本科生課程設(shè)計(jì)（論文）PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANV遼寧工業(yè)大學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：家用煤氣泄漏檢測器設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：電氣工程及其自動化學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計(jì)（論文）題目家用煤氣泄漏檢測器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)該檢測器實(shí)時(shí)監(jiān)測空氣中煤氣濃度，當(dāng)煤氣濃度超過0.1%報(bào)警，傳感器可采用數(shù)字式或模擬式。當(dāng)超過閾值時(shí)要發(fā)出聲光報(bào)警信號，并設(shè)有消音鍵可以消除聲報(bào)警，并附加時(shí)間、濃度顯示功能。設(shè)計(jì)任務(wù)：1.CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2.傳感器選擇以及接口電路設(shè)計(jì)3.鍵盤顯示電路設(shè)計(jì)4.程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫技術(shù)參數(shù)：1．檢測器的工作電源為AC220V2．顯示器采用4位LED數(shù)碼管設(shè)計(jì)要求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適的單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換器、輸出電路等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。進(jìn)度計(jì)劃第1天 查閱收集資料第2天 總體設(shè)計(jì)方案的確定第3-4天 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5天傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)第6天 開關(guān)量輸出接口及報(bào)警電路設(shè)計(jì)第7天 程序流程圖設(shè)計(jì)第8天 軟件編寫與調(diào)試第9天設(shè)計(jì)說明書完成第10天 答辯指導(dǎo)教師評語及成績平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算

摘要煤氣作為一種清潔型能源進(jìn)入家庭得到廣泛使用，為人們的生活帶來了方便，減少了城市的污染，提高了生活質(zhì)量和效率，但是同時(shí)，也受到了由于設(shè)備使用不當(dāng)或者設(shè)備老化而導(dǎo)致的煤氣泄漏的巨大威脅，甚至威脅到了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。針對這種情況本文設(shè)計(jì)了一種煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以很好的在家用煤氣發(fā)生泄漏的時(shí)候發(fā)出警報(bào)，使危急情況得到處理。本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，由MQ-4傳感器、單片機(jī)AT89C51、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809完成氣體濃度信號的采集顯示內(nèi)容的傳輸、顯示等功能。本文設(shè)計(jì)的檢測器由傳感器、數(shù)碼管顯示器、聲光報(bào)警器、A/D轉(zhuǎn)換等模塊組成。軟件上采用C語言編程，結(jié)構(gòu)簡單運(yùn)行穩(wěn)定。該檢測系統(tǒng)能夠檢測煤氣濃度，當(dāng)檢測煤氣濃度低于設(shè)定報(bào)警閾值的時(shí)候，數(shù)碼管顯示器僅僅顯示測得的煤氣氣體濃度；當(dāng)檢測煤氣濃度超出設(shè)定報(bào)警閾值時(shí)給出聲光報(bào)警。關(guān)鍵詞：MQ-4傳感器；AT89C51單片機(jī)；報(bào)警TOC\o目錄第1章緒論 Arabic11.1家用煤氣泄漏檢測器概況 Arabic11.2本文研究內(nèi)容 Arabic1第2章CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22.1家用煤氣泄漏檢測器總體設(shè)計(jì)方案 Arabic22.2CPU的選擇 32.3數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 42.4復(fù)位電路設(shè)計(jì) 42.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 52.6CPU最小系統(tǒng)圖 6第3章家用煤氣泄漏檢測器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 73.1家用煤氣泄漏檢測器傳感器的選擇 73.2家用煤氣泄漏檢測器檢測接口電路設(shè)計(jì) 73.2.1A/D轉(zhuǎn)換器選擇 73.2.2模擬量檢測接口電路圖 73.3家用煤氣泄漏檢測器輸出接口電路設(shè)計(jì) 83.4人機(jī)對話接口電路設(shè)計(jì) 9第4章家用煤氣泄漏檢測器軟件設(shè)計(jì) 114.1軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述 114.2流程圖設(shè)計(jì) 114.2.1主程序流程圖設(shè)計(jì) 114.2.2模擬量檢測流程圖設(shè)計(jì) 124.2.3家用煤氣泄漏檢測器流程圖設(shè)計(jì) 124.3程序清單 14第5章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 215.1系統(tǒng)原理圖 215.2系統(tǒng)原理綜述 21第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23本科生課程設(shè)計(jì)（論文）PAGE\*ArabicPAGE\*Arabic24第1章緒論1.1家用煤氣泄漏檢測器概況煤氣是一種高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的生活能源。