基于單片機的室內(nèi)可燃?xì)怏w檢測

基于單片機的可燃?xì)怏w檢測摘要：本文的設(shè)計主要是針對室內(nèi)有害氣體中的可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測。該設(shè)計基于80C52單片機進(jìn)行開發(fā)以實現(xiàn)其控制功能。整個檢測系統(tǒng)電路由傳感器調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊、單片機、指示報警等模塊組成。其主要工作流程為：通過MQ-4氣體傳感器對室內(nèi)有害氣體濃度進(jìn)行采集，從而轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值，將所需的模擬信號采集處理后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號傳送至8052單片機，然后通過單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理，判斷是否需要進(jìn)行聲光報警，以此來預(yù)防泄漏事故的發(fā)生。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對空氣中可燃?xì)怏w的濃度進(jìn)行檢測以防止氣體泄漏，從而大大降低日常生活中可燃?xì)怏w泄漏所引起的中毒、火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生?！娟P(guān)鍵詞】：可燃?xì)怏w；報警器；單片機；數(shù)據(jù)采集與記錄；MQ-4傳感器AbstractInthispaper,thedesignmainlyforindoorharmfulgasesacombustiblegasinthegasdetection.ThecircuitisbasedonC52fordevelopmentinordertorealizethecontrolfunction,thewholetestsystemcircuitconsistsof:sensorconditioningcircuits,analog-to-digitalconversionmodule,liquidcrystaldisplaymodule,MCU,instructsthealarmmodule,etc.Itsmainworkingprocessis:throughtheMQ-4gassensorforindoorharmfulgasconcentrationinthecollectionwhichisconvertedintocorrespondingvoltagevalue,amplifytheanalogsignalacquisitionofrequiredwillbesenttoA/Dconverter,thenthroughmoduleconvertedtodigitalsignalsand8052singlechipmicrocomputer,thenbysinglechipmicrocomputerinternaldataprocessing,judgewhetherneedtosoundandlightalarm,topreventmalignantaccidents.Thesystemcanrealizetothecombustiblegasdetection,topreventthegasconcentrationistoohighintheair,therebysignificantlyreducingdailycausedbyharmfulgaspoisoning,theincidenceoffire,explosionandotheraccidents.[keywords]:Harmfulgas;alarm;singlechipmicrocomputer;dataacquisitionandrecording;MQ-4sensors 目錄基于單片機的可燃?xì)怏w檢測 I1.緒論 11.1 天然氣的危害 11.2課題的研究背景及意義 21.3有害氣體檢測系統(tǒng)在國內(nèi)的開展 2國外開展現(xiàn)狀與趨勢 2國內(nèi)開展現(xiàn)狀 32.系統(tǒng)組成框圖與工作原理 53.電路單元硬件設(shè)計 63.1主控芯片的選擇與介紹 63.1.1管腳介紹： 73.1.289C51的外部管腳封裝 93.2單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計 103.2.1單片機時鐘電路 103.2.2復(fù)位電路 103.3ADC0809轉(zhuǎn)換芯片介紹 113.3.1管腳介紹 123.3.2管腳封裝 133.4ADC0809的局部電路 143.5MQ-4傳感器介紹 153.5.1傳感器的規(guī)格 163.5.2傳感器的測量電路 183.6液晶顯示電路 193.6.1TC1602A的引腳功能 193.6.2TC1602的控制指令 203.6.3LCD的連接電路 213.7聲光報警電路 224系統(tǒng)軟件設(shè)計 234.1系統(tǒng)總體軟件設(shè)計流程 234.2軟件開發(fā)工具的介紹 234.2.1KEIL系統(tǒng)概述 245檢測系統(tǒng)電路的仿真 265.1軟件仿真 265.1.1PROTEUS軟件與KEIL軟件的聯(lián)調(diào) 265.1.2軟件仿真過程 275.2硬件實物圖 286.總結(jié) 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄程序 341.緒論伴隨著經(jīng)濟(jì)的開展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重。近年來，PM2.5、沙塵暴、酸雨的危害等逐漸成為熱門話題，人們開始對環(huán)境質(zhì)量提出了更高的要求。與此同時，室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況受到越來越多的關(guān)注。由于現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，人們在起居室、辦公室等室內(nèi)環(huán)境的滯留時間越來越長。