家用煤氣報警器的設(shè)計.doc

1、家用煤氣報警器設(shè)計摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,人們對生活環(huán)境的改善和生活質(zhì)量的提高越來越重視,液化氣、煤氣等可燃性氣體進(jìn)入家庭的使用為人們帶來了很大的方便,也改善了周圍城市的環(huán)境,但同時由于可燃性氣體存在的安全問題也給人們帶來了潛在的安全隱患。在無色無味或在濃度較小的氣體環(huán)境下，很難被人所發(fā)現(xiàn)，所以在家庭安裝可燃?xì)怏w檢測報警，是非常必要的。對避免和減少事故的發(fā)生具有重要的意義。本文介紹了一種基于單片機(jī)技術(shù)的燃?xì)庑孤﹫缶鳌Ｔ搱缶鞑粌H能及時準(zhǔn)確地檢測出家用燃?xì)獾男孤⒛馨l(fā)出聲光報警。關(guān)鍵字：傳感器 煤氣報警 單片機(jī) 氣體檢測Design of the coal gas alarm

2、deviceAbstract ：As the economy and the rapid development of science and technology, people living environment to improve and enhance the quality of life more and more attention, liquefied petroleum gas, coal gas and other combustible gas enters the home use brings people great convenience, but also

3、improves the surrounding environment of the city, but at the same time as the combustible gas safety problems to bring potential safety hazards. The colorless and tasteless or in the concentration of the smaller gas environment, it is difficult to be found in the family, so installation of combustib

4、le gas detection and alarm, it is very necessary. To prevent and control accident has important significance. This paper introduces a kind of single chip technology based on gas leakage alarm. The alarm can not only timely and accurate detection of household fuel gas leakage, and can send out sound,

5、 light alarm. Key words：Sensor Single chip microcomputer Gas alarm Gas detection一 、研究背景在現(xiàn)代化科技迅速發(fā)展的今天，信息科學(xué)技術(shù)應(yīng)用己滲透到人類生活、工作的各個領(lǐng)域，目前家用煤氣，液化氣、天然氣等氣體燃料，已廣泛應(yīng)用于家庭、餐館等，與人們生活息息相關(guān)。隨著氣體燃料應(yīng)用的普及，伴隨而來的是氣體泄漏所造成的中毒、爆炸、火災(zāi)等安全事故。其中由于一氧化碳泄漏造成安全問題的尤為嚴(yán)重。由于CO與血液中的血紅素的結(jié)合能力很強(qiáng),所以,當(dāng)它進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后,就會有大量的CO與血液中的血紅素相結(jié)合,抑制血液中氧氣的釋放,從

6、而導(dǎo)致頭痛、嘔吐、耳鳴等不同程度的中毒癥狀發(fā)生。如果CO中毒嚴(yán)重,輕者在康復(fù)過程中可能會出現(xiàn)頭昏眼花、喪失記憶、引起視覺及神經(jīng)上的障礙,嚴(yán)重者可能會導(dǎo)致腦部受損甚至死亡。由于一氧化碳是一種無色無味的氣體，即使發(fā)生泄露也很難被人所發(fā)現(xiàn)。這就對設(shè)計安全可靠的煤氣報警器提出了迫切的需求。 煤氣檢測要滿足以下幾個要求：1.準(zhǔn)確可靠地判斷泄漏的發(fā)生2.準(zhǔn)確可靠地判斷泄漏程度，能對較小量的泄漏做出判斷。3.檢測原理簡單，便于操作和維護(hù)。為了安全可靠的使用燃?xì)猓A(yù)防一氧化碳泄漏，人們已經(jīng)采用了各種各樣的措施。家用智能煤氣報警器就是一種為了預(yù)防氣體中毒而開發(fā)的一種家用報警器，一般都是采用高靈敏度的氣敏元件作為

7、氣體濃度檢測元件，并配以電路和聲光報警等部分組成。當(dāng)泄漏的有毒氣體達(dá)到危險極值時報警器就會自動發(fā)出聲光報警提醒人們注意。二、系統(tǒng)方案設(shè)計2.1方案選擇本系統(tǒng)采用以單片機(jī)為核心的控制電路，通過傳感器把模擬信號通過A/D信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對采集到的數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)理并與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)濃度低于危險值時，聲光報警電路不工作，當(dāng)濃度達(dá)到危險值時，聲光報警電路開始工作，發(fā)出聲光報警。2.2系統(tǒng)流程框圖傳感器信號調(diào)理AD轉(zhuǎn)換單片機(jī)聲光報警圖2-12.3.單元模塊介紹2.3.1傳感器的選用為使煤氣報警器能夠順利實現(xiàn)其功能，傳感器的選擇也非常重要，因為傳感器是系統(tǒng)的重要組成部分之一，其檢測性能的好壞會

