基于單片機的可燃性氣體檢測儀的設計(共40頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上安 徽 農(nóng) 業(yè) 大 學畢 業(yè) 論 文（設計）論文題目 基于單片機的可燃性氣體檢測儀的設計 姓 名 學 號 院 系 專 業(yè) 指導教師 職 稱 中國合肥二o一三 年 五 月安徽農(nóng)業(yè)大學學士學位論文（設計）開題報告課題名稱基于單片機的可燃性氣體檢測儀的設計課題來源自擬學生姓名 專業(yè) 學號 指導教師姓名 職稱講師研究內(nèi)容主要設計一個可燃性氣體監(jiān)測報警儀，它由氣體傳感器、放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機、可視化、報警部分等組成。通過ADC0832芯片將傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳遞給AT89S52單片機進行相應的數(shù)據(jù)處理，進行實時檢測和實時顯示。研究計劃2012.12201

2、3.1 調(diào)研、準備設計需要的材料完成開題報告2013.12013.2 仔細閱讀需要的材料2013.22013.3 完成傳感器放大電路的設計和硬件電路設計2013.32013.4 完成程序調(diào)試及所有設計部分2013.42013.5 完成畢業(yè)論文2013.52013.6 制作答辯PPT準備畢業(yè)答辯特色與創(chuàng)新可燃性氣體監(jiān)測報警儀雖然應用非常廣泛，但是精度也受到各方面因素的制約，同時成本較高，本設計通過ADC0832設計一種低成本和較低成本的報警儀。指導教師意見教研室意見學院意見目錄專心-專注-專業(yè)基于單片機的可燃性氣體檢測儀的設計學生： 指導教師： ( 合肥 )摘要：本設計對可燃性氣體濃度檢測、控制

3、報警進行了深入的研究，設計出一種技術水平較好的可燃性氣體報警器。選用的AT89S52單片機是一種低功耗、高性能的微控制器。使用MQ-2型半導體電阻式煙霧傳感器具有靈敏度高、響應快和抗干擾能力強等優(yōu)點。以AT89S52單片機和MQ-2型半導體電阻式煙霧傳感器為核心設計的可燃性氣體報警器可實現(xiàn)報警、濃度級別顯示、溫度顯示等功能。本設計可以檢測環(huán)境中以烷類氣體為主的多種可燃性氣體的濃度，實時顯示濃度值，當達到設定的上限報警值時，發(fā)出聲音報警和燈光信號，以提示操作人員采取安全對策。本裝置可以實時、準確檢測可燃性氣體，具有廣泛的應用前景和推廣價值。關鍵詞：可燃性氣體，AT89S52 ，MQ-2，檢測，報

4、警1 緒論1.1設計研究的目的和意義隨著城市天然氣的使用及化學工業(yè)的迅速發(fā)展，可燃性氣體的種類和應用范圍在不斷增加，可燃性氣體主要含有烷類、烴類、氫氣、苯類、烯類、醇類以及一氧化碳等成分，不但易燃、易爆還是有毒氣體，在生產(chǎn)、運輸、貯存以及使用可燃性氣體的過程中，都有可能發(fā)生可燃氣體泄漏的現(xiàn)象，當可燃性氣體與空氣中的氧氣混合后達到一定的濃度時，遇明火就會發(fā)生強烈的化學反應，不僅會引起大火甚至發(fā)生爆炸事故，給國家和人民的生命和財產(chǎn)造成巨大的損失。據(jù)統(tǒng)計2007-2010年間共發(fā)生可燃性氣體爆炸事故224起，死亡1688人。如果能夠在事前對可燃性氣體爆炸有正確的認識，了解爆炸事故發(fā)生前的條件，采取正

5、確的預防措施，對人身和財產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實意義。因此研究性能穩(wěn)定可監(jiān)測可燃性氣體濃度并報警裝的置其重要的意義。我國目前大多數(shù)城市都在使用天然氣作為主要能源，使用人口約達三億人，天然氣氣發(fā)生基地及中轉(zhuǎn)站也達幾千家。如果這些家用燃氣和煤氣基地及中轉(zhuǎn)站的報警率按5% 計算，可燃性氣體濃度監(jiān)測報警裝置的需求量就達1000萬臺以上。隨著全社會對防火防爆及人身安全的重視程度的提高，這個數(shù)字會繼續(xù)增長。近十年來，農(nóng)村的沼氣使用也得到了極大的發(fā)展。到2012年底，全國沼氣的數(shù)量已達近1800萬座，這就為監(jiān)測沼氣（主要成分是甲烷）濃度的儀器提供了市場?？梢姡扇夹詺怏w濃度監(jiān)測報警裝置具有十分廣闊的市場前景。