極大地方便我們的生產(chǎn)生活，但同時(shí)也帶來了不少的安全隱患。煤氣泄漏造成的事故給我們帶來了不少的警示，而市場上的煤氣檢測報(bào)警器并不能為我們提供完善的安全保障，為此設(shè)計(jì)功能更加完善，探測更加精確的家用煤氣泄漏檢測器，是對付煤氣無形殺手的重要手段之一?，F(xiàn)在每家每戶只要安裝煤氣管道的幾乎都安裝有煤氣泄漏檢測器。對于目前市場上天然氣報(bào)警存在以下問題：對天然氣的檢測不敏感或者檢測到天然氣泄漏并不能及時(shí)報(bào)警作出相應(yīng)處理；對于天然氣檢測過于敏感，正常做飯燒水時(shí)難免會有少數(shù)天然氣溢出，此時(shí)報(bào)警系統(tǒng)就不停關(guān)閥報(bào)警嚴(yán)重影響生活效率；存在謊報(bào)誤報(bào)的現(xiàn)象，當(dāng)空氣中存油煙時(shí)也會關(guān)閥報(bào)警所以很多家庭對檢測器束之高閣當(dāng)成擺設(shè)，買了并不安裝。所以市面上的天然氣泄漏檢測報(bào)警器亟待于改進(jìn)，從而才能更好地保障我們的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高我們的生活質(zhì)量。1.2本文研究內(nèi)容本論文中的煤氣泄漏檢測器以單片機(jī)為控制核心，硬件電路大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、聲光報(bào)警電路、LED顯示電路，按鍵電路等。通過MQ-4型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集空氣中煤氣濃度，把探測到空氣中的煤氣的濃度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓信號，電壓信號送入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號送入單片機(jī)，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的濃度值顯示到數(shù)碼管上，同時(shí)判斷氣體濃度值是否超出報(bào)警上限，當(dāng)檢測氣體濃度低于設(shè)定報(bào)警閾值的時(shí)候，數(shù)碼管顯示器僅僅顯示測得的可燃?xì)怏w濃度；當(dāng)檢測氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警閾值時(shí)給出聲光報(bào)警。

第2章CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1家用煤氣泄漏檢測器總體設(shè)計(jì)方案考慮煤氣濃度是由傳感器把非電量轉(zhuǎn)換為電量，傳感器輸出的是0-5V的電壓值且電壓值穩(wěn)定，外部干擾小等。因此，可以直接把傳感器輸出電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理。此外，還需接入LED顯示，鍵盤，報(bào)警電路等。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如下：聲光報(bào)聲光報(bào)警電路LED顯示單片機(jī)LED顯示單片機(jī)按鍵輸入按鍵輸入被測環(huán)境氣敏傳感器A被測環(huán)境氣敏傳感器A/D轉(zhuǎn)換器圖2.1煤氣檢測儀總體框圖由A/D轉(zhuǎn)換器送來的轉(zhuǎn)換信號輸入單片機(jī)，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的濃度值顯示到數(shù)碼管上，同時(shí)判斷氣體濃度值是否超出報(bào)警限，當(dāng)檢測氣體濃度低于設(shè)定報(bào)警閾值的時(shí)候，數(shù)碼管顯示器僅僅顯示測得的可燃?xì)怏w濃度；當(dāng)檢測氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警閾值時(shí)給出聲光報(bào)警。各模塊功能如下：（1）氣敏傳感器模塊：實(shí)時(shí)采集氣體濃度；（2）A/D轉(zhuǎn)換模塊：把采集的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳送給單片機(jī)；（3）聲光報(bào)警模塊：當(dāng)檢測到氣體泄漏值超過報(bào)警限時(shí)，發(fā)生報(bào)警；（4）顯示模塊：顯示氣體濃度和報(bào)警上限；（5）鍵盤模塊：通過按動按鍵實(shí)現(xiàn)各類功能。2.2CPU的選擇根據(jù)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)及計(jì)算要求要求，選擇89C51單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)是高性能、低電壓CMOS8位CPU，它的FLASH存儲器是4K。AT89C51具有2K字節(jié)閃存的ROM，其能夠編寫程序還能夠擦除,可以反復(fù)擦除1000次。