8、影響整個系統(tǒng)的精確度與可靠性，也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)測發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米、薄膜等新材料在傳感器方面的應(yīng)用，為氣體傳感器集成化和智能化提供了非常好的條件。氣體傳感器將在充分利用微機(jī)械與微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、傳感技術(shù)、故障診斷技術(shù)、智能技術(shù)等多學(xué)科綜合技術(shù)的基礎(chǔ)上得到迅速的發(fā)展?？扇夹詺怏w的危險性主要看它的爆炸極限，爆炸下限數(shù)值越小，爆炸下限與上限之間的范圍就越大，危險性就越高。同時很多的可燃?xì)怏w都具有毒性。其中CO的氣體毒性是對人體危害是最大的，表2-2明確顯示了人體吸入CO多少后的的中毒程度及癥狀?？諝庵幸谎趸嫉臐舛任霑r間和中毒癥狀200ppm2-3小時前頭部

9、輕度頭痛400ppm1-2前頭痛惡心2.5-3后頭痛800ppm45 分鐘頭暈眼花2小時精神失1600ppm20分鐘頭暈、頭痛眼花2小時死亡3200ppm5-10分鐘頭暈、頭痛、眼花30分鐘死亡6400ppm1-2分鐘頭暈、頭痛、眼花10-15分鐘死亡12800ppm1-3分鐘死亡表2-2 CO對人體的有害程度在設(shè)計中考慮到由于報警器是應(yīng)用于家庭的特殊情況，在本設(shè)計中主要針對一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行檢測，因此選用了靈敏度高且價格便宜的MQ-7一氧化碳?xì)怏w傳感器。2.3.2 MQ-7半導(dǎo)體氣體傳感器一、尺寸大?。?2mm X22mm X24mm 長*寬*高二、主要芯片：LM393電壓比較器、MQ-7氣體

10、傳感器三、工作電壓：DC 3-5V四、主要特點：1、具有信號輸出指示；2、雙路信號輸出：1.模擬量輸出；2.TTL電平輸出；3、TTL輸出有效信號為低電平，可直接與單片機(jī)相連； 4、模擬量輸出為0+5V電壓，濃度越高則電壓越高；5、對一氧化碳?xì)怏w具有很高的靈敏度和優(yōu)良的選擇性；6、使用壽命長且穩(wěn)定性可靠；7、快速響應(yīng)恢復(fù)特性；五、應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于家庭的一氧化碳檢測裝置，適宜用于一氧化碳?xì)怏w檢測，探測一氧化碳濃度范圍為10 to 1000ppm；MQ-7在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下的靈敏度特性曲線圖如圖2-4所示：溫度：20；相對濕度：65RH；氧氣濃度：21；MQ-7的溫度特性曲線圖如圖2-5所示：R

11、o：20，33RH；100ppm 一氧化碳中器件電阻；Rs：不同溫度，濕度下100ppm一氧化碳中器件電阻； 圖2-4 MQ-7靈敏度特性曲線圖 圖2-5 MQ-7的溫度特性曲線圖MQ-7規(guī)格參數(shù)如下表2-3 A.標(biāo)準(zhǔn)工作條件 表2-3符號參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Vc回路電壓10VDCVH(H)加熱電壓（高）5.0V0.2VAC or DCVH(L)加熱電壓（低）1.5V0.1VAC or DCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻313室溫TH(H)加熱時間（高）601sTH(L)加熱時間（低）901sPH加熱功耗約350mwB.環(huán)境條件符號參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Tao使用溫度-10 - +50Tas儲存溫

12、度-20 - +70建議使用范圍RH相對濕度小于95RHO2氧氣濃度21最小值大于2C靈敏度特性符號參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Rs敏感體電阻2-20K在100ppm CO中A濃度斜率小于0.6標(biāo)準(zhǔn)工作時間溫度20 2；相對濕度655 Vc:5.0V0.1V VH預(yù)熱時間不短于48小時MQ-7基本測試回路電路： 此傳感器需要加 2 個電壓：加熱器電壓（VH）和回路電壓（VC）。這個VH是用于維持敏感素子處于與對象氣體相適應(yīng)的特定溫度從而施加在集成上的加熱器上。VC則是用來測定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上兩端電壓的VRL。因為MQ-7型傳感器具有極性，所以VC需要使用直流電源。只要電源可以滿足傳感器的電

