【基于單片機(jī)的多功能窗安全鎖定裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)13000字（論文）】

基于單片機(jī)的多功能窗安全鎖定裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要窗戶是每家每戶都需要的結(jié)構(gòu)，目前常規(guī)的窗戶結(jié)構(gòu)仍然是采用手工進(jìn)行關(guān)閉窗子。隨著高樓大廈以及智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，窗戶的結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生了變化。目前比較常見的聲控窗、光控窗、智能控制窗也在不斷的發(fā)展。目前的智能控制窗大部分是通過平開式進(jìn)行控制的，而目前采用推拉式的多功能窗的結(jié)構(gòu)較少，該結(jié)構(gòu)占據(jù)更少的空間，是未來發(fā)展的重要方向。本文完成多功能窗安全鎖定裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先針對目前常見的門窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型與確定，使其能夠滿足結(jié)構(gòu)的要求，并且完成相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)與校核，并且完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過控制系統(tǒng)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。并且完成了硬件系統(tǒng)如電路圖、I/O輸入輸出等線路圖，對其設(shè)計(jì)流程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)與說明，完成本文的全部設(shè)計(jì)內(nèi)容使其符合要求。關(guān)鍵詞：多功能窗；安全鎖定；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；單片機(jī)；流程圖目錄TOC\o"1-3"\h\u5539摘要 124029Abstract 217086第一章緒論 521071.1本課題研究的目的與意義 5130761.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢 5128721.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 582891.2.2國外研究現(xiàn)狀 646451.3本課題主要研究內(nèi)容 719231第二章總體方案的確定 8281742.1設(shè)計(jì)原則 8290832.2相關(guān)方案的比較 8245982.3最終方案確定 1211950第三章重要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型 1393413.1電機(jī)選型 13202823.2選擇同步帶直徑Φ和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m 14224563.3計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號 1523700第四章基于軟件建模與出圖 1624774.1三維軟件簡介 16192704.2零件圖的三維建模 16307164.3裝配體的三維建模 17309224.4二維轉(zhuǎn)給圖的繪制 183904第五章基于單片機(jī)控制設(shè)計(jì) 20143805.1總體設(shè)計(jì)方案 2050415.2煙霧傳感器的選型 20278315.2.1煙霧傳感器介紹 2050135.2.2MC101型煙霧傳感器的特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo) 22274195.3煙霧報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 2367425.4多功能窗的功能 24237265.4多功能窗的主要技術(shù)指標(biāo) 2544145.5多功能窗硬件設(shè)計(jì) 26321755.6多功能窗硬件電路設(shè)計(jì) 27253885.6.1信號采集及前置信號放大電路 2758175.6.2聲光報(bào)警電路 27252695.6.3數(shù)碼管顯示電路 28211975.6.4鍵盤控制與模式切換控制電路 29119205.6.5安全控制裝置電路 30242135.6.6直流穩(wěn)壓電源電路 31282345.7基于單片機(jī)的多功能窗硬件總電路 3125294第六章多功能窗軟件設(shè)計(jì) 32208726.1STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開發(fā)工具 32151016.2多功能窗軟件流程及設(shè)計(jì) 32200646.2.1主程序設(shè)計(jì)及流程圖 3248316.2.2主程序初始化設(shè)計(jì)及流程圖 33162846.2.3數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì) 34102846.2.4外部中斷0程序設(shè)計(jì)及流程圖 35189056.2.5T0中斷程序設(shè)計(jì)及流程圖 3670796.2.6ADC中斷程序設(shè)計(jì)及流程圖 37263436.3多功能窗標(biāo)定 3821405第七章總結(jié)與展望 4017195參考文獻(xiàn) 42

第一章緒論1.1本課題研究的目的與意義技術(shù)的發(fā)展帶來科技的進(jìn)步。窗戶是每家每戶都需要的結(jié)構(gòu)，目前常規(guī)的窗戶結(jié)構(gòu)仍然是采用手工進(jìn)行關(guān)閉窗子。隨著高樓大廈以及智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，窗戶的結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生了變化。目前比較常見的聲控窗、光控窗、智能控制窗也在不斷的發(fā)展。目前的智能控制窗大部分是通過平開式進(jìn)行控制的，而目前采用推拉式的多功能窗的結(jié)構(gòu)較少，該結(jié)構(gòu)占據(jù)更少的空間，是未來發(fā)展的重要方向。經(jīng)過文獻(xiàn)以及相關(guān)資料的了解，門窗大部分采用的材質(zhì)是鋁合金以及鋼化玻璃。窗的結(jié)構(gòu)基本上是延續(xù)20年前的設(shè)計(jì)規(guī)范，使用機(jī)械門窗是門前部分家庭的首選。