ATMEL高密度不容易丟失的存儲器的制作技藝被運(yùn)用在AT89C51上,同時(shí)可以兼容MCS-51輸出管腳和指令集。AT89C51中一起加入8位CPU和閃爍存儲器,讓其效率更高。AT89C51單片機(jī)以它的高敏捷性,價(jià)格低廉化為嵌入式控制系統(tǒng)的最佳選擇。主要特性如下：(1)4K字節(jié)FLASH,可編程；(2)與MCS-51兼容；(3)在0Hz-24MHz下全靜態(tài)工作；(4)1000次重復(fù)寫/擦；(5)保留數(shù)據(jù)長達(dá)10年；(6)內(nèi)部RAM為128×8位；(7)可以鎖定三級程序存儲器；(8)32個(gè)可編程I/O口；(9)中斷源5個(gè)；(10)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器兩個(gè)；(11)擁有時(shí)鐘電路與片內(nèi)振蕩器；(12)閑置和掉電模式為低功耗；(13)1個(gè)可編程串行通道口。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖1.2所示：圖2.289C51引腳結(jié)構(gòu)圖2.3數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展由于89C51單片機(jī)片內(nèi)只有128B的RAM存儲器，在實(shí)際運(yùn)用中僅靠這128B的數(shù)據(jù)存儲器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以需要拓展外部存儲器。本設(shè)計(jì)中所需要的外部數(shù)據(jù)存儲器不大，因此可以選擇型號為6116靜態(tài)RAM。6116是2K×8位靜態(tài)隨機(jī)存儲器，采用CMOS工藝制造，單一+5V電源供電，額定功耗為160mW，典型存取時(shí)間為200ns，為24線雙列直插式封裝。6116與AT89C51的硬件連接如圖1.4所示。圖2.36116與AT89C51的硬件連接圖2.4復(fù)位電路設(shè)計(jì)AT89C51初始化動作是復(fù)位。AT89C51上電后,首先就是復(fù)位,其效果就是讓CPU與系統(tǒng)的其他元件還原為一個(gè)明確的初始形態(tài),在此基礎(chǔ)上就行下一步動作。因此,復(fù)位是一個(gè)很重要的操作。但是 AT89C51自身是不可以來復(fù)位的,需要結(jié)合外部復(fù)位電路才可以完成。本設(shè)計(jì)采用按鍵式復(fù)位電路，如圖2.4所示：圖2.4按鍵式復(fù)位電路原理圖2.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)AT89C51的時(shí)鐘電路出現(xiàn)脈沖之后掌控指令準(zhǔn)確的發(fā)生動作。CPU掌控信號掌控指令發(fā)生動作的時(shí)間順序?yàn)锳T89C51的時(shí)序。AT89C51內(nèi)部電路要按時(shí)序進(jìn)行運(yùn)行須在時(shí)鐘信號下才可以,可以保證各個(gè)部件同步運(yùn)行。外部時(shí)鐘與內(nèi)部時(shí)鐘為AT89C51時(shí)鐘的兩類形式。運(yùn)用外面的振蕩脈沖連接到XTAL1或者XTAL2是外部時(shí)鐘的形式。HMOS與CHMOS單片機(jī)的外面的時(shí)鐘信息接進(jìn)去的形式是相異的。RXD接地,TXD接入外部振蕩器。外部振蕩信號選擇頻率低于12MHz的信號因?yàn)樗鼪]有特別的條件,僅僅保證脈沖寬度。片內(nèi)發(fā)生器出現(xiàn)兩相時(shí)鐘P1與P2,提供給AT89C51應(yīng)用。這里選用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路。其中C1、C2值為30pF,晶振頻率為12MHz。時(shí)鐘電路如圖2.5。圖2.5內(nèi)部時(shí)鐘振蕩電路2.6CPU最小系統(tǒng)圖AT89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)由起振電路、復(fù)位電路、AT89C51芯片組成。單片機(jī)接+5V電源；晶體振蕩器頻率為12MHz（11.0592MHz），晶振的兩個(gè)引腳分別連接在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2端，晶振的兩端再分別連接一個(gè)30pF電容后接地；復(fù)位電路經(jīng)電源正極（+5V）接10uF電容后接10k歐姆電阻接地，單片機(jī)復(fù)位端RST接在電容和電阻之間。由上述四節(jié)中的圖，可以畫出CPU最小系統(tǒng)總圖，如圖1.5所示。圖2.6CPU最小系統(tǒng)圖第3章家用煤氣泄漏檢測器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)3.1家用煤氣泄漏檢測器傳感器的選擇本系統(tǒng)直接測量的室內(nèi)的煤氣濃度，故采用氣敏傳感器?？紤]到周圍空氣中的氣體成分可能影響傳感器測量的準(zhǔn)確性，所以傳感器只能對煤氣敏感，對其他氣體不敏感，而在對液化氣、丙烷、天然氣、氫氣以及其它可燃蒸汽檢測中MQ-4氣敏傳感器的靈敏度較高。SnO2是MQ-4氣體傳感器所應(yīng)用的原料，其在干凈空氣中的導(dǎo)電率是十分低的。隨著煤氣濃度的增加，傳感器的電導(dǎo)率也隨之增加。電導(dǎo)率的變化通過分壓電路的轉(zhuǎn)換輸出的電壓信號和煤氣濃度相濃度照應(yīng)。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成。其一為加熱回路，其二為信號輸出回路，它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻值的變化。傳感器的表面電阻RS的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的有效電壓信號VRL輸出面獲得的。