13、性要求，則VC和VH就可以共用同一個電源電路。為了將判定值水平最優(yōu)化，并使敏感素子的功耗低于15mW的限度值，則需要調(diào)節(jié)RL的阻值。 MQ-7的管腳連接方式如圖2-6所示，1或3接傳感器，4或6接傳感器，2和5接加熱器。 圖2-6 檢測回路 MQ-7傳感器工作原理：傳感器的表面電阻Rs，是通過與其相串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的有效電壓信號VRL的輸出而獲得的。兩者的關(guān)系為RS/RL=(VC-VRL)/VRL。2.3.3 基于ADC0809的數(shù)據(jù)采集單元1ADC0809的介紹ADC0809是一種采用CMOS單片型逐次逼近式的AD轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型AD轉(zhuǎn)換器

14、、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器以及其它一些外圍電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量的輸入，并且具有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器連接，也可以單獨工作。輸入輸出兼容TTL。它是一個具有8通道的模擬輸入線(IN0IN7)，可在程序控制下對8個通道中任意一個通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得8位二進(jìn)制數(shù)字量(D0D7)。 模擬輸入部分有8通道多路開關(guān)，可由3位地址輸入ADDA、ADDB、ADDC的不同組合方式來選通8路模擬輸入中的一路，ALE為地址輸入鎖存允許信號，高電平有效，鎖存這三條地址的輸入信號。主體部分采用CMOS單片型逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換電路，由CLK控制內(nèi)部電路的工作,STAR

15、T為啟動脈沖輸入端，高電平有效，用以啟動ADC0809的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，輸出信號EOC有效，OE為輸出允許信號，高電平有效，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端將會輸入一個高電平，打開輸出三態(tài)緩沖器,輸出轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字量。2引腳功能ADC0809芯片具有28條引腳，采用雙列直插式封裝方式， 圖2-7 ADC0809引腳圖引腳圖如圖2-7所示；下面說明各個引腳功能； IN0IN7：8路模擬量輸入端； D0D7：8位數(shù)字量輸出端；ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路；ALE：地址鎖存選通信號，輸入高電平有； START： AD轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入高電平有效；

16、EOC： AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（其轉(zhuǎn)換期間EOC一直為低電平）； OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入高電平有效，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端將輸入一個高電平，用來打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量；CLK：時鐘脈沖輸入端；要求時鐘頻率不能超過640KHZ；REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓輸入端,決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值。VCC：電源，接5V； GND：接地； 3主要特性 1. 8路8位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位2. 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?. 轉(zhuǎn)換時間為100s4. 單個5V電源供電5. 模擬輸入電壓范圍05V，不需要進(jìn)行零點和滿刻度校準(zhǔn)6. 工作溫度范圍為-40857

17、. 低功耗，約為15mWADC0809的工作過程是：當(dāng)模擬量送至某一輸入通道IN后，CPU將標(biāo)識該通道編碼的三位地址信號,數(shù)據(jù)線或地址線輸入到ADDC、ADDB、ADDA引腳上。然后輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。START上升沿將依次逼近寄存器復(fù)位。下降沿開始進(jìn)行 AD轉(zhuǎn)換，之后EOC的輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行,直到AD轉(zhuǎn)換完成，；當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖?，表示AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已經(jīng)存入鎖存器中，這個信號可以作為中斷申請信號。轉(zhuǎn)換結(jié)束后,OE將輸入高電平， 可通過執(zhí)行IN指令，在OE腳上形成一個正脈沖，打開輸出三態(tài)門，把轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。2.3.4單

18、片機(jī)的選擇單片微型計算機(jī)簡稱為單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器。本設(shè)計中的采用的主芯片是STC89C52單片機(jī)。它是一種高性能、低功耗的CMOS8位微控制器，具有8K的在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)的可編程Flash，使得STC89C52為眾多的嵌入式控制系統(tǒng)提供了靈活、有效的解決方案。STC89C52具有以下的標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)的Flash，512字節(jié)的RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89C52還可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支

19、持2種軟件可選擇。 節(jié)電模式和空閑模式下，CPU將會停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷等繼續(xù)工作。在掉電保護(hù)模式下，RAM里的的內(nèi)容被將會被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)停止一切工作，直到出現(xiàn)下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率為35MHZ，6T/12T可供選擇。 芯片引腳如圖2-8所示 VCC（40）: 電源；GND（20）: 接地； 圖2-8 P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每個P0口都能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳被做為高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口將被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種狀態(tài)下，P0口會具有內(nèi)部

