可燃性氣體檢測報警器的設計說明書(留存版)

　　

【正文】 值與上限報警設定值相比較 ,以判斷是否需要報警控制處理。STC89C52 系列單片機的調試、開發工具由硬件和軟件兩部分組成 ,硬件只需一臺PC 機、目標板和一個稱為 FETFlashEmulation Tool 的 JTAG 控制器。當可燃性氣體濃度超過限定值時 ,揚聲器發出鳴叫報警 ,同時啟動 54 繼電器。 Vcc?? +5V 電源。在 A/D 轉換期間 ,START 應保持 低電平。 可燃性氣體檢測報警器的結構 可燃性氣體報警控制器系統結構如圖 31 所示 ,系統以 STC89C52 單片機為核心 ,配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、聲音報警、自動控制等功能。具有長期的使用壽命和可靠的穩定性 ,驅動電路簡單 ,較大的電信號輸出。但這種傳感器制造成本高 ,檢測氣體范圍有限 ,在檢測環境污染領域中有優勢 。 氣體傳感器的種類 國外從 30 年代開始研究開發氣體傳感器。 工業可燃性氣體報警控制器一般分為可燃性氣體檢漏儀簡稱“檢漏儀”、可燃性氣體報警控制器簡稱“控制器”、可燃性氣體探測器簡稱“探測器”三大系列產品。 而傳統的模擬型可燃性氣體報警控制器 ,對于氣體傳感器的特性 補償、修正 ,采用匹配補償傳感器的硬件調整方式 。 gas sensor 目 錄 引 言?????????????????????????????? 1 第 1 章 緒論???????????????????????????? 2 課題研究的目的和意義及來源??????????????????? 2 課 題 研 究 的 目 的 和 意義????????????????????? 2 課題的來源?????????????????????????? 3 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 國 內 外 現狀????????????????? 3 本課題主要完成的任務??????????????? ??????? 3 第 2 章 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 的 方 案 設計???????????????? 4 氣 體 傳 感 器 的 選型???????????????????????? 4 氣 體 傳 感 器 的 種類??????????????????????? 4 TGS813 氣 體 傳 感器??????????????????????? 5 TGS813 氣 體 傳 感 器 的 一 般 特點?????????????????? 6 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 的 整 體 設計????????????????? 7 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 的 結構?????????????????? 7 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 主 要 技 術 指標??????????????? 7 第 3 章 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 的 硬 件 設計??????????????? 8 AT89S52 系 列 單 片 機 系 統 結 構 特點????????????????? 8 可 燃 性 氣 體 報 警 控 制 器 的 電 路 設計????????????????? 9 前 置 放 大 電路????????????????????????? 9 A/D 轉換電路?????????????????????? ??? 10 AT89S52 單片機接口電路???????????????????? 11 聲 音 報 警 電路????????????????????????? 12 顯示電路??????????????????????????? 12 中斷電路??????????????????????????? 13 第 4 章 可 燃 性 氣 體 報 警 器 的 軟 件 設計????????????????? 15 AT89S52 單 片 機 調 試 及 開 發 工具?????????????????? 15 可燃性氣體 報 警 控 制 器 軟 件 流 程 及 設計??????????????? 15 主程序流程圖及設計?????????????????????? 