6、1.2本設計主要完成的任務本設計是基于單片機的小型可燃性氣體濃度監(jiān)測報警裝置的研制，本設計主要需要完成以下任務：（a）確定可燃性氣體濃度檢測報警裝置的總體設計，對系統(tǒng)進行整體的規(guī)劃和結(jié)構的設計；（b）裝置的硬件部分設計。采用AT89S52作為處理器，MQ-2采集可燃性氣體的濃度，裝置的電路主要為AT89S52單片機電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、聲光報警電路、復位電路、LED顯示電路等；（c）代碼編寫部分。在代碼編寫的時候，繪制這部分的流程圖，代碼分段進行編寫，并加入必要的文字注釋，方便后期的維護和升級；（d）成品的制作。實現(xiàn)可燃性氣體濃度檢測報警裝置的功能。電路焊接完成后，對程序進行燒制，并進行反復的

7、調(diào)試和完善，最終實現(xiàn)設計功能。2 可燃性氣體傳感器2.1 氣體傳感器的選型可燃性氣體傳感器是一個把氣體濃度信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，然后通過A/D轉(zhuǎn)化器，進而由單片機采集信號、數(shù)據(jù)處理、濃度顯示以便報警控制。傳感器作為對可燃性氣體的敏感元件，是各種類型(袖珍式、便攜式、固定式)儀表的核心之一。因此，傳感器的選型是非常重要的。2.1.1 氣體傳感器的種類氣體傳感器的發(fā)展歷史已經(jīng)有幾十年了，技術方面已經(jīng)什么成熟了，市場上常見的可燃性氣體傳感器主要有：半導體體式、電化學式、光學式、接觸燃燒式和固體電解質(zhì)氣體傳感器。下面對這五種氣體傳感器做簡單的對比介紹。(1)半導體氣體傳感器主要使用半導體作為生產(chǎn)材料，依

8、據(jù)半導體材料隨著氣體濃度的改變電阻發(fā)生相應的變化的原理。產(chǎn)品具有不僅結(jié)構簡單，而且價格便宜等諸多優(yōu)點，所以這類傳感器得到了廣泛的應用。(2)電化學傳感器主要是使用電極和電解液灌封而成。是將環(huán)境中氣體在電場下進行電離，然后測量電解后的電流的工作原理。產(chǎn)品在靈敏度很高，主要是對有毒氣體進行檢測，所以有一定的局限性。(3)光學氣體傳感器是利用氣體反應產(chǎn)生色變引起光強度吸收的原理，在使用過程中氣體光感變化受到環(huán)境限制，所以傳感器的自由度小，有一定的局限性。(4) 接觸燃燒式氣體傳感器是在通電狀態(tài)下，使用催化劑讓可燃性氣體發(fā)生氧化反應，然后讓電阻率發(fā)生改變的原理。這類傳感器靈敏度不是很高。(5) 固體電

9、解質(zhì)氣體傳感器是氣體通過傳感器的時候產(chǎn)生離子，從而形成電動勢，使其電壓發(fā)生的原理。產(chǎn)品在制作工藝上成本高，在檢測范圍上也有局限性。2.1.2 選定可燃性氣體傳感器MQ-2半導體可燃性氣體傳感器包括用氧化物半導體陶瓷材料作為敏感體制作的可燃性氣體傳感器以及用單晶半導體器件制作的可燃性氣體傳感器。按敏感機理分類，可分為電阻型和非電阻型。半導體氣敏元件也有N型和P型之分。N型在監(jiān)測時阻值隨可燃性氣體濃度的增大而減小,P型阻值隨可燃性氣體濃度的增大而增大。半導體氣敏傳感器的分類如圖2-1所示。所利用的特性工作溫度表面電阻控制器300450C。圖2-1半導體氣敏傳感器的分類本設計中采用的MQ-2型可燃性

10、氣體傳感器屬于SnO2半導體氣敏材料，半導體類型是表面離子式N型。當環(huán)境溫度處于300C左右時，SnO2材料吸附空氣環(huán)境中的氧氣，然后轉(zhuǎn)化成氧負離子，促使電阻值增大。如果環(huán)境中存在可燃性氣體泄漏，可燃性氣體就會進入傳感器與氧負離子結(jié)合，進而引起電阻值的變化。本設計就是利用這種原理進行可燃性氣體的檢測。2.2 MQ-2傳感器簡介2.2.1 MQ-2傳感器概述MQ-2型傳感器的結(jié)構圖如圖2-2所示。傳感器共有六個引腳，其中兩個是用來加熱的引腳，另外的四個引腳是用來信號輸出的，MQ-2可燃性氣體傳感器的精度是19.53mV。圖2-2 MQ-2型傳感器的結(jié)構圖2.2.2 MQ-2傳感器詳細說明MQ-2

