, the AT89C51 single-chip processing, and analysis of the data processed, the gas concentration is greater than the set value, if it is, then it will automatically start the alarm circuit alarm sounds, and vice versa wi
8、ll not alarm.Key words:selected gas sensor,Leaking gases alarm,AT89C51 microcomputer大连海洋大学毕业设计(论文)第一章 前言第一章 前言 1.1研究目的和意义 安全问题对于楼房家庭住户是个不能忽视的问题。为了减少并杜绝各种因燃气而造成的伤害,生产单位以及人民群众应选择一种适合的室内煤气泄露报警器实在是一种必不可少的手段。所以,防止煤气中毒与爆炸是人们一定要正视的问题。煤气泄漏报警器正以其小巧的体积,高稳定性,高便携性,高检测性,以及低成本打入各个国家的家庭当中。家用煤气报警器作为煤气气体探测器具有较高的检测准确
9、性,防止因过量泄漏而照成人员与财产的损失,通常有模数转换模块,声光报警模块,LED显示模块,排气扇模块,GSM短信发射模块等构成。常常根据泄漏的量来驱动是什么光亮,报警器响不响等。由于要求燃气体报警器具有更小的体积,更高精度的监控,更长时间稳定的工作的特点。传统的纯硬件报警器已经无法达到人们的期望了,因此常用atmel公司的51系列单片机来实现。对于常用的燃气泄漏报警器,常常是一单片机为主控模块,LED模块,排风扇模块,声光报警模块为分支模块。报警器对于在人们的日常居家生活中,尤其在煤矿等工业生产中都发挥着至关重要的安全保护作用,所以实时准确测量周围工作环境中的煤气等可燃性气体,有毒有害气体泄
10、露,对保护人民的人身安全和财产安全有不可或缺重要意义。 1.2国内外研究现状气体检测报警产品属于高新技术是,一个以人民生活为依托的系列产品,包括气体检验测试探针、信息传输与控制功能、报警检测与分析系统,是传感集成分析、非手动管理控制、单片机使用、数据传输和管理等技术的综合技术引用。 对于商用燃气泄漏报警器来说还外国的技术发展较早,而且也更加成熟。二十世纪六十年代初期,日本开发完成第一台真正意义上的家用燃气泄漏报警器,1964年12月其改良产品问世,经过改良后的报警器可以安装在浴室或者采用中心管控,严防死守科研气体的泄漏。国内煤气报警器的研究起步相对较晚,芯片厂家数量,价格等因素使得国内的燃气泄
11、漏报警器已经输在了起跑线上了,但随着时代的发展科技的进步,以及改革开放三十年和党和国家的正确领导,特别是三个代表重要思想的提出以后,国内外的燃气泄漏报警器的零件差距不是很大,许多指标已经超越。但国外仪器依然占领了国内大部分市场,成熟的自主研制的煤气报警器产品在国内难觅踪迹,只在期刊杂志出现了零散的不够具体科学的文章。虽然现在市场上也以出现了少量产品。不过存在的问题是:人们对于燃气泄漏的防范意识不够,生产商对于产品的功能构造的不够完善,还有销售商对于市场的分析过于片面,才造成了当前国货的尴尬局面。1.3研究内容和方法本设计主要研究并设计以AT8C51单片机为主控模块,LED模块,声光报警模块,为
12、分支模块的燃气泄漏报警器。其中AT89C51单片机,其价格便宜,易于产品化。主要针对CO气体,主要实现家庭燃气泄漏的检测与报警。控制系统主要是由AT89C51单片机、模数转换模块、LED显示模块、声光报警模块等部分组成。单片机通过ADC0809为主体的模数转换模块所输出的来的信号,来对之后的声光报警模块和LED模块来进行驱动,实现三色LED灯,蜂鸣器的管控,同时达到实现对于燃气泄漏报的监控。此燃气泄漏报警器可以将气体传感器输出的模拟信号经模数转换模块处理送入主控模块中进行处理,并将测量数值传到LED模块,若气体浓度超过警报值(需自行设定一个,可以是爆点稍低),用主控模块操作红灯报警,并使蜂鸣器