在西方工業(yè)興旺國家，人們在室內(nèi)停留的時間己達(dá)全天的93%左右，而我國也超過了全天的85%。室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況直接影響人們的身體健康。美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)與世界衛(wèi)生組織(WHO)進(jìn)行的聯(lián)合調(diào)查說明，有大約20%的美國建筑存在嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染，40%有一定程度的室內(nèi)空氣污染，另40%存在輕微或沒有室內(nèi)空氣污染。根據(jù)美國環(huán)境健康總署的調(diào)查，室內(nèi)主要空氣污染常常是室外空氣污染濃度的2-3倍，一般家庭室內(nèi)可檢測到的污染物多達(dá)300種，而有68%的人體疾病與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。美國職業(yè)平安及健康局的報告認(rèn)為，在美國，企業(yè)因室內(nèi)空氣惡劣而造成的工時損失平均約每人每日14-15分鐘。2001年，我國正式實施的第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，其中專家把室內(nèi)環(huán)境污染按照污染物的性質(zhì)分為三大類。第一大類化學(xué)污染：主要來自裝修、家具、玩具、煤氣熱水器、殺蟲噴劑化裝品、抽煙、廚房的油煙等；第二大類物理污染：主要來自室外及室內(nèi)的電器設(shè)備產(chǎn)生的噪聲、光和建筑裝飾材料產(chǎn)生的放射性污染等；第三大類生物污染：主要來自寄生于室內(nèi)裝飾裝修材料、生活用品和空調(diào)中產(chǎn)生的螨蟲及其它細(xì)菌等。由于本文知識內(nèi)容和篇幅的局限性，本設(shè)計主要針對天然氣、甲烷等室內(nèi)有毒有害、可燃?xì)怏w的檢測展開研究。天然氣的危害天然氣是一種被廣泛使用的清潔能源，本身具有較高的平安值，但是，我們?nèi)匀徊豢梢院雎运奈：?。天然氣的危害主要包括以下幾個方面：首先，從天然氣的組成來主要是甲烷，通常占90%以上，還含有一些乙烷、丙烷等其他烴類，并且有少量的二氧化碳、氮氣、硫化氫、氫氣等非烴類組分。在日常生活中，由于使用不當(dāng)造成天然氣泄漏會使人因窒息而死亡。其次，天然氣主要成分是烷烴〔甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等〕和少量二氧化碳、二氧化硫，它的可燃燒成分是烷烴，烷烴本身無色無味，沒有毒性〔只會使人窒息〕，而有氣味的是其中二氧化硫。通常，如果天然氣中二氧化硫含量極少。為了使人容易通過嗅覺感知管道泄漏，因而在天然氣中參加少量二氧化硫氣體或硫化氫氣體，但硫化氫是一種劇毒氣體，如果天然氣中含有較多的硫化氫，人大量吸入后會造成健康損傷。

天然氣的另一個危害是爆炸性。天然氣易燃易爆，和空氣混合后，溫度到達(dá)550℃左右就會燃燒；其混合物濃度到達(dá)5%－15%，遇到明火就會爆炸。天然氣熱值高，約8500－10000千卡/立方米，天然氣燃燒后發(fā)出的熱量是相同體積的城市煤氣的2.5倍左右。1.2課題的研究背景及意義為了平安可靠的使用燃?xì)猓A(yù)防天然氣泄漏引發(fā)的危險，人們已經(jīng)采用了各種各樣的措施。家用可燃?xì)怏w報警器就是一種為了預(yù)防氣體泄漏危險而開發(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氣體濃度檢測元件，并配以電路和聲光報警等局部組成。當(dāng)泄漏的氣體到達(dá)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，從而有效防止燃?xì)庑孤┰斐傻奈：Α?.3有害氣體檢測系統(tǒng)在國內(nèi)的開展1.3.1國外開展現(xiàn)狀與趨勢國外氣體傳感器開展很快，一方面是由于人們平安意識增強，對環(huán)境平安性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于傳感器市場增長受到政府平安法規(guī)的推動。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快開展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計預(yù)測，美國1996年—2002年氣體傳感器年均增長率為(27～30)％。在應(yīng)用方面，目前最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測和監(jiān)控，從工廠企業(yè)到居民家庭，應(yīng)用十分廣泛。氣體檢測技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了智能化、多功能化。美國工業(yè)科學(xué)公司(ISC)一臺攜帶式氣體監(jiān)控儀可實現(xiàn)4種氣體監(jiān)測，并采用了統(tǒng)一的軟件，只需要換氣體傳感器，即可實現(xiàn)對特定氣體監(jiān)測。美國國際傳感器技術(shù)(IST)公司應(yīng)用一種“MegaCas"傳感器和微程序控制單元，可檢測100種以上毒性氣體和可燃性氣體，通過其“氣體檢索〞功能掃描，能很快確定是哪一種氣體。目前，氣體傳感器的開展趨勢集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和本錢，縮小尺寸，簡化電路，與應(yīng)用整機相結(jié)合，這也是氣體傳感器一直追求的目標(biāo)，如日本費加羅公司推出了檢測(0.1～10)×10－6硫化氫低功耗氣體傳感器，美國IST提供了壽命達(dá)10年以上的氣體傳感器，美國FirstAlert公司推出了生物模擬型(光化反響型)低功耗CO氣體傳感器等。二是增強可靠性，實現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，開展MEMS技術(shù)，開展現(xiàn)場適用的變送器和智能型傳感器。如美國GeneralMonitors公司在傳感器中嵌入微處理器，使氣體傳感器具有控制校準(zhǔn)和監(jiān)視故障狀況功能，實現(xiàn)了智能化。1.3.2國內(nèi)開展現(xiàn)狀在國內(nèi)，隨著國家環(huán)?？