11、可燃性氣體傳感器的敏感層是用穩(wěn)定的SnO2制成的。因此，它具有優(yōu)秀的長期穩(wěn)定性，在正常使用條件下，其使用壽命可達5年。圖2-3給出了MQ-2元件對不同氣體的靈敏度特性。溫度為20攝氏度，濕度為65%，氧氣濃度為21%，RL=l0k，Ro為1000ppmLPG（液化石油氣）中氣敏元件電阻，Rs為不同氣體不同濃度下氣敏元件電阻。圖2-3 MQ-2靈敏度特性曲線MQ-2工作原理：傳感器的表面電阻Rs是通過與其串聯(lián)的負載電阻RL上的有效電壓信號VRL輸出而獲得的。二者之間的關系為： 圖2-4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(zhuǎn)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

12、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(nèi)測得。圖2-4負載測試曲線圖3 可燃性氣體濃度檢測報警裝置的硬件設計3.1 可燃性氣體檢測報警器的設計在可燃性氣體濃度檢測報警裝置的設計中，單片機是裝置的核心部件。單片機不僅要接收可燃性氣體采集的經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，而且還要對這些型號進行處理，作出相應的判斷，采取必要的措施。AT89S52單片機在本裝置中起到了很關鍵的作用，特備是在采集氣體濃度的信號處理上面，要求AT89S52有很快的運行速度，才能對空氣環(huán)境中的可燃性氣體濃度進行采集，從而采取相應的措施。本次設計在考慮性價比的同時，也考慮了運行速度以及穩(wěn)定性等，依據(jù)老師的推薦以及

13、自己擅長的知識點，所以本設計選用的單片機為AT89S52系列單片機作為本裝置的核心控制器。首先，可燃性氣體在空氣環(huán)境中的濃度信號通過MQ-2氣體傳感器將可燃性氣體濃度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過ADC0832進行A/D轉(zhuǎn)換，輸出一個適合單片機接收的模擬信號，然后，送入AT89S52中，通過單片機線性化數(shù)據(jù)處理后，將電壓信號轉(zhuǎn)化成對應的十六進制濃度值。最后，將濃度值送入LED數(shù)碼管顯示。當檢測到的可燃性氣體濃度超出上限報警設定值時，報警器發(fā)出聲音報警。報警器系統(tǒng)結(jié)構框圖如圖3-1所示，系統(tǒng)以單片機為核心，配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、狀態(tài)顯示、聲音及閃爍報警功能。報警器采用巡檢的工作方式，

14、進行兩級報警值設定，并發(fā)出不同的光、聲信號。系統(tǒng)應采用高性能的單片機，要求工作穩(wěn)定、測量精度高、通用性強、功耗低，保證報警器的精確性及可靠性，而且最好體積小，成本低，有利于減少報警器的體積，降低報警器的成本。時鐘電路單片機復位電路溫度采集電路氣體濃度采集電路緊急報警電路顯示電路圖3-1可燃性氣體監(jiān)測報警器結(jié)構框圖3.2 可燃性氣體濃度檢測報警裝置的電路設計3.2.1 AT89S52單片機AT89S52單片機是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程閃存。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標準的80C51指令集兼容。片內(nèi)程序存儲器允許重復在線編

15、程，允許程序存儲器在系統(tǒng)內(nèi)通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲器改寫。通過把通用的8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個芯片上，AT89S52便成為一個高效的微型計算機。它的應用范圍廣，可用于解決復雜的控制問題，且成本較低1。圖3-2 AT89S523.2.2 ADC0832的介紹ADC0832具有以下特點（1）采用8位分辨率，也就是說是256個字節(jié)；（2）雙通道AD轉(zhuǎn)換，便于輸入與輸出；（3）輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容，所以兼容性很好；（4）當采用5V電源供電時，輸出電壓在0-5V之間；（5）工作頻率為250KHz，轉(zhuǎn)換時間為32us。3.2.3 ADC0832與單片機

16、接口電路圖3-3 ADC0832與單片機接口電路3.2.4 單片機對ADC0832的控制ADC0832與單片機的接口為4條數(shù)據(jù)線，分別為CS,CLK,DO,DI.但由于DO,DI在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可將DO,DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當ADC0832未工作時，CS端為高電平，芯片禁用。CLK,DO,DI的電平任意。要進行轉(zhuǎn)換時必須先將CS使能端置為低電平。DO、DI用于輸入通道功能選擇數(shù)據(jù)信號。CH0/CH1用于輸入信號。3.2.5 DS18B20測溫電路圖3-4 DS18B20電路 DS18B20的1腳接地，2腳數(shù)據(jù)端接單片機的P3.4，3腳接VCC