13、鸣响,发出警报,降低危险发生的概率。并且要达到绿灯点亮表示一切正常,没有一氧化碳泄漏,此时红色和黄色不亮,蜂鸣器正常;当空气中有一氧化碳时,但没有达到报警值,此时黄灯亮,红色灯和绿色灯不亮,蜂鸣器正常;红色灯点亮时表示此时空间当中已经非常危险了,要立即声蜂鸣器响起。系统以MQ-9气体传感器和AT89C51 单片机为核心,设计气体泄漏报警器。实现:1.设计电路在无人监控的情况下自己能正常安全稳定运行的准确测量测试房间当中CO泄漏值;2实现汇编语言对于单片机的各个模块,并间接的可对于传感电路的控制;3了解MQ-9气体传感器的具体功能;4实现确保人民的生活安全,为正确体现科技为人民的重要思想。 31
14、大连海洋大学毕业设计(论文) 第二章 系统总体概述第二章 系统总体概述 2.1天然气报警的设计思路 此设计的燃气泄漏报警器应能检测出空气中一氧化碳的浓度同时可以报警,设备的主要部分应有:单片机主控模块,LED显示模块,声光报警模块,以及模数转换模块。首先气敏传感器作为第一部分首先要感知周围空间环境的一氧化碳的浓度,将气体浓度通过模数转换模块转换成为对应的电压信号送入单片机。在单片机中对数字信号进行分析,检测,对比。随后将数字信号以10进制数的形式表现在LED显示模块中同时判断气体浓度值,与某个预设值既报警门限进行比较,如果大于则会自动启动报警电路发出报警声音反之则为正常状态。由于传感器在温度较
15、高时更加准确,故可以考虑增加一个温度补偿电路。为提高响应时间,保证气体传感器准确地、稳定地工作,报警器需要向气体传感器持续输出一个5V的电压。为使报警装置更加完善,可以在声音报警基础上,加入光闪报警,变化的光信号可以引起用户注意,弥补嘈杂环境中声音报警的局限。以上是根据报警器应具备的功能,提出的整体设计思路。燃气泄漏报警器的关键部分是单片机主控模块和气体传感器模块,因此我们根据周围环境,所检测的气体以及生产成本等诸多方面考虑采用MQ-9行气体传感器和atmel公司的单片机。系统总体主要是分为:传感器模块、数模转换模块、LED显示模块、声光报警模块气体传感器模块和模数转换模块这五大模块。 2.2
16、系统的设计要求及基本功能 2.2.1系统的设计要求 一、 由于不同地点煤气量有所差异,要求对多个地点同步进行煤气测量 二、 测量煤气范围可以设定,精度为5ppm 三、 预置时显示设定的ppm值 2.2.2系统的基本功能一、 能对煤气值进行检测、保持和控制,超出安全煤气值时进行报警。二、 能根据实际需要对2个不同地点的安全煤气值进行设置。2.3系统结构框图 本次燃气泄漏报警器系统才用了单片机主控模块,LED显示模块,声光报警模块,气体传感器模块,和模数转换模块。其设计合理,结构构思巧妙,物尽其用,其结构如下图所示: 图 1.天燃气泄漏报警系统结构框图 其中CO传感器是对于周围环境的燃气浓度值进行
17、检测,是设备的关键的感知部分。由于气体传感器受环境影响较大,故常常增加一个温度补偿电路,使传感器工作在较高的温度环境中,有利于增加其稳定性。A/D转换模块是将模拟信号转换为数字信号,供单片机处理信号。最后,由单片机发出合适声光信号,来表明当前的状态。2.4方案的选择1.主控模块设计方案的论证与比较方案一:采用单片机AT89C51芯片 以单片机AT89C51芯片作为系统的控制核心,具有4KB的Flash闪速存储器,128B内部RAM,两个16位定时/计数器,32个I/O接口线,一个5向量的两级终端结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。功能强大的单片机AT89C51,是纵多设计师们所青