在技術(shù)和成本不斷下降的現(xiàn)在，智能多功能窗也已經(jīng)逐漸的進(jìn)入大千家百戶里面了?？梢哉f在未來的社會之中，多功能窗將會成為主體部分。本文通過設(shè)計(jì)一款多功能窗安全鎖定裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)使其能夠?qū)崿F(xiàn)鎖定的目的，并且對其控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于大學(xué)所學(xué)的知識能夠有所了解以及深入研究，本文對我以后的工作起到重要的作用。可見本文研究的意義十分的重大。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀如圖所示，是我國一款比較常見的門窗，基本上結(jié)構(gòu)采用的是鋁合金材質(zhì)。從目前來看，大概80%以上的門窗會選擇該類型。目前的智能窗如下圖所示，在使用的過程之中，門窗容易出現(xiàn)卡頓或者其余的使用問題，導(dǎo)致使用效率低，安裝用戶少。目前部分問題出現(xiàn)的是鉸鏈卡頓。邊框變形，門鎖容易損壞等問題。圖1-1國內(nèi)窗戶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它的優(yōu)勢十分的明顯，即能夠?qū)崿F(xiàn)更大面積的開窗作業(yè)。不過在使用的過程之中，由于面積太大，導(dǎo)致門窗在伸縮的過程之中，容易在中間部分卡死，且清洗的時(shí)候容易，容易對設(shè)備造成損失。1.2.2國外研究現(xiàn)狀國外的多功能窗也已經(jīng)得到了普遍的使用，很多國家都根據(jù)自己的情況，開發(fā)出符合人們生活習(xí)慣的多功能窗結(jié)構(gòu)，且得到了部分的應(yīng)用。最早研究多功能窗結(jié)構(gòu)的企業(yè)是MINGARDI，其多功能窗的主要通過推桿進(jìn)行控制，穩(wěn)定性好，推力穩(wěn)定等優(yōu)勢。是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的一家多功能窗生產(chǎn)企業(yè)、DFMEIAC采用的開窗結(jié)構(gòu)是齒條式，英國SDFSE公司研發(fā)出智能門窗，能夠?qū)崟r(shí)感應(yīng)到空氣流動狀況，實(shí)現(xiàn)智能開窗的目的。另外部分企業(yè)通過研究透光率能夠自動調(diào)整門窗結(jié)構(gòu)。使其能夠更加舒適的生活目的。且有企業(yè)研發(fā)處傳感器，能夠感應(yīng)出門的開合情況，人們只需要遠(yuǎn)程用手指即可以操作門窗的控制目的。

隨著技術(shù)的不斷提升，特別是控制以及傳感器方面，那么隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的多功能窗行業(yè)發(fā)展也將會迎來發(fā)展的高峰期。其主要的發(fā)展趨勢包含以下幾個(gè)方面：1、自動化高度集成，控制以及傳感器方面技術(shù)的不斷深入發(fā)展，必將減少人的參與，或者降低勞動強(qiáng)度，保證安全推進(jìn)；2、使用壽命將越來越高，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原來越合理，發(fā)展越來越好。3、價(jià)格越來越低，設(shè)計(jì)人員的技術(shù)在不斷積累，多功能窗設(shè)計(jì)將越來越通用化，。1.3本課題主要研究內(nèi)容課題中在研究時(shí)首先需要根據(jù)多功能窗安全鎖定裝置的工藝要求來對其工藝流程和工藝方案進(jìn)行制定，并完成目前已有的方案分析與對比，最終確定設(shè)計(jì)方案，通過三維建模軟件完成對設(shè)計(jì)方案的建模，設(shè)計(jì)方案中的控制系統(tǒng)部分使用單片機(jī)來完成，因此本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：（1）緒論章節(jié)部分，介紹多功能窗的重要作用以及未來的發(fā)展方向；（2）分析討論幾種設(shè)計(jì)方案，確定最終的設(shè)計(jì)方案；（3）通過三維建模軟件完成對設(shè)計(jì)方案的建模，并對多功能窗的零部件進(jìn)行分析；（4）利用單片機(jī)系統(tǒng)完成多功能窗的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并保證多功能窗具有鹽霧檢測功能。完成設(shè)計(jì)全部內(nèi)容的撰寫。

第二章總體方案的確定2.1設(shè)計(jì)原則本文設(shè)計(jì)的多功能窗主要在結(jié)構(gòu)以及控制方面有著以下的特點(diǎn)：能夠保證設(shè)備使用的安全可靠，在使用的過程之中，不會因?yàn)槭褂脤?dǎo)致的設(shè)備問題導(dǎo)致的門窗損壞問題，所以對其穩(wěn)定性要求很高，另外針對高空情況下，需要確保鋼化玻璃不會損壞從而導(dǎo)致高空墜物；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，目前的很多場所都是較小的空間內(nèi)，如果門窗的占地面積過大的話，將會導(dǎo)致門窗使用受限，人們不會考慮采購這種門窗；電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，載荷低，保證使用過程之中不會出現(xiàn)問題。本文設(shè)計(jì)的多功能窗考慮到實(shí)際情況，本文主要用于家庭的燃?xì)鈭龊?，能夠通過該設(shè)備對燃?xì)膺M(jìn)行檢測，然后實(shí)現(xiàn)對燃?xì)鈾z測、自動開啟門窗，保護(hù)人們的使用安全，提高人們使用安全性能。2.2方案對比方案一：參考國內(nèi)外窗戶的情況后，設(shè)計(jì)出多功能窗的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，該設(shè)計(jì)方案的多功能窗主要由鉸鏈機(jī)構(gòu)、滑輪、軌道、電動機(jī)、齒輪齒條組成。該設(shè)計(jì)方案的折疊窗優(yōu)點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)比較簡單，易于操作，手工才做即可。缺點(diǎn)在于該設(shè)計(jì)方案的多功能窗在滑動的過程中產(chǎn)生的摩擦力較大，推動時(shí)需要很大的推力。如果采用電控的方式來實(shí)現(xiàn)窗戶的關(guān)、閉開合搞設(shè)計(jì)方案的多功能窗戶易于出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，一旦卡死，窗戶的結(jié)構(gòu)將受到很大的破壞。再加上，如果該設(shè)計(jì)方案的窗數(shù)較大的話，不僅占用到室內(nèi)的環(huán)境，而且窗戶也不便于清洗。