刂屏Χ鹊牟粩嗉哟?，環(huán)保領(lǐng)域氣體檢測儀器儀表的用量也逐年增加。環(huán)保領(lǐng)域主要使用的是于檢測煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體的毒性氣體傳感器，其中，使用最廣泛的的是定電位電解式電化學(xué)氣體傳感器，對CO、H2S、NH3、SO2、NOX、Cl2及其它化合物等有毒氣體的檢測。其具體應(yīng)用包括鍋爐煙氣檢測、大氣質(zhì)量檢測等方面應(yīng)用，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，其需求量將迅速增加。環(huán)境氣體監(jiān)測涉及的方面廣泛，從環(huán)境大氣監(jiān)測到工業(yè)氣體排放檢查，都要使用氣體傳感器與分析檢測儀器儀表。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，國家環(huán)境空氣質(zhì)量評價點的設(shè)置數(shù)量應(yīng)按每25-30km建成區(qū)面積設(shè)1個監(jiān)測站，并且不少于8個點。由此計算環(huán)保檢測領(lǐng)域每年的氣體檢測器需求大于10萬臺。年市場容量約10萬臺(套)，按每套產(chǎn)品5000元計算將有5億元以上的市場規(guī)模。工業(yè)用氣體檢測儀器儀表由于技術(shù)和資金門檻較高，生產(chǎn)企業(yè)相對較少，一般實力和規(guī)模都相對較強。國內(nèi)較為知名的企業(yè)是：河南漢威電子股份、北京科力恒、深圳特安電子、成都安可信電子、哈爾濱東方報警設(shè)備等幾家公司。進(jìn)口產(chǎn)品品牌眾多，占據(jù)了大量高端市場，有著較高的市場占有率和良好的質(zhì)量口碑，但普遍價格昂貴。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速開展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現(xiàn)，能夠獨立工作的氣體濃度檢測和顯示系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。氣體傳感器向著低功耗、多功能、集成化方向開展。氣敏傳感器作為新型敏感元件傳感器，在國家列為重點支持開展的情況下國內(nèi)已有了一定的根底。氣體傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距。目前國內(nèi)氣體檢測儀器儀表企業(yè)另一個突出的特點是產(chǎn)品線相對較短，應(yīng)用領(lǐng)域有限，大多局限在工業(yè)平安、民用燃?xì)馄桨差I(lǐng)域。氣體檢測儀器儀表行業(yè)的廣闊前景、快速開展及較高利潤水平，也吸引了相關(guān)工業(yè)儀器儀表巨頭的高度關(guān)注。局部工業(yè)儀器儀表巨頭迅速調(diào)整方向介入氣體檢測儀器儀表行業(yè)，市場競爭越來越劇烈?？梢灶A(yù)見國內(nèi)一些小型的氣體檢測儀器儀表企業(yè)面臨洗牌的危險，而規(guī)模相對較大的企業(yè)也需要加強研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高市場占有率，并迅速建立核心氣體傳感器研發(fā)和生產(chǎn)能力，以便盡快做大作強，才有足夠?qū)嵙εc跨國巨頭競爭。2.系統(tǒng)組成框圖與工作原理本設(shè)計主要是對室內(nèi)可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測分析，一旦有害氣體的濃度超過容許的氣體濃度范圍，系統(tǒng)閃光響鈴報警。因而，系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：〔1〕有害氣體傳感器的檢測功能；〔2〕數(shù)模轉(zhuǎn)換功能；〔3〕聲光報警功能；通過對功能需求分析，本系統(tǒng)設(shè)計如下：單片機有害氣表達(dá)場檢測系統(tǒng)主要由氣體傳感器、信號調(diào)理、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機和聲光報警等幾局部構(gòu)成。有害氣體傳感器對有害氣體的濃度進(jìn)行測量，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電壓量，將氣體傳感器的輸出端口接到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的IN0，并作為A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入。再將A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端D0~D7接到單片機的P1口，將聲光報警電路接到單片機的P3.4和P3.5口，從而構(gòu)成氣體檢測報警系統(tǒng)。當(dāng)氣體傳感器檢測的濃度值大于或等于所設(shè)定的氣體濃度值，通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換成高電平送到單片機的P1口，從而使P3.4=0，閃光就啟動，同時P3.5=0，蜂鳴器啟動，從而完成了氣體的檢測。其硬件結(jié)構(gòu)圖如下：LCD液晶顯示LCD液晶顯示聲光報警電路C52單片機A/D轉(zhuǎn)換電路傳感器電路聲光報警電路C52單片機A/D轉(zhuǎn)換電路傳感器電路圖2.2硬件電路圖3.電路單元硬件設(shè)計作為一個典型的智能檢測系統(tǒng)，它應(yīng)包括數(shù)據(jù)的采集、變換、處理等環(huán)節(jié)，硬件設(shè)計主要包括CPU的選型，傳感器的選擇，A／D轉(zhuǎn)換芯片的選擇，電源電路、顯示電路、報警斷電控制電路的設(shè)計。3.1主控芯片的選擇與介紹本設(shè)計的氣體濃度測量裝置采用單片機具有判斷、運算和控制能力及存儲、顯示功能，它所處理的信息量和復(fù)雜程度不是太大，采用8位單片機足可滿足設(shè)計要求，因此選擇了AT-MEL公司的COMS工藝的低功耗單片機AT89C52。