17、，為了確保DS18B20工作可靠，2腳要接10K的上拉電阻。發(fā)生爆炸不僅和氣體濃度有關，溫度也有影響，當氣體濃度達到一定值后，只有達到爆炸溫度限，可燃性氣體才會發(fā)生爆炸。3.2.6 報警電路圖3-5 聲光報警電路本系統(tǒng)中采用蜂鳴器報警，由于單片機輸出電流較小，所以用三極管9013驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。與此同時，發(fā)光二極管發(fā)出光線，加強報警效果。 3.2.7 四位數(shù)碼管顯示電路圖3-6 數(shù)碼管顯示電路4位數(shù)碼管為共陽管，由于單片機輸出電流比較小，故用4個PNP型的三極管9012來驅(qū)動數(shù)碼管。單片機輸出低電平時三極管導通，使數(shù)碼管的4各公共端1、4、5和12腳為高電平，此時數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端輸入低電平后

18、數(shù)碼管被點亮，120歐電阻R12到R19為三極管的限流電阻。3.2.8 可燃性氣體傳感器轉(zhuǎn)換電路圖3-7可燃性氣體傳感器MQ-2經(jīng)過AD0832轉(zhuǎn)換后接單片機口3.3 LED數(shù)碼管 3.3.1 LED數(shù)碼管的引腳說明這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點），如下圖所示。圖3-8 共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構此次設計中采用的是共陽四位數(shù)碼管，內(nèi)部的4個數(shù)碼管共用adp這8根數(shù)據(jù)線，為人們的

19、使用提供了方便，因為里面有4個數(shù)碼管，所以它有4個公共端，加上adp，共有12個引腳，下面便是一個共陽的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構圖（共陰的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個腳（1腳）開始，以逆時針方向依次為112腳，下圖中的數(shù)字與之一一對應。圖3-9 4位共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構管教順序：從數(shù)碼管正面看，以第一腳為起點，管腳的順序是逆時針方向排列。12-9-8-6 公共腳A-11 B-7 C-7 D-2 E-1 F-10 G-5 DP-3 3.3.2 數(shù)碼管編碼說明4位數(shù)碼管編碼說明，如3-1表所示：表3-1控制命令表顯示P2.7（e）P2.6（d）P2.5（dp）P2.4（c）P2.3（g）P2

20、.2（b）P2.1（f）P2.0（a）十六進制00010100028H111101011EBH20011001032H310100010A2H411100001E1H510100100A4H60010010024H711101010EAH80010000020H910100000A0HH0110000161HL001100013DH-11110111F7HC001111003CH4 可燃性氣體報警器的軟件設計4.1 主程序設計及流程圖 主程序流程圖如圖4-1所示。首先要給傳感器預熱三分鐘，因為MQ-2型半導體電阻式可燃性氣體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可燃性

21、氣體信息，需要一段時間預熱。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。AT89S52單片機對傳感器監(jiān)測的可燃性氣體濃度信號進行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將濃度值與報警限設定值相比較，判斷是否報警。同時送入段式液晶顯示可燃性氣體濃度值。開始程序初始化傳感器預熱三分鐘并故障檢測A/D轉(zhuǎn)換線性化處理平均值法濾波濃度顯示進入報警處理程序是否超過報警限結(jié)束NY 圖4-1 主程序流程圖4.2 主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖4-2所示。給傳感器預熱后，程序開始執(zhí)行初始化子程序，這部分實現(xiàn)的功能包括各種I/O口輸入輸出狀態(tài)的設定、寄存器初始化、中斷使能等。首先設定定時初值50ms，利用IAP

22、寫入EEPROM，作為取值間隔。然后設置定時器0，選擇方式1。方式1狀態(tài)下定時器的工作寄存器TH1、TL1是全16位參與操作。接下來定時器0中斷允許位置1，打開定時器0，關閉蜂鳴器，開啟綠燈，設置報警限初值。開始結(jié)束設定定時初值50ms關閉蜂鳴器設置定時器0，選擇方式1打開定時器0，中斷允許設定初值是否保存報警初值NY圖4-2主程序初始化流程圖4.3 中位值平均濾波法數(shù)字濾波設計 在裝置對環(huán)境中的可燃性氣體進行檢測的時候，不可能保證完全沒有干擾的現(xiàn)象，偶然的波峰波谷值還是存在的，與正常值相比較差距還是比較大的，所以要對干擾值進行處理。 在本設計中采用的是中位值平均濾波法數(shù)字濾波，避免了一般的平