圖2-1多功能窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案二：方案二是在方案一的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，重新設(shè)計(jì)窗戶的結(jié)構(gòu)。方案二多功能窗戶設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于每一塊窗戶的都是各自獨(dú)立的，不會出現(xiàn)方案一中出現(xiàn)的卡死的現(xiàn)象。由于每一塊窗戶都可以繞著旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一定的角度，這既便與人工來操作，也便于對窗戶的清潔，相比方案一的設(shè)計(jì)，也可以省出一半的室內(nèi)空間。圖（b）圖圖2-2多功能窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案三：如圖2-3所示，在窗戶的底部有兩個(gè)滾輪的設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)的好處是這兩個(gè)滾輪相當(dāng)于兩個(gè)支撐點(diǎn)，能夠承受窗戶的力比較均勻，比較穩(wěn)定可靠。在軌道末端設(shè)有拐角，可以使窗戶的直線滑動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。圖（b）圖圖2-3家庭折疊窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案四：方案四也是在方案一的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)了多功能窗的軌道以及傳動系統(tǒng)，如圖2-4（a）、（b）、（c）圖所示。這樣設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)在于既可以實(shí)現(xiàn)多功能窗的直線運(yùn)動，也可以實(shí)現(xiàn)多功能窗的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，設(shè)計(jì)方案中的傳動系統(tǒng)主要有電動機(jī)、齒輪、軸承等部件等組成。圖（b）圖（c）圖圖2-4家庭結(jié)構(gòu)窗軌道設(shè)計(jì)及傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案五：方案五的設(shè)計(jì)初衷是保證到功能窗的直線運(yùn)動與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之間互不干涉，多功能窗直線運(yùn)動的時(shí)候，就不需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，就不需要直線運(yùn)動。為此設(shè)計(jì)兩種設(shè)計(jì)方案。第一種方案設(shè)計(jì)如圖2-5（a）所示，借助齒型帶側(cè)方結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)齒型帶與齒輪的嚙合、脫離。第二種設(shè)計(jì)方案如圖2-5（b）所示，在主軸上安置可伸縮撥叉，利用可伸縮撥叉的可伸縮特性實(shí)現(xiàn)齒型帶與齒輪的嚙合、脫離。（a）圖（b）圖圖2-5齒型帶的偏移和自制撥叉撥動齒輪方案六：如圖2-6所示，設(shè)計(jì)的家庭折疊窗的設(shè)計(jì)，通過電機(jī)帶動圓盤轉(zhuǎn)動，使得小關(guān)節(jié)能夠移動從而是的支柱轉(zhuǎn)動，完成窗戶的在直線移動的同時(shí)，完成旋轉(zhuǎn)的動作。這樣完成折疊的動作。同時(shí)可以采用幾個(gè)窗戶相互連接的方式，真正達(dá)到簡單易用的效果,即可節(jié)省所占據(jù)的空間，又方便使用圖2-6多功能窗設(shè)計(jì)2.3最終方案確定根據(jù)前面的幾個(gè)方案，綜合考慮最后決定折疊窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇方案二如圖2-2所示，它的優(yōu)點(diǎn)是每扇窗戶都是獨(dú)立存在的，不會容易出現(xiàn)方案一的“卡死”現(xiàn)象。軌道設(shè)計(jì)及傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇方案三如圖2-3所示，方案三的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)窗戶的直線運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并保證兩種運(yùn)動之間的相互獨(dú)立性，穩(wěn)定可靠。為了使直線往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動互不干涉，選擇方案四的（b）圖如圖2-4所示，利用自制撥叉結(jié)構(gòu)撥動齒輪，將齒型帶與齒輪脫離嚙合，當(dāng)兩者之間嚙合時(shí)，此時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；當(dāng)兩者之間脫離時(shí)，則實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動。而方案2-6所示的家庭折疊窗使用一個(gè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)窗戶在開啟的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