89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機中根本的產(chǎn)品，是采用ATMEL公司可靠的CMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、8k片內(nèi)程序存儲器〔ROM〕32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。3.1.1管腳介紹：圖3.1.1原理管腳圖VCC：供電電壓；GND：接地；P0口：P0口為一個8位的漏級開路雙向I/O口，每個管腳可吸收8個TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫“1〞時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高；P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流。P1口管腳寫入“1〞后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收；P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1〞時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1〞時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號；P3口：P3口管腳是8個帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1〞后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口，管腳備選功能；P3.0RXD〔串行輸入口〕；P3.1TXD〔串行輸出口〕；P3.2/INT0〔外部中斷0〕；P3.3/INT1〔外部中斷1〕；P3.4T0〔計時器0外部輸入〕；P3.5T1〔計時器1外部輸入〕；P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器寫功能選通〕；P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器讀功能選通〕；RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，保持RST腳兩個機器周期的高電平時間；ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效；PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指令期間，每個機器周期兩/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端口保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕；XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入；XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.289C51的外部管腳封裝在硬件電路的實際連接中需要了解89C51的封裝管腳，我們在實際電路中一般采用的是PDIP(40pin)的雙排插封裝型號。如下列圖所示：圖89C52的實物圖封裝管腳圖如下：圖封裝管腳圖3.2單片機最小系統(tǒng)電路設(shè)計89C52單片機在工作的時候，對于整個主控芯片而言有一個工作最小系統(tǒng)電路，這個電路包括單片機時鐘電路和單片機復(fù)位電路。3.2.1單片機時鐘電路單片機工作的時間基準(zhǔn)是由時鐘電路提供的。在單片機的XTAL1和XTAL2這兩個管腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機的時鐘電路。電路中電容C1和C2對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍為〔20—40〕pF。晶振是給單片機提供工作信號脈沖的，這個脈沖就是單片機的工作速度，比方12MHZ晶振。單片機工作速度就是每秒12M和電腦的CPU概念一樣。當(dāng)然.單片機的工作頻率是有范圍的不能太大，一般是到24MHZ就不上去了，所以本次設(shè)計使用的晶振選用12MHz的。時鐘電路如下列圖所示：時鐘電路3.2.2復(fù)位電路單片機的RST管腳為主機提供一個外部復(fù)位的信號輸入端口。復(fù)位電平是高電平有效，高電平持續(xù)的時間是應(yīng)為2個機器周期以上。單片機的復(fù)位方式有上電復(fù)位和手工復(fù)位兩種。下列圖所示是51系列單片機常用的上電復(fù)位和手工復(fù)位組合電路，只要電源上升時間不超過1ms，它們都能很好的工作。復(fù)位以后，單片機內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)。復(fù)位電路3.3ADC0809轉(zhuǎn)換芯片介紹當(dāng)空氣中含有天然氣濃度范圍到達(dá)爆炸危險的混合物，與火源接觸時，即形成爆炸。天然氣濃度范圍稱為天然氣爆炸濃度極限，天然氣爆炸濃度極限為5%-15%。需要測試的甲烷、天然氣濃度范圍為300to10000ppm。而ADC0809其檢測精度為5/28根據(jù)上述檢測濃度，選擇8位的ADC0809作為A／D轉(zhuǎn)換芯片足可滿足要求。ADC0809是CMOS的8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近原理進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)有模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換兩大局部，可對8路0～5V的輸入模擬電壓信號分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。模擬多路開關(guān)由8路模擬開關(guān)和3位地址鎖存譯碼器組成，可選通8路模擬輸入中的任何一路，地址鎖存信號ALE將3位地址信號ADDA、ADDB、ADDC進(jìn)行鎖存，然后由譯碼電路選通其中的一路，被選中的通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換局部包括比擬器、逐次逼近存放器〔SAR〕、256R電阻網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、控制與時序電路等。