23、均值法將干擾帶入到了結(jié)果中去，減少了濃度采集的誤差。 中位值平均濾波法的原理是采集環(huán)境中可燃性氣體濃度的N個數(shù)據(jù)，然后找出最大值和最小值刪除不用，計算剩下的N2個采集數(shù)據(jù)的平均值。這種方法大大的減小了偶然的誤差，提高使可燃性氣體濃度檢測儀的準確性。 在準確的實驗驗證中中，N的值應該取的相對大一點，本設計為了加快測量計算速度和效率，在可燃性氣體濃度檢測儀的設計中N取值為10。調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換器連續(xù)進行10次采樣，然后找出最大值和最小值舍棄，最后計算余下8個值的平均值，將獲得的平均值送到單片機的寄存器中。下圖4-3所示為中位值平均濾波法的程序流程圖。開始設置采樣次數(shù)N=10送入寄存器將10個采樣值排

24、序和除以8求平均值求第二個到第九個值的和調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換已采樣10次NY圖4-3中位值平均濾波法程序流程圖4.4 插值法線性化處理設計基于單片機的可燃性氣體濃度檢測儀的設計，在輸出的電壓信號都是靜態(tài)模式的，但是在濃度與電阻值的變化往往不是一條理想的直線，因此在實際應用中要對得到的曲線進行線性化處理，模擬出一條近似直線來代替曲線。插值法是函數(shù)逼近的一種重要方法，是數(shù)值計算的基本課題。本次對可燃性氣體的濃度與電阻的關系就采用插值法進行線性化?？扇夹詺怏w濃度檢測儀使用的MQ-2半導體傳感器，MQ-2氣體傳感器的電阻是隨著可燃性氣體濃的升高而降低的，因此輸入單片機的電壓反而是增加的。圖4-4為MQ-2內(nèi)

25、置電阻的負載電壓值與可燃性氣體濃度對應曲線，由圖可以看出，MQ-2負載電壓值與可燃性氣體濃度之間是非線性的關系，因此要實時顯示可燃性氣體濃度，需要對曲線其進行線性化處理。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標定曲線形狀，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化。圖4-4 MQ-2負載采集電壓值與可燃性氣體濃度關系根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機的某一電壓值對應的可燃性氣體濃度的 公式如下：式中，N為所分區(qū)間個數(shù)， f (x)為實際可燃性氣體監(jiān)測濃度，x為實際氣體監(jiān)測濃度對應的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對應電壓值，xi+1是區(qū)間的上限濃度對應電壓值， f (xi)為區(qū)間下限可燃性氣體濃度值，f (xi+1 )為

26、區(qū)間上限可燃性氣體濃度值。5 代碼的編寫及燒寫過程5.1 代碼的編寫本設計代碼編寫使用的是Keil軟件，Keil是當前最流行的單片機開發(fā)軟件，可以用它來匯編你的匯編語言源程序，編譯你的C語言源程序，連接和重定位你的目標文件和庫文件，創(chuàng)建HEX文件，調(diào)試你的目標程序。如下圖5-1就是用Keil軟件編寫代碼的界面。圖5-1 Keil軟件編寫代碼界面5.2 程序的燒寫5.2.1 硬件連接將下載線一端與計算機USB口相連，另一端10PIN插頭插入目標電路板的ISP口，然后給目標板上電，如下圖5-2所示。連接過程一定要保證目標板和計算機可靠連接。圖5-2 燒寫板與電腦的連接5.2.2 燒寫軟件AVR_f

27、ighter是超強的AVR、AT系列單片機ISP下載編程軟件，它支持所有的AVR芯片的編程，支持AT89S51/AT89S526。打開AVR_fighter FOR USBASP的主界面如下圖5-3所示：圖5-3 AVR_fighter FOR USBASP的主界面（1） 在上圖菜單中選擇“編程選項”。（2） 在上圖的“芯片選擇”方框中選擇AT89S52。這時可點擊“讀取”按鈕來讀取芯片的特征字，以驗證硬件各部分是否正確。（3） 然后點擊菜單中“裝FLASH”按鈕，在彈出的窗口中選擇“hex文件”并點擊“打開”按鈕，如圖5-4所示。然后設置相應的參數(shù)，即可完成燒寫過程圖5-4源程序的裝載6 系

28、統(tǒng)調(diào)試6.1 硬件的調(diào)試開發(fā)中很難做到一次就成功，本設計在開發(fā)中也或多或少的遇到了一些問題，主要是在焊接過程中的不小心所致，包括常見的焊點錯線、斷路、短路。在焊接完成以后對照設計的電路圖，看有沒有存在的問題。在查看沒有問題的時候，注重查看電源問題，防止在接電的瞬間產(chǎn)生短路。接通電源以后用萬用表檢測節(jié)點的電位，保證Vcc和GND之間的電壓在4V左右。LED數(shù)碼管部分調(diào)試，首先用靜態(tài)方法先測試LED顯示，用5V電源接LED的引腳，觀察是否與預計的結(jié)果一致。6.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要采用keil軟件調(diào)試編譯單片機程序。由于由于AT89S52可以擦寫上千次，所以在這個調(diào)試過程中，并沒有用仿真器來實踐