重要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型3.1電機(jī)選型做水平直線往復(fù)運(yùn)動時(shí)，運(yùn)動的最大行程L為2000mm，往復(fù)直線運(yùn)動的周期T為4s，定位的誤差精度小于0.05mm。多功能窗的設(shè)計(jì)重量記為M=10kg。接下來開始選擇電動機(jī)的型號以及同步帶輪的直徑等相關(guān)參數(shù)。水平直線運(yùn)動的平均速度：假設(shè)電動機(jī)的加速時(shí)間為0.1S；電動機(jī)的速度與直線關(guān)系見下圖：因此有：L＝0.1′Vmax/2＋1.8′Vmax+0.1′Vmax/2＝0.4m所以：Vmax＝0.4/（0.2/2＋1.8）＝0.211m/s電動機(jī)的加速度為：電動機(jī)加速產(chǎn)生的距離為：勻速運(yùn)動產(chǎn)生的距離為：因?yàn)闇p速、加速時(shí)間相，加速度相同，所以距離相同，即：。所以：根據(jù)牛頓第二定律可以知道同步帶上需要拉力為：F＝Ma+f，其中摩擦力的計(jì)算公式為：f＝mMg，這里假設(shè)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為m＝0.1，因此摩擦力為f＝0.1′10′9.8＝9.8N，所以同步帶需要的拉力為：F＝F1+f＝21.1＋9.8＝30.9N3.2選擇同步帶直徑Φ和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m這里首先假設(shè)同步帶的直徑Φ＝30mm，所以同步帶的周長C為3.14′Φ＝3.14′30＝94.2mm。校核定位精度計(jì)算公式：C/(360°/1.8′m)<0.05，滿足要求細(xì)分?jǐn)?shù)計(jì)算公式為：m>C/(200′0.05)=94.2/(200′0.05)=9.42校核最大轉(zhuǎn)速：nmax＝Vmax/C＝0.211/(94.2/1000)＝2.24r/s可以看出細(xì)分?jǐn)?shù)較大，而轉(zhuǎn)速較低，因此需要增加一處減速，如下圖所指示：第1級主動輪直徑?。害?＝25mm；這里的第2級主動輪直徑仍?。害?＝30mm；減速比這里取：i＝1：3；根據(jù)計(jì)算公式可以得出第1級從動輪直徑為Φ2=25*3=75mm。電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：驅(qū)動器細(xì)分?jǐn)?shù)為：，因此取4細(xì)分滿足要求。實(shí)際脈沖當(dāng)量：￡0.05mm，滿足定位誤差的要求。3.3計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號根據(jù)上文提到的減速比，則第2級主動輪上的力矩計(jì)算公式為：T2＝F′Φ3/2，而第1級主動輪上的力矩由于直接與電機(jī)相連接，所以即為電機(jī)軸的力矩：T1＝T2′i＝F′Φ3/2′i=0.155Nm。這里均是理想的情況下計(jì)算出的電機(jī)的力矩。還需要考慮到同步帶的傳遞效率、摩擦力等因素，我們這里取2為安全系數(shù)，所以需要電機(jī)的力矩為：To＝0.155′2＝0.310Nm查閱機(jī)械設(shè)計(jì)知識，可以得出選擇型號為57HS09的電動機(jī)即可，它的靜力矩為0.9Nm。和57HS09類似的電機(jī)矩頻特性圖如下：4細(xì)分：nmax＝6.72r/s=806r/min＝5374pps時(shí)，從上圖對應(yīng)的T＝35Ncm＝0.35Nm>0.310Nm，滿足要求。

第四章基于軟件建模與出圖4.1三維軟件簡介為了能夠更好地將設(shè)計(jì)尺寸，將相關(guān)的設(shè)計(jì)尺寸通過虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行建模，使得人們能夠更加方便簡單的觀察實(shí)物形狀，并可以實(shí)現(xiàn)三維仿真，及時(shí)的發(fā)展其中存在的問題，本文采用的三維建模軟件為SolidWorks，該軟件的三維建模十分的簡便，通過命令的查找，使用，在草圖中能夠十分方便的實(shí)現(xiàn)尺寸的確定。是工程機(jī)械之中不可或缺的三維建模軟件。且該軟件之中包含眾多的模塊，運(yùn)動仿真，力學(xué)分析流體力學(xué)，基本上涵蓋產(chǎn)品開發(fā)周期的方方面面。目前新推出的模塊還包含加工仿真，大大的提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度，且能夠?qū)崿F(xiàn)縮短開發(fā)周期。4.2零件圖的三維建模SolidWorks軟件之中進(jìn)行建模十分的方便簡潔，通過該軟件的草圖建模命令，繪制該零件的草圖，實(shí)現(xiàn)完全固定，然后通過拉伸或者旋轉(zhuǎn)。掃描等各種命令完成建模的目的。如下圖所示的結(jié)構(gòu)，就是通過這種方式進(jìn)行建模，較為簡單，且產(chǎn)品的實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣的好處就是能夠根據(jù)實(shí)際的尺寸進(jìn)行建模，可以十分方便的了解到問題的所在部分，為產(chǎn)品的改進(jìn)優(yōu)化提出改進(jìn)意見，另外針對常見的標(biāo)準(zhǔn)件，為了縮短建模所用的時(shí)間，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般都是通過查找標(biāo)準(zhǔn)件庫的命令完成的。通過直接拖放，并且選擇相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)件就會自動生成三維建模的標(biāo)準(zhǔn)件。另外一些常見的零部件設(shè)計(jì)也可以通過這種方式實(shí)現(xiàn)的。（a）圓盤模型（b）窗戶模型（c）旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)圖4-1多功能窗零部件模型4.3裝配體的三維建模三維軟件SolidWorks在進(jìn)行裝配的過程之中，通過按照實(shí)際的裝配順序進(jìn)行裝配即可，通過該軟件之中的同軸、距離、位置、平行等相關(guān)零部件進(jìn)行組合的目的。另外特別注意的是零件的自由度應(yīng)該和實(shí)際的產(chǎn)品所用的自由度保持高度一致，這樣做的好處是十分方便后期的運(yùn)動仿真，且可以通過運(yùn)動仿真，針對不合理的地方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，也方便模擬實(shí)際的裝配狀態(tài)。圖4-2多功能窗三維模型4.4二維轉(zhuǎn)給圖的繪制一般二維裝配圖采用的是cad查看，本文設(shè)計(jì)的尺寸具有一定的難度，所以在設(shè)計(jì)之初，采用三維建模的軟件通過投影、輔助視圖、剖視圖完成三維導(dǎo)出二維圖紙，可以自動生成明細(xì)表以及零部件的標(biāo)號，然后導(dǎo)出dwg格式，之后針對一些細(xì)節(jié)部分可以通過cad軟件進(jìn)行優(yōu)化，標(biāo)準(zhǔn)總體的結(jié)構(gòu)尺寸，并且針對配合處的尺寸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)。圖紙簡介明了。圖4-3多功能窗裝配圖