另外ADC0809輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到CPU數(shù)據(jù)總線上。在實時控制與實時檢測系統(tǒng)中，被控制與被測量的電路往往是幾路或幾十路，對這些電路的參數(shù)進(jìn)行模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換時，常采用公共的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。因此，對各路進(jìn)行轉(zhuǎn)換是分時進(jìn)行的。此時，必須輪流切換各被測電路與模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路之間的通道，以到達(dá)分時切換的功能。首先輸入地址選擇信號，在ALE信號作用下，地址信號被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號，選中一路模擬量輸入。然后輸入啟動轉(zhuǎn)換控制信號START〔不小于100ns〕，啟動A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)送三態(tài)門鎖存，同時發(fā)出EOC信號，在允許輸出信號控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)總線。3.3.1管腳介紹下列圖3.3.1為ADC0809的管腳：圖3.3.1ADC0809的管腳ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如下圖。下面說明各引腳功能；IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端；2-1～2-8：8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，通道選擇如下表：表3.3.1CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ALE：地址鎖存允許信號輸入，高電平有效；START：A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖〔至少100ns寬〕使其啟動〔脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換〕；EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平〔轉(zhuǎn)換期間一直為低電平〕；OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能翻開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。3.3.2管腳封裝在實際焊接電路中采用的ADC0809芯片是雙排28管腳封裝的，其實物如下列圖3.2.2所示：圖ADC0809芯片封裝引腳圖如下：圖封裝引腳圖3.4ADC0809的局部電路首先ADC0809的工作過程如下：輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比擬器。START上升沿將逐次逼近存放器復(fù)位。START下降沿將啟動A／D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門翻開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式?！?〕定時傳送方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機共64個機器周期。可據(jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?！?〕查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由說明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。〔3〕中斷方式將說明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號〔EOC〕作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。ADC0809與單片機的連接電路如下：圖3.4ADC0809與單片機的連接電路3.5MQ-4傳感器介紹MQ-4傳感器對甲烷、天然氣有很高的靈敏度，對乙醇、煙霧的靈敏度很低，具有快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。而且具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性，驅(qū)動電路簡單。主要用于家庭，工業(yè)的甲烷，天然氣的探測裝置。3.5.1傳感器的規(guī)格表3.1標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Vc回路電壓≤15VACorDCVH加熱電壓5.0V±0.2VACorDCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻31Ω±3Ω室溫PH加熱功耗≤900mWB.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℃-50℃Tas儲存溫度-20℃-70℃Rh相對濕度小于95%RhO2氧氣濃度21%(標(biāo)準(zhǔn)條件)氧氣濃度會影響靈敏度特性最小值大于２％表3.2靈敏度特性符號參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)備注Rs敏感體外表電阻10KΩ-60KΩ(5000ppmCH4)適用范圍：300-10000ppm甲烷，天然氣。