29、，而是直接將程序燒寫進單片機來操作。將通過KEIL軟件編譯通過的單片機程序生成的“.hex”文件用燒錄軟件通過下載線燒寫進單片機中。6.3 整體調(diào)試綜合調(diào)試是將已經(jīng)調(diào)試通過的軟件和硬件結(jié)合起來一起進行調(diào)試。這部分是單片機制作過程中最重要的調(diào)試部分。單一的軟件或是硬件的調(diào)試通過了并不能驗證總的方案的可行性。只有將整個系統(tǒng)的軟件硬件相結(jié)合連接起來進行調(diào)試，也就是綜合調(diào)試。如果調(diào)試成功了才能說明此系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，系統(tǒng)設計已經(jīng)成功。采用Keil軟件和硬件電路板進行軟硬件聯(lián)合仿真，首先編譯單片機程序，然后運行編譯的程序，程序檢查成功后，再把程序燒入硬件之中。對調(diào)試過程中出現(xiàn)的錯誤要仔細分析，然后不斷更正

30、錯誤，直至達到理想效果為止。在軟硬件聯(lián)調(diào)時，根據(jù)在程序中設定的閾值，將打火機打火放到氣體傳感器周圍，這樣氣體傳感器就可以采集到相應可燃氣體濃度，當濃度超過預設閾值，蜂鳴器就會立即報警，同時吸合繼電器。7 結(jié)論本次設計對可燃性氣體濃度檢測報警裝置進行了深入的研究，參考國內(nèi)外一些資料的基礎上加上老師的意見，然后選擇了可燃性氣體濃度檢測報警裝置的設計方案，本設計擁有操作簡單、價格低廉并且安全性能高的特點，適合在各種可燃性氣體環(huán)境下使用，具有很高的實用價值。本次設計的可燃性氣體報警器由傳感器和AT89S52單片機控制電路兩大主要部分組成。依據(jù)裝置的要求加上考慮價格因素，最終選用MQ-2氣體傳感器。MQ

31、-2傳感器是對以烷類氣體為主的多種可燃性氣體有良好敏感特性的SnO2半導體氣敏材料。MQ-2氣體傳感器的靈敏度適中，對環(huán)境因素要求不高，可以長期的穩(wěn)定工作。本次設計實現(xiàn)了裝置的小型化以及智能化。在程序設計上用C語言編寫，具有代碼運行效率高，而且減小了代碼的冗余量。對環(huán)境中采集的可燃性氣體，我們采用濾波以及線性化等處理方式，最大限度的降低了外界的干擾，提高了裝置的靈敏度。本次設計也存在著許多有待改善的地方，譬如可以實現(xiàn)遠程控制，采用多點同時檢測，在濃度超標的時候可以智能的采取補救措施，使設備更加的智能化。由于時間和能力的限制，無法完成以上的功能，希望本設計可以為今后該領域的研究提供了很好的參考依

32、據(jù)。參考文獻1 曹建軍. 基于GPS和無線傳感器網(wǎng)絡的時鐘同步系統(tǒng)D. 南京理工大學 , 2008. 2 李朝青. 單片機原理及接口技術M. 第三版. 北京:北京航天航空大學出版社, 2005.一、參考文獻的類型參考文獻（即引文出處）的類型以單字母方式標識，具體如下：M專著 C論文集 N報紙文章 J期刊文章 D學位論文 R報告對于不屬于上述的文獻類型，采用字母“Z”標識。對于英文參考文獻，還應注意以下兩點：作者姓名采用“姓在前名在后”原則，具體格式是： 姓，名字的首字母. 如： Malcolm Richard Cowley 應為：Cowley, M.R.，如果有兩位作者，第一位作者方式不變，&

33、之后第二位作者名字的首字母放在前面，姓放在后面，如：Frank Norris 與Irving Gordon應為：Norris, F. & I.Gordon.；書名、報刊名使用斜體字，如：Mastering English Literature，English Weekly。二、參考文獻的格式及舉例1.期刊類【格式】序號作者.篇名J.刊名，出版年份，卷號（期號）：起止頁碼.【舉例】1 王海粟.淺議會計信息披露模式J.財政研究，2004,21(1)：56-58.2 夏魯惠.高等學校畢業(yè)論文教學情況調(diào)研報告J.高等理科教育，2004(1):46-52.3 Heider, E.R.& D.C.Oliv

34、er. The structure of color space in naming and memory of two languages J. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 67.2.圖書類【格式】序號作者.書名M.出版地：出版社，出版年份：起止頁碼.【舉例】4 葛家澍，林志軍.現(xiàn)代西方財務會計理論M.廈門：廈門大學出版社，2001：42.5 Gill, R. Mastering English Literature M. London: Macmillan, 1985: 42-45.3.報紙類【格式】序號作者.