20、的上拉電阻。在進(jìn)行flash編程時，P0口也會被用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，需要連接外部上拉電阻，才能輸出指令字節(jié)。 P1口：P1口是一個8位雙向I/O 口，它具有一個內(nèi)部上拉電阻。P1口輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL電平。對P1口寫“1”時，端口會被內(nèi)部上拉電阻拉高，此時P1口可以當(dāng)做輸入口來使用。作為輸入口使用時，被外部拉低的引腳會由于P1口有內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流IIL。除此之外，P1.0和P1.2分別作為定時器和計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），在flash編程和校驗時，P1口會接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口也是一個具有內(nèi)部上拉電阻

21、的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2口寫“1”時，端口會被內(nèi)部上拉電阻拉高，此時P2端口可以作為輸入口來使用。作為輸入口使用時，被外部拉低的引腳由于存在內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流IIL。訪問外部程序存儲器或者用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時（例如執(zhí)行MOVX DPTR），P2口會給出高八位地址。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口將輸出P2鎖存器內(nèi)存儲的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也可以接收高8位地址字節(jié)和某些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 口寫“1”時

22、，內(nèi)部上拉電阻會把端口拉高，此時可以當(dāng)作輸入口來使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流IIL。RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時，RST引腳在持續(xù)2個機(jī)器周期高電平后將會使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計時完成后，RST 引腳會輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使這個功能無效。DISRTO默認(rèn)的狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是在訪問外部程序存儲器時，用來鎖存低8 位地址的輸出脈沖的。在flash編程時，PROG引腳也用來作為編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 是以晶振的六分之一固定頻率輸出脈沖

23、的，可作為外部定時器或者時鐘使用。特別強(qiáng)調(diào)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖都將會被跳過。地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。否則，ALE 將會被微弱拉高。這個ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置在微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN:外部程序存儲器的選通信號引腳。當(dāng)STC89C52在外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機(jī)器周期內(nèi)會被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號端。當(dāng)在從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器中讀取指令時，

24、EA應(yīng)該接GND。當(dāng)在執(zhí)行內(nèi)部程序指令時，EA必須接VCC。在flash編程過程中，EA接收12伏的VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。程序存儲器：如果EA引腳接地的，則程序讀取是只從外部存儲器開始的。對于STC89C52，如果EA 接VCC，程序讀寫將先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H1FFFH）開始，然后再進(jìn)行從外部尋址，尋址地址為：2000HFFFFH。數(shù)據(jù)存儲器：STC89C52 有個256 字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128 字節(jié)與具有特殊功能的寄存器重疊。也就是意味著高128字節(jié)與具有特殊功能的寄存器擁有相同的地址，而

25、在物理上是分開的。例如：當(dāng)一條指令在訪問高于7FH 的地址時，尋址方式將會決定CPU 會訪問高128 字節(jié)的RAM 還是具有特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器。定時器2：定時器2是一個16位的定時/計數(shù)器，它不僅可以做定時器，也可以做事件計數(shù)器。其工作方式是由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇的。定時器2有三種工作模式：捕捉模式、自動重載和波特率發(fā)生器。工作模式由T2CON中的相關(guān)位進(jìn)行選擇。定時器2 有2 個8位寄存器：TH2和TL2。在定時工作方式中，每個機(jī)器周期，TL2 寄存器都會加1。由于一個機(jī)器周期由12 個晶振周期構(gòu)成的，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。中

26、斷：STC89C52 有6個中斷源如表2-9所示：兩個外部中斷（INT0 和INT1），三個定時中斷（定時器0、1、2）和一個串行中斷，每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位，從而使得中斷源有效或者無效。IE還包括一個中斷允許總控制位(EA)，它可以一次禁止所有中斷。定時器2由寄存器T2CON中的EXF2和TF2的或邏輯觸發(fā)。在程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否由TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須用軟件清0。符號位地址功能EAIE.7中斷總允許控制位。EA=0,中斷總禁止；EA=1，各中斷由各自的控制位設(shè)定-IE

27、.6預(yù)留ET2IE.5定時器2中斷允許控制位ESIE.4串行口中斷允許控制位ET1IE.3定時器1中斷允許控制位EX1IE.2外部中斷1允許控制位ET0IE.1定時器0中斷允許控制位EX0IE.0外部中斷1允許控制位表2-9 中斷控制寄存器2.3.5 復(fù)位電路及晶振電路本設(shè)計中的單片機(jī)最小系統(tǒng)采用按鍵手動復(fù)位方式，采用基本復(fù)位電路，電路圖如圖2-10所示。時鐘信號采用外部時鐘方式，晶振電路如圖2-11所示。單片機(jī)工作時，從取指令，譯碼到進(jìn)行微操作，都必須在時鐘信號的控制下才能有序地進(jìn)行，時鐘電路就是為單片機(jī)工作提供基本時鐘的。單片機(jī)的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式：內(nèi)/外部時鐘方式。在本設(shè)計中，采