α(1000ppm/5000ppmCH4)濃度斜率≤0.6標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20℃±2℃Vc:5.0V±0.1V相對濕度：65%±5%Vh:5.0V±0.1V預(yù)熱時間不少于24小時表3.3結(jié)構(gòu)，外形，測試電路部件材料1氣體敏感層二氧化錫2電極金〔Au〕3測量電極引線鉑〔Pt〕4加熱器鎳鉻合金〔Ni-Cr〕5陶瓷管三氧化二鋁6防爆網(wǎng)100目雙層不〔SUB316〕7卡環(huán)鍍鎳銅材〔Ni-Cu〕8基座膠木9針狀管腳鍍鎳銅材〔Ni-Cu〕圖圖3.5.1傳感器圖結(jié)構(gòu)AMQ-4氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖1所示(結(jié)構(gòu)A或B),由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個用于信號取出，２個用于提供加熱電流。E.靈敏度特性曲線MQ-4型氣敏元件的靈敏度特性圖3.5.2給出了MQ-4型氣敏元件的靈敏度特性。其中：溫度：20℃，相對濕度：65%，氧氣濃度：21%，RL=20kΩ，Rs：元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值不同。R0:元件在潔凈空氣中的電阻值。圖圖MQ-4型元件溫濕度特性圖給出了MQ-4型氣敏元件的溫濕度特性。Ro:20℃，33%RH條件下，1000ppm甲烷中元件電阻。Rs:不同溫度，濕度下，1000ppm甲烷中元件電阻。.靈敏度調(diào)整：MQ-4型氣敏元件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。我們建議您用5000ppm甲烷校準(zhǔn)傳感器。當(dāng)精確測量時，報警點的設(shè)定應(yīng)考慮溫濕度的影響。3.5.2傳感器的測量電路測量電路如下圖。圖.圖.3.5.4測量電路3.6液晶顯示電路本設(shè)計選用液晶顯示模塊TC1602來顯示垃圾填埋場現(xiàn)場氣體實時監(jiān)控。為了更好的說明，以下是1602的芯片說明。TC1602A是一種16字×2行的字符型液晶顯示模塊，其顯示面積為64.5*13.8mm2。3.6.1TC1602A的引腳功能TC1602A的引腳排列如下列圖所示，它有16個引腳可與外界相連，各引腳功能如下：LCD1602VSSVDDVORSRWED0D1D2D3D4D5D6D7AK1腳VSS：接地；2腳Vdd：接＋5V電源；3腳VO：比照度調(diào)整端，LCD驅(qū)動電壓范圍為Vdd～VO。當(dāng)VO接地時，比照度最強；4腳RS：存放器選擇端，RS為0時，選擇命令存放器IR；RS為1時，選擇數(shù)據(jù)存放器DR；5腳：讀寫控制端，為1時，選擇讀出；為0時，那么選擇寫入；6腳Enable：使能控制端，Enable為1時，使能；Enable為0，禁止；E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令；7腳～14腳D0～D7：數(shù)據(jù)總線；15腳LED＋：背景光源，接＋5V；16腳LED－：背景光源，接地。3.6.2TC1602的控制指令TC1602A的控制指令共11條，其中9條是針對命令存放器IR的，另外2條是針對數(shù)據(jù)存放器DR的，具體指令如表3.2所列。需要說明的是：表中＊表示可以為0或1，表中的相關(guān)命令字設(shè)置如下：I/D:1-增量方式，0-減量方式；S:1-不移動，0-移動；D:1-顯示，0-不顯示；C:1-顯示光標(biāo)，0-不顯示光標(biāo)；B:1-光標(biāo)閃爍，0-光標(biāo)不閃爍；S/C:1-顯示器位移，0-光標(biāo)位移；D/L:1-右移，0-左移；DL:1-8bit，4-4bit；N:1-2行，0-1行；F:1-5*10字型，0-5*7字型；BF:1-正在執(zhí)行內(nèi)部操作，0-可接收指令。表3.4TC1602A的指令表指令指令碼說明執(zhí)行周期RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清屏00000000011.64us光標(biāo)返回000000001*光標(biāo)回到顯示器的左上方1.64us輸入方式00000001I/DS是否移動及移動方向40us顯示器開關(guān)控制0000001R/LCBD:顯示，C:光標(biāo)，B:光標(biāo)閃爍40us移位000001S/C**移動光標(biāo)及整體顯示40us功能設(shè)置00001DLN**DL:數(shù)據(jù)位數(shù)，L:行數(shù)，F(xiàn):字型40usCGRAM地址設(shè)置0001AddressofCGRAM設(shè)置CGRAM的地址40usDDRAM地址設(shè)置001AddressofDDRAM設(shè)置DDRAM的地址40us忙標(biāo)志/讀地址計數(shù)器01BF地址計數(shù)器〔AC)之值讀出忙標(biāo)志位BF和AC值0CGRAM/DDRAM數(shù)據(jù)寫10寫數(shù)據(jù)將內(nèi)容寫入RAM40usCGRAM/DDRAM數(shù)據(jù)讀11讀數(shù)據(jù)將內(nèi)容從RAM讀出40us3.6.3LCD的連接電路電信號經(jīng)調(diào)理電路后輸出給單片機的A／D轉(zhuǎn)換端口，經(jīng)計算和處理后以ppm顯示在液晶顯示模塊TCl602A上面。其與單片機連接電路如下列圖所示：連接電路3.7聲光報警電路光報警電路在單片機P3口的控制下，可以根據(jù)不同情況發(fā)出不同的光報警信號。由單片機的P3.3和P3.4控制可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)正常濃度時P3.3控制的燈亮，當(dāng)濃度超標(biāo)時，P3.4控制的燈亮，進(jìn)行報警。同理聲音報警電路也是在單片機的P3口控制下，當(dāng)濃度超標(biāo)時，P3.5控制的蜂鳴器鳴響，進(jìn)行報警。如下列圖3.7所示：圖3.7.1光報警電路圖3.7.2蜂鳴器電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)總體軟件設(shè)計流程系統(tǒng)復(fù)位后，首先進(jìn)行定時器初始化，液晶模塊初始化，串行口初始化。