35、篇名N.報紙名，出版日期（版次）.【舉例】6 李大倫.經(jīng)濟全球化的重要性N. 光明日報，1998-12-27(3).7 French, W. Between Silences: A Voice from ChinaN. Atlantic Weekly, 1987-8-15(33).4.論文集【格式】序號作者.篇名C.出版地：出版者，出版年份：起始頁碼.【舉例】8 伍蠡甫.西方文論選C. 上海：上海譯文出版社，1979：12-17.9 Spivak,G. “Can the Subaltern Speak?”A. In C.Nelson & L. Grossberg(eds.). Victory

36、in Limbo: Imigism C. Urbana: University of Illinois Press, 1988, pp.271-313.10 Almarza, G.G. Student foreign language teachers knowledge growth A. In D.Freeman and J.C.Richards (eds.). Teacher Learning in Language Teaching C. New York: Cambridge University Press. 1996. pp.50-78.5.學位論文【格式】序號作者.篇名D.出版

37、地：保存者，出版年份：起始頁碼.【舉例】11 張筑生.微分半動力系統(tǒng)的不變集D.北京：北京大學數(shù)學系數(shù)學研究所, 1983：1-7.6.研究報告【格式】序號作者.篇名R.出版地：出版者，出版年份：起始頁碼.【舉例】12 馮西橋.核反應堆壓力管道與壓力容器的LBB分析R.北京：清華大學核能技術設計研究院, 1997：9-10.7.條例【格式】序號頒布單位.條例名稱.發(fā)布日期【舉例】15 中華人民共和國科學技術委員會.科學技術期刊管理辦法Z.199106058.譯著【格式】序號原著作者. 書名M.譯者，譯.出版地：出版社，出版年份：起止頁碼.3 李廣弟. 單片機基礎M. 第三版. 北京:北京航天航

38、空大學出版社, 2007. 4 閻石. 數(shù)字電子技術基礎M. 第五版. 北京:高等教育出版社, 2006. 5 周堅. 單片機C語言輕松入門M. 第二版. 北京:北京航空航天大學出版社, 2011. 6 馬潮. AVR單片機嵌入式系統(tǒng)原理與應用實踐M. 第二版. 北京:北京航空航天大學出版社, 2011.7ClarkM,ServiceBusiness Strategies and ArchItecturesM.Birmingham,UK: Wrox Press,2002.8Dave Crane,Eric Pascarello,Darren James.Ajax IN ACTIONM.Manni

39、ng Publications CO,2006.英文摘要The combustible gas based on single chip microcomputer controller design ( Hefei )Abstract: This design of combustible gas concentration detection, control, alarm conducted in-depth research, and design a good combustible gas alarm technology level. Selection of AT89S52 s

40、ingle chip microcomputer is a low-power, high-performance microcontroller. Using the MQ - 2 type semiconductor resistance type smoke sensor has high sensitivity, fast response and strong anti-jamming capability, etc. AT89S52 single-chip microcomputer and MQ - 2 type semiconductor resistance type smo

41、ke sensor as the core design of combustible gas alarm can be realized, level of concentration, temperature display, etc. This design mainly alkane gases can detect environment many kinds of combustible gas concentration, the real-time display density, when reaching the limit alarm value set, sound a

42、larm and light signal, and to remind operator to take safety measures. This device can real-time and accurate detection of combustible gas and has extensive application prospect and popularization value.Key words: Combustible gas ，AT89S52 ，MQ 2 ，testing ，alarm致謝本設計是在導師老師的悉心指導下完成的。從論文是基于單片機的可燃性氣體檢測儀的

43、設計，題目雖然是自擬，但是在最終的方案確立以及設計過程中，都滲透著導師閆勇老師的心血，在設計中遇到了很多問題他都一絲不茍的給予解決，他那嚴于律己的治學態(tài)度，使我對治學有了不同的看法，這都會在我今后的學習和工作中激勵我。通過半年多來的畢業(yè)設計，我在各方面都取得了很大的進步，這與閆老師在生活上和學習上給予我的關心和幫助是密不可分的，在此我深表謝意。同時向給過我?guī)椭钠渌麑熀屯瑢W表示由衷地感謝。在完成學業(yè)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(yè)。感謝他們20多年來始終如一的培養(yǎng)。在此謹向他們表示衷心地感謝！附錄附錄一 部分代碼#include #include #includ