28、用外部時鐘方式，在單片機(jī)XTAL1和XTAL2引腳上連接一個晶振和兩個穩(wěn)頻電容，可以與單片機(jī)片內(nèi)的電路構(gòu)成一個穩(wěn)定的時鐘信號自激振蕩器。 圖2-10單片機(jī)復(fù)位電路 圖2-11單片機(jī)晶振電路2.3.6 聲光報警模塊作為煤氣泄露檢測裝置，聲光報警部分不可缺少，當(dāng)檢測到空氣中CO的濃度所占比例超標(biāo)時，就應(yīng)該通過聲光方式發(fā)出警報，提醒人們注意。防止由于CO氣體含量超標(biāo)而發(fā)生的意外事故。本設(shè)計中的聲光報警部分包括蜂鳴器以及紅、黃、綠三個LED報警指示燈。聲光報警表現(xiàn)形式如下：(1)綠色燈點亮?xí)r表示傳感器檢測到CO氣體，但沒達(dá)到危險下限值，系統(tǒng)工作正常，此時紅色和黃色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲；(2)黃色燈點亮

29、時表示傳感器檢測到CO氣體濃度超過下限值，但沒有達(dá)到報警值，此時紅色燈和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲；(3)紅色燈點亮?xí)r表示被測得CO氣體含量已經(jīng)達(dá)到報警值，此時黃色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出報警，通知用戶；由于單片機(jī)本身I/O口驅(qū)動能力有限，所以對蜂鳴器的驅(qū)動需要外加一個PNP三極管，這樣能夠使蜂鳴器的報警聲音更加響亮，起到更好的警示作用。三極管基的極電路保證了只有在單片機(jī)輸出低電平的情況下，蜂鳴器才會發(fā)聲，避免 圖2-12 聲光報警模塊出現(xiàn)錯誤報警。聲光報警電路圖如圖2-12所示。 2.3.7系統(tǒng)整體電路三.系統(tǒng)程序設(shè)計3.1程序設(shè)計流程圖開始系統(tǒng)初始化啟動AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換是否完成延時等待N單片機(jī)讀

30、取數(shù)據(jù)Y函數(shù)轉(zhuǎn)換判斷濃度是否大于設(shè)定閥值LED 顯示NY聲光報警四結(jié)論本文綜合運(yùn)用了單片機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號分析及處理技術(shù)，使煤氣泄露自動報警系統(tǒng)數(shù)字化、智能化、微型化。通過分析本文設(shè)計，得出如下結(jié)論:(l)在系統(tǒng)硬件設(shè)計中，以集成A/D轉(zhuǎn)換等多種功能的STC89C52單片機(jī)為主要核心，用MQ-7傳感器作為氣體探測模塊，使得硬件結(jié)構(gòu)變得簡單，實現(xiàn)了一氧化碳?xì)怏w檢測的數(shù)字化，為實現(xiàn)智能化奠定了良好的基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高了煤氣中一氧化碳?xì)怏w檢測的可靠性。(2)為了解決傳感器的非線性問題，采用線性內(nèi)插值的計算方法對傳感器進(jìn)行非線性校正，校正精度高，運(yùn)行速度快，提高了報警的準(zhǔn)確性。煤氣泄露檢

31、測是一項十分重要且有意義的工作，盡管本設(shè)計取得了一些成果，但在系統(tǒng)檢測精度、系統(tǒng)的可靠性等方面，仍存在著一些不足，需要進(jìn)一步的研究改進(jìn)。(1)關(guān)于系統(tǒng)的檢測精度問題，需要進(jìn)一步改進(jìn)。(2)關(guān)于報警器報警閉值的確定問題，需要研究一種新的閉值計算方法，以提高檢測系統(tǒng)的可靠性。參考文獻(xiàn)1潘新民編.微型計算機(jī)控制技術(shù).電子工業(yè)出版社.2011.01.2劉迎春編.傳感器原理設(shè)計及應(yīng)用.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出社.2004.02.3馬斌編.單片機(jī)原理及應(yīng)用.人民郵電出版社.2009.10.4王永山編.微型計算機(jī)原理與應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社1999.12.5 王煜東編.傳感器及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.11.6謝劍英編.微型計算機(jī)控制技術(shù).國防工業(yè)出版社.2007.06.7肖忠祥編.數(shù)據(jù)采集原理.西北工業(yè)大學(xué)出版社.2003.04.8 劉靖編.單片