然后啟動A/D轉(zhuǎn)換通道，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，重新標(biāo)度變換，并且保存數(shù)值結(jié)果。如果接收到上位機發(fā)來的信號，就將對應(yīng)的濃度值傳送給上位機進(jìn)行后續(xù)處理，其具體系統(tǒng)設(shè)計流程見下列圖：開始開始定時器初始化，液晶初始化定時器初始化，液晶初始化啟動啟動0A/D轉(zhuǎn)換，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，標(biāo)度變換，保存數(shù)值在液晶上顯示當(dāng)前濃度在液晶上顯示當(dāng)前濃度對應(yīng)的報警燈亮判斷濃度是否超標(biāo)對應(yīng)的報警燈亮判斷濃度是否超標(biāo)是否圖4.1系統(tǒng)設(shè)計流程圖4.2軟件開發(fā)工具的介紹本次垃圾填埋場有害氣體檢測系統(tǒng)設(shè)計的軟件局部是基于軟件開發(fā)工具KEILC實現(xiàn)的。KEILC51是美國KEILSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。KEIL提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境〔uVision〕將這些局部組合在一起。運行KEIL軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。KEIL公司是一家業(yè)界領(lǐng)先的微控制器〔MCU〕軟件開發(fā)工具的獨立供給商。KEIL公司由兩家私人公司聯(lián)合運營，分別是德國慕尼黑的KEILElektronikGmbH和美國德克薩斯的KEILSoftwareInc。KEIL公司制造和銷售種類廣泛的開發(fā)工具，包括ANSIC編譯器、宏匯編程序、調(diào)試器、連接器、庫管理器、固件和實時操作系統(tǒng)核心(real-timekernel)。有超過10萬名微控制器開發(fā)人員在使用這種得到業(yè)界認(rèn)可的解決方案。其KEILC51編譯器自1988年引入市場以來成為事實上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并支持超過500種8051變種。KEIL公司在2007年被ARM公司收購。其兩家公司分別更名為ARMGermanyGmbH和ARMInc和。KEIL公司首席執(zhí)行官ReinhardKEIL表示：“作為ARMConnectedCommunity中的一員，KEIL和ARM保持著長期的良好關(guān)系。通過這次收購，我們將能更好地向高速開展的32位微控制器市場提供完整的解決方案，同時繼續(xù)在uVision環(huán)境下支持我們的8051和C16x編譯器。〞4.2.1KEIL系統(tǒng)概述KEILC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KEILC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達(dá)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹KEILC51開發(fā)系統(tǒng)各局部功能和使用。1.KEILC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)立生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。2.KEILC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)優(yōu)點：〔1〕KEILC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達(dá)高級語言的優(yōu)勢?！?〕與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KEILC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，如下列圖4.3。圖4.2.1KEIL操作界面5檢測系統(tǒng)電路的仿真5.1軟件仿真本次仿真采用PROTEUS軟件進(jìn)行電路局部仿真。Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件〔該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)〕。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2023年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、KEIL和MPLAB等多種編譯器Proteus軟件具有其它EDA工具軟件〔例：multisim〕的功能。這些功能是：原理布圖，PCB自動或人工布線，SPICE電路仿真。5.1.1PROTEUS軟件與KEIL軟件的聯(lián)調(diào)嵌入式大多都會使用Proteus來仿真，每次都先用KEIL把程序編譯好才加載到Isis中的，現(xiàn)在可以將Proteus與KEIL聯(lián)機結(jié)合起來調(diào)試下載dm51.dll，把它拷貝到你KEIL的安裝目錄下路徑是X:\KEIL\c51\bin\。然后修改KEIL的tools.ini文件了，tools.ini文件就在KEIL安裝文件夾下，在[c51]那欄添加TDRV0=BIN\VDM51.DLL("PROTEUSVSMMONITOR51DRIVER")。然后就可以運行KEIL。現(xiàn)在設(shè)置ISIS，中文版就是選中：調(diào)試\使用遠(yuǎn)程調(diào)試監(jiān)控。然后翻開KEIL軟件中的工程，設(shè)置optionfor‘Target1’，在debug一項中選擇ProteusDebug，即完成了聯(lián)調(diào)的設(shè)置。設(shè)置完成后第一次的程序下載方式，如下列圖所示：圖5.1.1調(diào)試程序圖5.1.2軟件仿真過程A/D轉(zhuǎn)換仿真圖，由于Proteus里沒有傳感器模型，所以用一個0-5V直流電壓表接滑動變阻器代替?zhèn)鞲衅鞯?