18、睐的,其常被灵活应用于很多控制领域。尽管单片机AT89C51在一定程度上符合设计的要求,但由于本次设计要实现的功能比较多,需要较大的程序存储空间,其最大的问题是可能会出现内存不足的现象。为了避免出现内存不足,要外接程序存储器,使电路复杂化的现象,建议使用内存比单片机AT89C52芯片大的芯片。方案二:采用单片机AT89C52芯片 与采用单片机AT89C51芯片相比,采用单片机AT89C52芯片作为系统的控制中心,具有片内8KB的可反复擦写的只读程序存储器和256B的RAM,按常规方法编程和在线编程均可以用在单片机AT89C52上,比较方便。利用其可将通用的微处理器结合Flash存储器在一起,特
19、别是可反复擦写的Flash存储器,可以避免外扩内存的复杂化,很大程度上解决了内存不足的问题。 综合考虑设计成本以及实现的功能后,决定采用单片机AT89C51芯片。2.显示模块的设计方案的论证与比较 常用的显示设备主要有LED显示器和LCD显示器,由于本系统的主控芯片可以直接驱动LED显示器和仅需要显示数字,故选择LED显示器。从节省单片机内部资源的角度来考虑的话,串行输出优于并行输出,故仅考虑串行输出。方案一:多位LED数码管动态显示方式 当显示的位数比较多时,采用动态显示比较合理。在动态显示下,单片机的一个I/O接口接上并联在一起的数码管的8个引脚(a-h),单片机的另一I/O接口接上每个数
20、码管的共阴或共阳端(位选信号端),控制数码管轮流被选中,驱动其轮流显示。动态显示即依次轮流点亮各位显示器,故同一瞬间只能显示一种字符。位选口控制具体的显示内容,借助人的视觉暂留效果以达到显示不同字符的效果。为了显示效果稳定,可以使每个数码管显示的数字不断重复,因而要求不断刷新。如果要达到人类视觉的良好效果,刷新的频率则必须达到一定的程度。高频率重复刷新,必定占用了单片机的运行时间。相反,如果单片机无法提供足够的刷新频率,则显示效果不稳定,出现闪烁现象。另外,由于动态显示不具有直接驱动的功能,动态显示要考虑LED驱动问题。动态显示是由段和位选信号共同配合而完成的,因而必须同时考虑段和位的驱动能力
21、,需要注意的是段的驱动能力决定位的驱动能力。总体而言,动态显示相对来说,要综合考虑多方面因素,相对复杂。方案二:多位LED数码管静态显示方式 当显示的位数不多时,择优考虑静态显示。采用静态显示的方式时,最大的优点是LED显示器由接口芯片直接驱动,很小的驱动电流便可换取较高的显示亮度。串行输出大大节约了单片机的内部资源,减少不必要的浪费。采用74LS164实现串并转换,无需添加其他驱动电路。LED亮度高,控制容易,电路简单,占用CPU很少的运行时间,不占用太多的接口资源,基本能够满足设计的最佳要求。由于本设计需要五位显示器,综合以上分析,故选择多位LED数码管静态态显示方式。3.报警模块的设计与
22、论证 报警模块要实现的是在环境中的燃气浓度值超出初始设置的范围时,可以及时作出报警,设计要求不会给整体设计带来太多的负担,又鉴于单片机可直接驱动蜂鸣器,故直接用单片机外接报警信号放大器来放大报警信号,驱动蜂鸣器作出清晰的报警信号。大连海洋大学毕业设计(论文) 第三章 硬件设计第三章 硬件设计 3.1主控单片机模块 本设计中采用的是ATMEL公司的AT89C51单片机。 图2 AT89C51实物图AT89C51是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含128bytes的随机存取数据存储器(RAM)和4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器(ROM),器件采用ATMEL公司的非易失
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 煤气 报警器 设计
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。