第五章基于單片機(jī)控制設(shè)計(jì)5.1總體設(shè)計(jì)方案社會在不斷地進(jìn)步和更新，人們也隨之越來越關(guān)注安全方面的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，絕大多數(shù)城市地下都安裝了煤氣管道，故用煤氣來生活的人數(shù)非常龐大。另外加上沼氣等新能源的使用，這些無疑不表明了安裝煙霧檢測多功能窗刻不容緩，而且這個(gè)安裝工程任務(wù)非常艱巨，它的市場非常大。為此，我們必須要設(shè)計(jì)出一款科學(xué)可行的煙霧檢測多功能窗，并且使用起來要簡單使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化的特性，來滿足人民生活和生產(chǎn)的需求。只要有燃?xì)獯嬖诘膱鏊?，不論是居家還是工業(yè)場所，安裝煙霧檢測多功能窗是大勢所趨，非常重要。它就好比是一個(gè)百事通，能夠提前覺察到災(zāi)情的信息，及時(shí)發(fā)出信號，傳遞給人們，讓人們提前預(yù)防和規(guī)避，給人們帶來了充分的準(zhǔn)備時(shí)間，有效減少損失，保護(hù)著他們的安全。在災(zāi)情的萌芽時(shí)期，能夠精確預(yù)知火情，馬上發(fā)出警報(bào)，有利于展開有序撤離，避免火災(zāi)的擴(kuò)大，迅速消滅火災(zāi)，保護(hù)人們的安全，減少他們的損失。為此，它的使用顯得非常有意義。5.2煙霧傳感器的選型它可以用來檢測很多種不同類型氣體濃度值，并將氣體的實(shí)時(shí)濃度變換成電信號，利用A/D轉(zhuǎn)換電路把模擬量切換為數(shù)值，接著傳輸給單片機(jī)，讓單片機(jī)來對數(shù)據(jù)做出應(yīng)對、判斷濃度是否超過限值，是否需要提前發(fā)出警報(bào)等。傳感器是煙霧檢測報(bào)警器中非常重要和關(guān)鍵的構(gòu)成部件，它可以用于收集相關(guān)信號。所以，設(shè)計(jì)出一種科學(xué)實(shí)用的傳感器十分緊要。5.2.1煙霧傳感器介紹1、煙霧傳感器的分類分成物理化學(xué)性質(zhì)煙霧傳感器、物理性質(zhì)煙霧傳感器、電化學(xué)性質(zhì)煙霧傳感器。2、煙霧傳感器應(yīng)滿足的基本條件要具有如下條件：針對要被檢測的煙霧，需具備很高的敏感性，可以高效地測出限值內(nèi)的煙霧含量；對接收到的相關(guān)信號反應(yīng)迅速，重現(xiàn)性高；（3）能夠持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，性能平穩(wěn)固定；（4）可以使用的年限久；（5）研制投入少，操作和維修便捷。3、常見的煙霧傳感器簡介接觸燃燒式氣體傳感器有兩種品種，第一種是直接接觸燃燒式傳感器，第二種是催化接觸燃燒式傳感器。其工作大致流程：首先把氣敏材質(zhì)通上電，那些能燃燒的氣體在相關(guān)條件下氧化，達(dá)到著火點(diǎn)燒起來或者在催化條件下氧化達(dá)到著火點(diǎn)燒起來，進(jìn)而形成了大量熱量，促進(jìn)電熱絲溫度增加，導(dǎo)致電阻值改變，電阻值的不同直接顯現(xiàn)了氣體容積的改變?？墒撬贿m用于那些可以燃燒的氣體，不能適用于不燃性氣體。如：Pt絲表面加上合適活性催化劑，有廣譜性能，可測試各類可燃?xì)怏w。接觸燃燒式氣體傳感器性能很平穩(wěn)，可以對爆炸下限的很多可以燃燒的氣體展開測試，在很多地方都能夠頻繁使用，實(shí)施測試和及時(shí)發(fā)出警報(bào)，如石油化工區(qū)、船舶業(yè)、煤礦區(qū)、洗澡室、廚房等。MC101型催化元件也是按照催化燃燒體系來進(jìn)行的，它是通過測試元件及彌補(bǔ)元件搭配，構(gòu)成電橋雙臂，碰到可燃?xì)鈺r(shí)，阻值變大，輸出電壓改變，電壓和氣體含量呈正相關(guān)關(guān)系變化，彌補(bǔ)元件起參照作用，并且可以對溫濕度做出相應(yīng)的補(bǔ)給。圖2.1基本測試電路圖2.2MC101外形結(jié)構(gòu)圖5.2.2MC101型煙霧傳感器的特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)1、MC101傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用輸出電壓存在一次函數(shù)關(guān)系，反應(yīng)迅速，重現(xiàn)性高，選擇性高，元件運(yùn)轉(zhuǎn)固定平穩(wěn)，能抵御H2S的入侵，抵制有機(jī)硅的侵蝕；適用于測試各類可以燃燒氣體和各類有機(jī)溶劑蒸汽的工業(yè)區(qū)域。還能對那些側(cè)漏氣體進(jìn)行報(bào)警，檢測氣體含量，探測可燃?xì)獾龋褂妹婧軓V。2、MC101傳感器的技術(shù)指標(biāo)（1）MC101傳感器的基本特性參數(shù)表2.1MC101基本特性參數(shù)工作電壓(V)3.0±0.1工作電流(mA)110±10靈敏度(mV)1%甲烷25～501%丁烷30～501%氫氣25～45線形度（%）≤5測量范圍（％LEL）0～100響應(yīng)時(shí)間(90%)小于10秒恢復(fù)時(shí)間(90%)小于30秒使用環(huán)境-40－+70℃低于95%RH儲存環(huán)境-20—+70℃低于95%RH外形尺寸（mm）Φ12mm×8mm（2）MC101傳感器的靈敏度特性橋路輸出和氣體濃度存在一次函數(shù)關(guān)系，其靈敏度特點(diǎn)下圖所示。圖2.3MC101靈敏度特性（3）MC101傳感器持續(xù)固定平穩(wěn)MC101傳感器在大氣中一年移動少于±2個(gè)mV，在1%甲烷情形中，一年移動少于±2個(gè)mV。短時(shí)間儲存只需30分鐘就可以保持平穩(wěn)狀態(tài)，長時(shí)間儲存要將其老化5個(gè)小時(shí)才能保持平穩(wěn)狀態(tài)。傳感器由于受周圍氛圍溫濕度和運(yùn)轉(zhuǎn)電壓因素的影響，大多情況下都不可能高于±1mV，很牢靠。5.3煙霧報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本文選取STC12C5410AD單片機(jī)，把它當(dāng)做關(guān)鍵部件，通過MC101熱催化燃燒型傳感器來收集煙霧信號。把通過傳感器傳輸來的煙霧濃度相應(yīng)電壓信號進(jìn)行擴(kuò)大30倍，把擴(kuò)大后的信號反饋給單片機(jī)，接著實(shí)施A/D切換，對比濃度，然后把電壓信號換算成相應(yīng)具體濃度值；接著把值傳給顯示器進(jìn)行評判，對照看其有沒有超過限值，若沒有超過則綠燈一直亮，當(dāng)超過限值，警報(bào)聲會立刻響起，紅燈執(zhí)行亮起操作，同時(shí)，操控繼電器，使之運(yùn)行安全設(shè)施。由于傳感器要達(dá)到某個(gè)溫度點(diǎn)，并要持續(xù)一個(gè)階段，用3V平穩(wěn)電壓不間斷提供電能。5.4多功能窗的功能（1）檢測燃?xì)夥N類切換功能對兩個(gè)開關(guān)來回進(jìn)行轉(zhuǎn)換，測出不同類可燃?xì)?，并把液化石油氣測試調(diào)成常態(tài)，在開關(guān)切換下，能測試氫氣和甲烷。在很多地方都很適用。