負(fù)載電阻RL可調(diào)為0.5-200K。加熱電壓Uh為5v。3.2家用煤氣泄漏檢測器檢測接口電路設(shè)計(jì)3.2.1A/D轉(zhuǎn)換器選擇本設(shè)計(jì)是將煤氣的變化量轉(zhuǎn)化為電壓信號，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，被測量對象的有關(guān)變化量，如溫度、壓力、流量、速度等非電物理量，須經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬電信號（電壓或電流），這些模擬電信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能在單片機(jī)中用軟件進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）。本設(shè)計(jì)中，選用ADC0809轉(zhuǎn)換器，ADC0809是一種逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器，工作電源+5V，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。3.2.2模擬量檢測接口電路圖由MQ-4氣體傳感器收集的電信號連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的IN0端口；VREF(+)接5V電壓；CLOCK接單片機(jī)ALE端口；OUT0-OUT7分別連接單片機(jī)的P0.7-P0.0端口；用作用是收集轉(zhuǎn)化為的數(shù)字信號；詳細(xì)的電路銜接方法如圖3.1所示。圖3.1檢測接口電路圖3.3聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)采集到的數(shù)字信號經(jīng)過單片機(jī)計(jì)算后，如果天然氣濃度達(dá)到報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)將控制蜂鳴器報(bào)警，報(bào)警電路采用聲光報(bào)警器。由揚(yáng)聲器B，普通紅色發(fā)光三極管等組成。AT89C51的P3.5引腳經(jīng)電阻接到發(fā)光三極管N端，當(dāng)輸出為低電平時(shí)，三極管將閃爍發(fā)光。達(dá)到聲光同時(shí)報(bào)警的效果。通過復(fù)位停止報(bào)警。如圖3.3所示。圖3.2聲光報(bào)警電路3.4人機(jī)對話接口電路設(shè)計(jì)LED顯示有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。本設(shè)計(jì)使用并行輸入硬件譯碼靜態(tài)顯示電路，靜態(tài)顯示電路中，各位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段碼線上保持段碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。電路中采用了鎖存譯碼器將P1口低4位輸出的BCD碼譯成七段字型碼，利用P1口高四位做為各鎖存譯碼器的所存信號，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定顯示。LED使用的是共陰極7段數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示電路如圖3.3。 本次設(shè)計(jì)電路中加入4個(gè)按鍵，用于人為報(bào)警和設(shè)置報(bào)警的上限值。按鍵分別接單片機(jī)P2.0、P2.1、P2.2、P2.3端。S1是數(shù)字鍵加，S2是數(shù)字鍵減，S3是確認(rèn)鍵，S4是模擬報(bào)警鍵，當(dāng)按下S4時(shí)蜂鳴器報(bào)警，LED亮；再次按下S4用來取消報(bào)警。具體接線見圖3.3。圖3.3LED顯示電路圖3.4按鍵電路第4章家用煤氣泄漏檢測器軟件設(shè)計(jì)4.1軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述軟件設(shè)計(jì)包含A/D采樣程序、數(shù)據(jù)處理程序、數(shù)碼管顯示程序、按鍵掃描程序、系統(tǒng)報(bào)警程序。當(dāng)傳感器將采集的煤氣信號由ADC0809轉(zhuǎn)化成電壓信號后，由軟件將信號進(jìn)行分析處理，最后由LED顯示電路輸出結(jié)果。4.2流程圖設(shè)計(jì)4.2.1主程序流程圖設(shè)計(jì)開始開始初始化天然氣濃度采集AD轉(zhuǎn)換采集數(shù)據(jù)≥設(shè)定值聲光報(bào)警報(bào)警子程序結(jié)束數(shù)碼管顯示NYY圖4.1程序設(shè)計(jì)流程圖單片機(jī)對A/D轉(zhuǎn)換器傳送的氣體濃度信號進(jìn)行處理，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。對采集的數(shù)字信號進(jìn)行處理和判斷，計(jì)算出待檢測氣體成分及濃度并送到數(shù)碼管顯示器顯示出來。當(dāng)檢測氣體濃度低于設(shè)定報(bào)警閥值的時(shí)候，數(shù)碼管顯示器僅僅顯示測得的可燃?xì)怏w濃度；當(dāng)檢測氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警閥值時(shí)給出聲光報(bào)警。主程序流程圖如圖4.1所示4.2.2模擬量檢測流程圖設(shè)計(jì)ADC0809初始化后，把0通道輸入的0-5V的模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字量00H-FFH，然后將對應(yīng)數(shù)值存儲到內(nèi)存單元。