-5V的電壓的輸出，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換過程的仿真，下面是調(diào)節(jié)調(diào)動變阻器時，A/D轉(zhuǎn)換得到的不同值，存在微小的誤差。下列圖所顯示的電路仿真是濃度正常的仿真：.1電路仿真圖當(dāng)電路進(jìn)行報警時的電路：.2報警電路圖5.2硬件實物圖實際電路檢測正常時：實際電路圖實際電路檢測報警時：電路報警圖6.總結(jié)本次設(shè)計實現(xiàn)對可燃?xì)怏w的檢測的目的，以89C52單片機為重要控制芯片，通過MQ-4傳感器對天然氣濃度進(jìn)行采集，然后經(jīng)過AD數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，送入單片機。整個設(shè)計中包括了傳感器調(diào)理電路，ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，LCD1602液晶顯示電路，單片機最小系統(tǒng)電路。在設(shè)計開始時，先使用Proteus軟件進(jìn)行硬件電路設(shè)計。完成了硬件設(shè)計后，對單片機和ADC轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行軟件編程。在仿真時，由于Proteus軟件中沒有對應(yīng)的MQ-4傳感器模塊，采用0-5V的電源模擬傳感器的輸入。仿真通過后，開始實際電路的搭構(gòu)。本系統(tǒng)使用面向?qū)ο蟮木幊蘇EIL和PROTEUS進(jìn)行設(shè)計,解決了傳感信號放大，解決模擬信號的轉(zhuǎn)換問題，完成了系統(tǒng)的綜合測試。該系統(tǒng)采用常見的應(yīng)用電路，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，根本實現(xiàn)了對可燃?xì)怏w的檢測，但是檢測精度不高。日后需要在此電路的根底上進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高檢測精度，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)更好的功能。致謝本論文是在孫海珺老師的悉心指導(dǎo)下完成的。孫老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了根本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。我的畢業(yè)課題是室內(nèi)空氣可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)的設(shè)計，是一個實際的小工程。作為一個本科生，我對實際的工程設(shè)計認(rèn)識不夠，經(jīng)驗缺乏，難免在設(shè)計的整體框架中，有很多的細(xì)節(jié)沒有考慮。我們的指導(dǎo)老師孫老師并沒有指責(zé)，而是給予我們鼓勵和很多珍貴的建議，并且悉心引導(dǎo)，給予我一個比擬清晰的設(shè)計思路。我們沿著這條經(jīng)驗之路，不斷地嘗試摸索，慢慢地也掌握了設(shè)計的根本流程和思考的方法。我們遇到了很多的難題，比方硬件器件的選擇，功能的實現(xiàn)等。然而這樣的問題并不是我一個能所能解決的，幸運的是有我們的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和小組伙伴的全心幫助，所以一個個看似復(fù)雜的問題便迎刃而解。最后我還要再次深深地感謝孫海珺老師，正是基于孫老師的悉心指點和大家的全心的幫助，我才能比擬順利地完成畢業(yè)設(shè)計。謝謝你們！參考文獻(xiàn)何立民.MCS-51系列單片機應(yīng)用設(shè)計[M].系統(tǒng)配置與接口技術(shù).郭強．液晶顯示應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000年．新民.智能儀器原理及設(shè)計[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995.華成英,童詩白.模擬電子技術(shù)根底第三版[M].北京:高等教育出版社,2004.4.馬忠梅等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1997李剛,林凌,王焱.新概念單片機教程[M].天津大學(xué)出版社,2004.彭愛華.單片機高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京工業(yè)出版社，1999.何立民.MCS-51系列單片機應(yīng)用設(shè)計[M].系統(tǒng)配置與接口技術(shù).吳運昌.模擬集成電路原理與應(yīng)用[M].華南理工大學(xué)出版社,1995.康華光.電子技術(shù)根底[M].高教出版社2023.夏繼強.單片機實驗與實踐教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2001.R.C.etal.DynamicMulti-sensorDataFusionSystemforIntelligentRoboticsandAutomation[M],1998.徐惠民,安德寧單片微型計算機原理接口與應(yīng)用[M].北京郵電大學(xué)出版社,1996.陳堅，李曦，黃櫻51單片機最極小化應(yīng)用系統(tǒng)的Proteus仿真[J].電腦知識與技術(shù)，2023〔18〕.董軍.堂張玉.強陳晨.單片機編程能力培養(yǎng)工程設(shè)計硬件局部[J].價值工程,2023,30(15).田立,馬鳴鶴.51系列單片機開發(fā)實例精解[M].北京:中國電力出版社,2023:129-133.R.Bayindir,H.Ates.Low-costandhighsensitivelymicrocontrollerbasedcontrolunitforafrictionweldingmachine[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology.2007,189(1-3).RobertCravotta.Customizablemicrocontroller,USD7.5,000NREcoststarget10,000-un