（2）煙霧濃度顯示由數(shù)碼管來顯現(xiàn)可燃煙霧濃度值，將其轉(zhuǎn)換至設(shè)置情形，借助鍵盤設(shè)定或改變報(bào)警準(zhǔn)許值，讓用戶和測試人實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)熿F數(shù)值和改變報(bào)警準(zhǔn)許值。（3）煙霧報(bào)警功能若其含量20秒內(nèi)均超出限定值，蜂鳴器接收到信號立即發(fā)出警報(bào)，同時(shí)紅燈亮起。由于人們對突然產(chǎn)生的信號特別注意，故亮起的燈光和發(fā)出的警報(bào)激起了人們的關(guān)注。（4）防止報(bào)警器誤報(bào)功能能很快繼續(xù)檢測，延后發(fā)出警報(bào)，留下一定時(shí)間查出究竟是管道常見的可疑氣體向外漏出還是閥門內(nèi)殘存的微量氣體所導(dǎo)致的。（5）看門狗自檢單片機(jī)狀態(tài)功能用看門狗程序，每次時(shí)間間距差不多時(shí)候，去看看單片機(jī)作業(yè)進(jìn)展，看看有沒有異常情況出現(xiàn)，如果系統(tǒng)發(fā)生死循環(huán)，及時(shí)執(zhí)行復(fù)位操作，以此要確保報(bào)警器順利平穩(wěn)作業(yè)。（6）與上位機(jī)通訊功能和計(jì)算機(jī)串口通訊，共同來接管控制報(bào)警器作業(yè)，方便收集和應(yīng)對數(shù)據(jù)，并且可在計(jì)算機(jī)使改變限定值。（7）自動控制相關(guān)安全裝置的擴(kuò)展功能狀態(tài)指示燈聲音報(bào)警狀態(tài)指示燈聲音報(bào)警濃度顯示四個(gè)按鍵傳感器放大電路A/D轉(zhuǎn)換模式切換安全控制裝置傳感器串口通信單片機(jī)圖2.4多功能窗結(jié)構(gòu)框圖5.4多功能窗的主要技術(shù)指標(biāo)（1）傳感器品種：熱催化形式（2）檢測區(qū)間：0～100%LEL（3）報(bào)警可靠性：±3%LEL（4）報(bào)警點(diǎn)設(shè)置：液化石油氣、甲烷達(dá)30%LEL，氫氣達(dá)25%LEL，馬上警報(bào)聲發(fā)出（5）作業(yè)方式：其區(qū)域定位設(shè)置，等其擴(kuò)散后實(shí)施采樣，長時(shí)間不間斷作業(yè)（6）工作環(huán)境溫度：檢測器0°C～70°C；報(bào)警器0°C～70°C（7）工作環(huán)境濕度：≤95%RH（8）報(bào)警方式：煙霧泄漏聲光報(bào)警（9）指示方式：通過一系列數(shù)值來展現(xiàn)，能清晰知道當(dāng)時(shí)具體濃度，控制限定值（10）響應(yīng)時(shí)間：≤10S輸出信號：可輸出與煙霧濃度對應(yīng)0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)信號（11）工作電壓：AC220V±15%，50±lHz或DC9V±10%（12）能很快再次測試，推遲響起警報(bào)聲，留下一定時(shí)間查出究竟是管道可燃性煙霧發(fā)生外溢還是閥門中存在的極少煙霧導(dǎo)致的，以防出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷。5.5多功能窗硬件設(shè)計(jì)STC12C54xxAD系列有STC12C5412AD，STC12C5410AD，STC12C5408AD，STC12C5406AD，STC12C5404AD，STC12C5402AD。差異之處在于其中Flash大小。假如它們市場價(jià)格一樣，沒有什么硬性需求，要盡可能地用Flash大的芯片，本文用STC12C5410AD單片機(jī)來研制煙霧檢測多功能窗。它外觀不大，單價(jià)便宜，特別適應(yīng)此畢設(shè)，如下闡述它的特征。STC12C5410AD單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速率遠(yuǎn)高于過去的單片機(jī)，系統(tǒng)可行性高，抵御入侵能力得到大大的加強(qiáng)，除此之外，還可作進(jìn)一步地完善，將其縮小，便于攜帶。它內(nèi)部構(gòu)造Flash基本上滿足了當(dāng)前使用者的相關(guān)需求，如耗完電后數(shù)據(jù)不會消失、存儲速度快、內(nèi)存大、電能擦除、在線編輯、擦寫次數(shù)多、成本不高及可行性強(qiáng)等全部優(yōu)點(diǎn)[5]。圖3.1STC12C5410AD管腳結(jié)構(gòu)圖5.6多功能窗硬件電路設(shè)計(jì)5.6.1信號采集及前置信號放大電路傳遞來的信號大多數(shù)都不強(qiáng)，要通過前置電路的媒介，把它擴(kuò)大、濾波、調(diào)節(jié)電平，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信號需求。運(yùn)算放大器類別很多，LM324頗受大家青睞。它單價(jià)便宜，操作難度小，故本文選用LM324來當(dāng)做電路運(yùn)算放大器。通過擴(kuò)大兩級。傳感器電路中，任何電阻精度均不準(zhǔn)許超出1%，當(dāng)=，=，=時(shí)，放大倍數(shù)：把相關(guān)值代入，電路放大倍數(shù)30。使用差分放大電路，能很快高效地驅(qū)除掉信號產(chǎn)生的共模雜音。圖3.2前置放大電路圖5.6.2聲光報(bào)警電路用常見的小型揚(yáng)聲器，對比蜂鳴器，它外形較大，產(chǎn)生聲音強(qiáng)度大，能使用在很多地方的燃?xì)鈭?bào)警器。單片機(jī)STC12C5410AD19腳(P3.7)在1時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通。若含量大于限定數(shù)值，則單片機(jī)接管P3.7口，傳出一定頻率脈沖，接著斷開T1，使頻率發(fā)生變化，進(jìn)而揚(yáng)聲器發(fā)出和警報(bào)相同的聲音。單片機(jī)STC12C5410AD6腳(P0.0)、10腳(P0.1)、23腳(P0.2)，操控指示燈作業(yè)狀態(tài)，正確顯示亮燈顏色。顯示綠燈亮?xí)r，反映工作正常進(jìn)行，可燃性煙霧含量處于正常范圍；顯示黃燈亮?xí)r，表明傳感器正在預(yù)熱階段；顯示紅燈亮?xí)r，說明周圍可燃煙霧含量高于限定值，說明使用者要仔細(xì)注意提早做出應(yīng)對之措。(a)聲音報(bào)警電路(b)燈光報(bào)警電路圖3.3聲光報(bào)警電路5.6.3數(shù)碼管顯示電路字高：11.4mm環(huán)境相對濕度：<85％視角：6:00作業(yè)溫度：-10～+50°C顯現(xiàn)形式：動態(tài)顯示顯現(xiàn)位數(shù)：四位顯現(xiàn)顏色：紅色接口步驟：8線并行接口圖3.4數(shù)碼管顯示電器5.6.4鍵盤控制與模式切換控制電路將操作鍵固定，單片機(jī)外側(cè)斷開0，會形成低電平，然后程序失聯(lián)7]。