15 T0 中 斷 子 程序????????????????????????? 16 線 性 化 處 理 子 程 序 設計????????????????????? 17 十 六 進 制 轉 化 十 進 制 子 程 序 設計????????????????? 19 顯 示 子 程 序 設計???????????????????????? 20 鍵 掃 描 子 程 序 設計??????????? ???????????? 22 結論與展望???????????????????????????? 23 致 謝??????????????????????????? 24 參考文獻????????????????????????????? 25 附錄 A:硬件電路總圖???????????????????????26 附錄 B:外文文獻及譯文??????????????????????27 附錄 C:主要參考文獻及摘要????????????????????31 附錄 D:程序清單???????????????????? ?????33 第 1 章 緒論 課題研究的目的和意義及來源 課題研究的目的和意義 隨著石油化學工業的發展 ,易燃、易爆、有毒氣體的種類和應用范圍都有所增加。選用 MQ2氣體傳感器對現場可燃性氣體濃度進行檢測 ,采用功能和性價比較高的STC89C52 單片機作為中央處理單元 ,對濃度信號進行采集、數據處理、顯示、報警及打開排氣裝置等工作。《建筑設計防火規范》 GBJ1687第 條明確規定 :“散發可燃 氣體、可燃蒸汽的甲類場所 ,應設置可燃性氣體濃度檢測報警裝置”。從運用所學知識和實際意義出發 ,研制一種固定式可燃性氣體報警控制器 ,它主要對以烷類氣體為主的多種可燃性氣體進行檢測控制。當在現場的探測器探測到燃氣泄漏之后 ,通過屏蔽電纜線將信號傳到控制器 ,控制器發出聲光報警 ,同時啟動排風裝置或關閉電磁閥切斷氣源 ,以確保安全。由于具有靈敏度高、響應快、輸出信號強、耐久性強、結構簡單、價格便宜等諸多優點 ,這類傳感器得到了廣泛的應用。 4 高分子氣體傳感器 利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來得到很大的發展。二者之間的關系為 : 公式 (31) 圖 22 為負載測試曲線圖 ,是利用測試回路測得在傳感器由潔凈空氣轉移至一氧化碳或甲烷氣氛中時 ,RL 上的信號輸 出變化情況 ,輸出信號的測定是在一個完整的加熱周期或在兩個完整的加熱周期內測得。另外 ,STC89C52 可降至 0Hz 靜態邏輯操作 ,支持 2 種軟件可選擇節電模式。 EOC0,正在進行轉換 。為可靠起見 ,電源上電穩定后還要經一定的延時 ,才能撤銷復位信號 ,以防電源開關或電源插頭分一合過程中引起的抖動而影響復位。若要使數碼管顯示一個“ 3”字 ,只需控制其“ a、 b、 c、 d、 g”這幾個發光管點亮即可。 在調試過程中 ,根據需要可以進行軟件模擬仿真和硬件仿真。分段點的電壓值和濃度值分別存儲在兩個表格中 ,線性化處理子程序如圖 43 所示。但通常是先排除明顯的硬件故障以后 ,再和軟件結合起來調試以進一步排除故障。這些工具是單片機開發的最基本工具。若調試通過后 ,就可以編制應用程序了。它的靈敏度適中 ,響應與恢復特性好 ,長期工作穩定性、重現性、抗環境氣氛影響及抗溫濕度影響等性能均優。 在完成學業的過程中 ,家人的關懷和鼓勵給予了我支持和鼓力 ,使我順利完成學業。 結論 本次設計對可燃性氣體報警控制器進行了深入的研究 ,在參考國內外一些資料的基礎上 ,比較合理地選擇了系統的設計方案 ,采用 了“探測器 +單片機控制電路”設計思路 ,由于具有操作簡單 ,實用性強 ,價格便宜 ,安全性高等特點 ,所以非常適合貯氣倉庫 ,以及家庭等場所使用 ,具有很高的實用價值。 顯示器部分調試為了使調試順利進行 ,首先將 LED 顯示分離 ,這樣就可以用靜態方法先測試 LED 顯示 ,分別用規定的電平加至控制數碼管段和位顯示的引腳 ,看數碼管顯示 是否與理論上一致。 排除電源故障 在通電前 ,一定要檢查電源電壓的幅值和極性 ,否則很容易造成集成塊損壞。可見調試的工作量比較大。但是標定時輸出曲線往往不是一條理想的直線 ,所以要對標定曲線進行線性化處理 ,用一條擬合直線近似代替輸出曲線 ,線性化是智能儀表的典型功能之一。 2 設置斷點 用戶可以通過調試環境軟件的人機對話界面。當實際檢測濃度低于設定濃度時 ,三極管不導通 ,揚聲器以及繼電器均不工作 ,排氣電路處于斷開狀態 。 STC89C52 單片機接口電路