44、e DS18B20.h #define uint unsigned int#define uchar unsigned char /宏定義#define LED P1_6 /定義增加鍵#define BEEP P3_4 /定義蜂鳴器#define hujiao P1_1 sbit ADCS = P37;sbit ADCLK = P35;sbit ADDI = P36;sbit ADDO = P36;bit shanshuo_st; /閃爍間隔標志bit beep_st; /蜂鳴器間隔標志bit flag=0;/緊急呼叫標志sbit DIAN = P25; /小數(shù)點uint abc;uchar

45、x=0; /計數(shù)器signed char m; /溫度值全局變量uchar n; /溫度值全局變量uchar set_st=0; /狀態(tài)標志signed char shangxian=30; /上限報警溫度，默認值為38signed char xiaxian=5; /下限報警溫度，默認值為38uchar nongdu=1;uchar code LEDData=0x28,0xeb,0x32,0xa2,0xe1,0xa4,0x24,0xea,0x20,0xa0;/*主函數(shù)*/void main(void) uint z;InitTimer(); /初始化定時器EA=1; /全局中斷開關TR0=1;

46、ET0=1; /開啟定時器0BEEP=0;check_wendu();check_wendu();for(z=0;z3)set_st=0;if(set_st=0)abc = ADC0832(1,0); /差分模式，CH0-CH1abc = abc*19.53; /轉(zhuǎn)換為實際電壓便于顯示abc=abc/1000%10; check_wendu(); Disp_Temperature();if(flag=1)Alarm1();else Alarm(); /報警監(jiān)測else if(set_st=1) BEEP=0; /關閉蜂鳴器if(DEC=0) Delay(2000); dowhile(DEC=0

47、);shangxian-;if(shangxian99)shangxian=99; if(x=10)shanshuo_st=shanshuo_st;x=0; if(shanshuo_st) Disp_alarm(shangxian);else if(set_st=2) BEEP=0; /關閉蜂鳴器if(DEC=0) Delay(2000); dowhile(DEC=0);xiaxian-;if(xiaxianshangxian)xiaxian=shangxian; if(x=10)shanshuo_st=shanshuo_st;x=0; if(shanshuo_st) Disp_alarm(x

48、iaxian);else if(set_st=3) BEEP=0; /關閉蜂鳴器if(DEC=0)Delay(2000); dowhile(DEC=0);if(nongdu0)nongdu-;if(nongdu5)nongdu=5; if(x=10)shanshuo_st=shanshuo_st;x=0; if(shanshuo_st) Disp_nongdu(nongdu); /*END*/附錄二 電路圖附錄三 PCB圖附錄四 實物圖安徽農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目 基于單片機的可燃性氣體檢測儀的設計 院系名稱 專業(yè)（班級） 學生姓名 學 號 指導教師 下發(fā)任務書日期 2

49、012年12 月28 日一、畢業(yè)論文（設計）的主要內(nèi)容本次設計采用單片機對可燃性氣體進行實時監(jiān)測和控制，不僅具有報警限設定、聲光報警、控制輸出功能，而且具有氣體濃度顯示、故障自診斷功能。設計主要內(nèi)容如下： 硬件電路設計： 1）可燃性氣體變送電路 2）信號的放大及測量電路 3）A/D輸入通道4）鍵盤/顯示電路5）濃度檢測電路 軟件設計 1） 主程序2） A/D轉(zhuǎn)換接口程序設計3） 按鍵處理程序設計4） 顯示電路的程序5） 可燃性氣體檢測子程序二、畢業(yè)論文（設計）的基本要求1. 按進度計劃完成畢業(yè)論文（設計）的撰寫（研究）；2. 作為課題成員，要在指導教師的輔導下、在課題負責人的帶領下，與其他同學

50、協(xié)作，共同完成本項目的研究制作；3. 論文撰寫應符合學術論文的格式要求；4. 要求參加論文答辯；嚴禁抄襲，文責自負。三、應收集的資料及主要參考文獻 1 曹建軍. 基于GPS和無線傳感器網(wǎng)絡的時鐘同步系統(tǒng)D. 南京理工大學 , 2008. 2 李朝青. 單片機原理及接口技術M. 第三版. 北京:北京航天航空大學出版社, 2005.一、參考文獻的類型參考文獻（即引文出處）的類型以單字母方式標識，具體如下：M專著 C論文集 N報紙文章 J期刊文章 D學位論文 R報告對于不屬于上述的文獻類型，采用字母“Z”標識。對于英文參考文獻，還應注意以下兩點：作者姓名采用“姓在前名在后”原則，具體格式是： 姓，名字的首字母. 如： Malcolm Richard Cowley 應為：Cowley, M.R.，如果有兩位作者，第一位作者方式不變，&之后第二位作者名字的首字母放在前面，姓放在后面，如：Frank Norris 與Irving Gordon應為：Norris, F. & I.Gordon.；書名、報刊名使用斜體字，如：Mastering Engli