P1.7引腳和顯現(xiàn)報(bào)警限定值按鍵相接，它來反應(yīng)現(xiàn)在的報(bào)警限定值；P1.6引腳和報(bào)警限定值的加鍵連接，可確保使用者增加限定值；P1.5引腳和報(bào)警限定值減鍵相接，可讓使用者縮小限定值；P1.4引腳和去除報(bào)警音鍵連接，若煙霧含量超出限定值，警報(bào)響起，使用者趕至現(xiàn)場，按好相關(guān)鍵中止警報(bào)，若過了一會兒，煙霧濃度依然超過限定值，警報(bào)再次響起，告知使用者。模式切換控制電路利用單片機(jī)P1.3和P1.2接口來展開，采用定時(shí)掃描的方式，對其展開操控。墨守成規(guī)地將液化石油測試含量既定為缺省模式；只和P1.3引腳相連，把操作鍵改變成氫氣測試模式；只和P1.2引腳相連，通過對開關(guān)進(jìn)行相關(guān)命令，改至甲烷測試模式；在同一時(shí)間，若兩個(gè)開關(guān)一起開啟或一起失聯(lián)時(shí)，表明不具備一點(diǎn)作用，代表缺省模式。圖3.5鍵盤與模式切換電路5.6.5安全控制裝置電路此電路，要確認(rèn)好繼電器的作業(yè)狀態(tài)，它是確?？诹钅芊癫僮鞯莫?dú)有判定依據(jù)。如果現(xiàn)場煙霧實(shí)際含量高于設(shè)定報(bào)警限定值時(shí)，繼電器開始運(yùn)作，開啟安全設(shè)施[8]。圖3.6安全控制裝置電路5.6.6直流穩(wěn)壓電源電路為了便于系統(tǒng)能適用于各類地方，可使用220V交流電來給予電能，如果沒有交流電，可選用9V點(diǎn)池來提供電能實(shí)施檢漏，電路中安裝了防反灌充電二極管，運(yùn)作沒有任何風(fēng)險(xiǎn)，可靠性有保障。傳感器要用3V電源獨(dú)自供電，故要把5V電源轉(zhuǎn)換成3V穩(wěn)壓電源。圖3.8傳感器3V獨(dú)立電源電路圖5.7基于單片機(jī)的多功能窗硬件總電路將以上電路綜合分析，進(jìn)行總結(jié)聯(lián)合，可勾勒出多功能窗總電路。每個(gè)電路單獨(dú)工作，能反映出實(shí)時(shí)煙霧含量，程序性地切換氣體，排出煙霧，根據(jù)相關(guān)信號，借助聲光體系發(fā)出警報(bào)，及時(shí)地進(jìn)行開窗。

第六章多功能窗軟件設(shè)計(jì)6.1STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開發(fā)工具軟件程序編輯用KeilC51，和匯編對比，C語言優(yōu)勢很突出，它結(jié)構(gòu)完美、可讀性強(qiáng)、維護(hù)方便。KeilC51軟件庫函數(shù)特別充裕，有著功能杰出集成研制調(diào)節(jié)工具，全方位Windows界面。除此之外，它生成目標(biāo)代碼速度非常迅速，很多語句構(gòu)成的匯編密切，易于領(lǐng)悟。6.2多功能窗軟件流程及設(shè)計(jì)接收到相關(guān)測試煙霧信號后，用軟件對其做出一系列措施，將信號展開A/D轉(zhuǎn)換步驟，數(shù)字濾波，不停地刷新實(shí)時(shí)含量數(shù)值，按操作鍵布置一系列性能命令，改變模式應(yīng)付，合理科學(xué)地使用好聲光報(bào)警器。6.2.1主程序設(shè)計(jì)及流程圖對其執(zhí)行初始化命令，接著對傳感器做出相關(guān)操作，將其預(yù)熱，需5分鐘，MC101型熱催化燃燒式煙霧傳感器斷電，且經(jīng)過一定時(shí)間后，又接著接通電源，傳感器不可以馬上捕捉到煙霧信號，要先進(jìn)行預(yù)熱，約莫達(dá)到一定時(shí)間。初始化命令終結(jié)后，體系進(jìn)入監(jiān)控態(tài)勢。A/D切換，防脈沖作用濾波，按鍵處理等都在中斷子程序中處理。中斷處理濃度顯示初始化開始結(jié)束中斷處理濃度顯示初始化開始結(jié)束圖4.1主程序流程圖6.2.2主程序初始化設(shè)計(jì)及流程圖開始起動片內(nèi)看門狗，把傳感器進(jìn)行預(yù)熱，約5分鐘，系統(tǒng)自動辨別當(dāng)前模式，針對報(bào)警限值，對其進(jìn)行設(shè)定和修改，功能包括各種I/O口輸入輸出狀態(tài)設(shè)定、寄存器初始化等。將T0定時(shí)，其初步數(shù)值固定成50ms，把它定成含量值間距，對T1執(zhí)行初始化命令，T1中斷優(yōu)先級，轉(zhuǎn)置最高級。準(zhǔn)許使用中止性能，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，打開綠燈。開始啟動看門狗啟動看門狗關(guān)閉揚(yáng)聲器關(guān)閉狀態(tài)指示燈關(guān)閉揚(yáng)聲器關(guān)閉狀態(tài)指示燈關(guān)閉顯示器黃燈閃爍傳感器預(yù)熱黃燈閃爍傳感器預(yù)熱設(shè)置報(bào)警界限初值設(shè)置報(bào)警界限初值顯示器顯示移動的0讀取當(dāng)前模式顯示器顯示移動的0讀取當(dāng)前模式T0定時(shí)50MST0定時(shí)50MS返回返回返回返回允許總中斷允許總中斷允許A/D中斷允許T0中斷允許外部0中斷開啟A/D轉(zhuǎn)換開啟A/D轉(zhuǎn)換設(shè)置T1中斷優(yōu)先啟動T0設(shè)置T1中斷優(yōu)先啟動T0打開綠燈打開綠燈結(jié)束結(jié)束圖4.2初始化程序流程圖6.2.3數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)選取了四位共陰紅色數(shù)碼管，以此來反應(yīng)真實(shí)的含量和報(bào)警限定值。為了便于應(yīng)對數(shù)據(jù)處理，在捕獲到相應(yīng)數(shù)值后，將其擴(kuò)大1000倍，取其整數(shù)，傳送值顯示器顯現(xiàn)。四位數(shù)碼中，若首位小數(shù)點(diǎn)一直處于亮著狀態(tài)，則能很正確地表示當(dāng)前含量或報(bào)警限定值。如下顯示程序：voidDisplay(XSDATA) //顯示程序{inta,b,c,d;a=XSDATA/1000;b=(XSDATA%1000)/100;c=(XSDATA%100)/10;d=XSDATA%10;P2=XS1[a];Delay_ms(1);P2=XS2[b];Delay_ms(1);P2=XS3[c];Delay_ms(1);P2=XS4[d];Delay_ms(1);WDT_CONTR=0x35; //喂狗}6.2.4外部中斷0程序設(shè)計(jì)及流程圖由硬件圖知，外部斷開0，把它與鍵盤相接，所以外部斷開0子程序，通常對鍵盤展開掃描操作，固定好按鍵，按住不動，對它做出相關(guān)處理操作。要提升正確率，特意使用了拖延去震動方式來去除擾亂。四個(gè)按鍵，第一個(gè)用來執(zhí)行顯現(xiàn)實(shí)時(shí)設(shè)置的報(bào)警限值操作，第二個(gè)能執(zhí)行調(diào)大現(xiàn)在報(bào)警限值操作，每次能調(diào)大0.01%，第三個(gè)能執(zhí)行調(diào)低現(xiàn)在報(bào)警限值操作，每次能調(diào)低0.01%，第四個(gè)執(zhí)行除掉警報(bào)聲操作。外部斷開0子程序。開始開始關(guān)閉中斷0允許關(guān)閉中斷0允許掃描鍵值掃描鍵值延時(shí)10MS去抖動延時(shí)10MS去抖動是否有鍵按下N 是否有鍵按下N Y Y提取鍵值提取鍵值鍵值對應(yīng)動作處理鍵值對應(yīng)動作處理開啟中斷0允許開啟中斷0允許結(jié)束結(jié)束圖4.3外部中斷0程序流程圖6.2.5T0中斷程序設(shè)計(jì)及流程圖用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T0，最初值定成50ms，每隔50ms去識別目前在測試哪類燃?xì)?，?dāng)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，立即回應(yīng)，及時(shí)修訂相應(yīng)燃?xì)獾膱?bào)警限定值和該燃?xì)獾暮坑?jì)算方式；外部中止0程序，如果調(diào)節(jié)報(bào)警限定值按鍵被按時(shí)，顯示器要呈現(xiàn)報(bào)警限定值，這時(shí)取TO計(jì)數(shù)，在5s時(shí)間內(nèi)，如果沒有執(zhí)行按鍵口令，則將顯示器轉(zhuǎn)換至顯現(xiàn)真實(shí)含量；此外，T0斷開程序，其中最為重要的任務(wù)，要觀察當(dāng)前的煙霧含量數(shù)值，與限值對比，判斷是否超過限值，若超出限定值，要立即進(jìn)行報(bào)警。開始開始設(shè)置報(bào)警界限讀取當(dāng)前模式設(shè)置報(bào)警界限讀取當(dāng)前模式Y(jié)Y是否顯示報(bào)警界限五秒無操作？YY是否顯示報(bào)警界限五秒無操作？NN報(bào)警標(biāo)志位為1？N顯示濃度報(bào)警標(biāo)志位為1？N顯示濃度NYNY報(bào)警報(bào)警Y雙通道均超限？Y已延時(shí)20秒？Y當(dāng)前濃度是否超限Y雙通道均超限？Y已延時(shí)20秒？Y當(dāng)前濃度是否超限NNNNNN報(bào)警標(biāo)示為0延時(shí)20秒報(bào)警標(biāo)示為0延時(shí)20秒報(bào)警標(biāo)示為1定時(shí)50ms，啟動T0報(bào)警標(biāo)示為1定時(shí)50ms，啟動T0結(jié)束結(jié)束圖4.4T0中斷程序流程圖6.2.6ADC中斷程序設(shè)計(jì)及流程圖單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)置操作結(jié)束，向CPU發(fā)布命令，中止程序，CPU洞察到這一情況，馬上終結(jié)ADC程序。在這個(gè)階段，要對樣值數(shù)字濾波做出處理，根據(jù)相關(guān)運(yùn)算規(guī)則算出當(dāng)前的真實(shí)煙霧含量，傳輸?shù)斤@示器顯現(xiàn)，此外要操控傳感器采樣通道轉(zhuǎn)換。開始清除溢出標(biāo)志開始清除溢出標(biāo)志取A/D采樣結(jié)果取A/D采樣結(jié)果采樣為最大值？采樣為最大值？Y存為最大值Y存為最大值NNY采樣為最小值？Y采樣為最小值？存為最小值存為最小值NN存入寄存器存入寄存器采樣已夠10次？采樣已夠10次？轉(zhuǎn)為實(shí)際濃度數(shù)字濾波Y轉(zhuǎn)為實(shí)際濃度數(shù)字濾波YNN啟動A/D轉(zhuǎn)換切換通道送至顯示器啟動A/D轉(zhuǎn)換切換通道送至顯示器結(jié)束結(jié)束圖4.5ADC中斷程序流程圖6.3多功能窗標(biāo)定若液化石油氣爆炸下限是1.5%體積比，相應(yīng)報(bào)警限定值定為30%LEL，煙霧檢測多功能窗發(fā)出警報(bào)；氫氣爆炸下限為4%體積比，相應(yīng)報(bào)警限定為25%LEL，煙霧檢測多功能窗警報(bào)聲響起；同理，甲烷爆炸下限為5%體積比，相應(yīng)報(bào)警限定為30%LEL，煙霧檢測多功能窗發(fā)出警報(bào)。若在兩周內(nèi)再次使用，要對其首先預(yù)熱，要達(dá)到30分鐘才可作業(yè)。儀器接通電源，待其平穩(wěn)牢靠運(yùn)行后，于大氣中調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，讓其數(shù)值為0；系統(tǒng)輸入2.10%標(biāo)準(zhǔn)氣，流量200ml/min。若數(shù)值保持不變，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，促使系統(tǒng)顯現(xiàn)濃度和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)氣濃度一致。逐次輸入不一樣濃度標(biāo)準(zhǔn)氣，取甲烷為實(shí)例，等其數(shù)值固定后，分別記下每種濃度下標(biāo)準(zhǔn)氣體真實(shí)值和顯現(xiàn)值，求出誤差。表5.1實(shí)際濃度與顯示濃度比較序號標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度本機(jī)顯示值誤差100.000%+0.000%21.09%1.085%-0.005%32.10%2.100%+0.000%43.06%3.038%-0.022%53.90%3.906%+0.006%煤炭部頒標(biāo)準(zhǔn)基本誤差標(biāo)準(zhǔn)為：0～1%CH4時(shí)，±0.1%1～2%CH4時(shí)，±0.2%2～4%CH4時(shí)，±0.3%由此可見，本系統(tǒng)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)。

第七章總結(jié)與展望窗戶的結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生了變化。目前比較常見的聲控窗、光控窗、智能控制窗也在不斷的發(fā)展。目前的智能控制窗大部分是通過平開式進(jìn)行控制的，而目前采用推拉式的多功能窗的結(jié)構(gòu)較少，該結(jié)構(gòu)占據(jù)更少的空間，是未來發(fā)展的重要方向。課題中在研究時(shí)首先需要根據(jù)多功能窗安全鎖定裝置的工藝要求來對其工藝流程和工藝方案進(jìn)行制定，并完成目前已有的方案分析與對比，最終確定設(shè)計(jì)方案，通過三維建模軟件完成對設(shè)計(jì)方案的建模，設(shè)計(jì)方案中的控制系統(tǒng)部分使用單片機(jī)來完成。緒論，了解多功能窗的重要作用以及發(fā)展方向，確定本文研究的主要內(nèi)容；完成目前已有的方案分析與對比，確定本文選用的最終方案；使用三維軟件完成三維建模，包含零部件的建模與分析；完成能拿單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本