程序框圖如圖4.2啟動啟動ADC0809通道，并延時(shí)100μs讀出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)果存入內(nèi)存單元開始返回轉(zhuǎn)換完？NNYY圖4.2模擬量檢測流程圖4.2.3聲光報(bào)警電路流程圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)由軟件設(shè)定閾值，閾值的千位放入50H中，百位和十位放入5lH，個(gè)位放人52H中。報(bào)警電路分為蜂鳴器報(bào)警電路和發(fā)光報(bào)警電路組成。當(dāng)輸入端P3.5為低電平時(shí)，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。而當(dāng)輸入端為高電平時(shí)不報(bào)警。流程圖如圖4.3所示。A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放入40H、4lH、42H單元，并進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。40H和50H分別存放的是處理后的測量值與閾值的千位的壓縮BCD碼，41H和51H分別存放的是處理后的測量值與閾值的百位、十位壓縮的BCD碼，42H和52H分別存放的是處理后的測量值與閾值的個(gè)位的壓縮BCD碼。NNYN41H中存放較大的BCD碼41H中存放較大的BCD碼開始開始40H中存放較大的BCD碼與閾值相等41H中存放較大的BCD碼與閾值相等返回返回報(bào)警YNYNYYN圖4.3聲光報(bào)警電路流程圖4.3程序清單C程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<math.h>#include<stdio.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlong#defineK_MG_MV120/66unsignedcharcodedispcode0[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//顯示段碼值0~9,不包含DP點(diǎn)ucharcodetable1[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};//顯示段碼值0~9,包含DP點(diǎn)ucharcodetable3[]={0x89,0xC7};sbitLED0=P1^4;//定義第0個(gè)數(shù)碼管sbitLED1=P1^5;//定義第1個(gè)數(shù)碼管sbitLED2=P1^6;//定義第2個(gè)數(shù)碼管sbitLED3=P1^7;//定義第3個(gè)數(shù)碼管sbitalarm=P3^5;//蜂鳴器接口sbitkey_up=P2^0;//數(shù)字鍵加+sbitkey_down=P2^1;//數(shù)字鍵減-sbitkey_ok=P2^2;//確認(rèn)鍵sbitkey_manual=P2^3//模擬手動報(bào)警和解除報(bào)警按鍵bitSetUpFlag=0;bitset_manual=0;ucharkey_manual_num=0;ulonggas_uplimit=150;/********定義變量*********/unsignedchardata1;unsignedcharcount;unsignedcharcycle;unsignedlongdata2;long Value,num=0;uchar temp,getdata;ucharjian,bai,shi,ge;uchartime_ms1;//微秒顯示函數(shù)voidDelayus(uchari){while(--i);}//毫秒顯示函數(shù)voiddelay1ms(uintz){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidad(void)//ad采樣函數(shù){uchartemp_=0x00;//轉(zhuǎn)化初始化ST=0;//開始轉(zhuǎn)換ST=1;ST=0;while(EOC==0)//外部中斷等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束OE=1;//讀取轉(zhuǎn)換的AD值 temp_=Data_ADC0809; OE=0; returntemp_;} voidcal()//計(jì)算把采樣到的值轉(zhuǎn)換成實(shí)際電壓值{ Value=data1*1.0/256*500; Value=Value*K_MG_MV; Value=Value-5; if(Value<0)Value=0;}voiddisplay_temp(intValue){temp=(uchar)(Value/1000);//分離千分位 jian=temp; temp=(uchar)((Value%1000)/100); //分離百分位 bai=temp; temp=(uchar)((Value%100)/10);//分離十位 shi=temp; temp=(uchar)(Value%10);//分離個(gè)位 ge=temp;LED0=1;//先顯示個(gè)位 LED1=0; LED2=0; LED3=0;P2=dispcode0[ge];delay1ms(5);LED0=0;//接著顯示十位 LED1=1; LED2=0; LED3=0;P2=dispcode0[shi];delay1ms(5); LED0=0;//再接著顯示百位 LED1=0; LED2=1; LED3=0;P2=dispcode0[bai];delay1ms(5); if(key_up==0) { delay1ms(10); if(key_up==0) { SetUpFlag=1; gas_uplimit++; if(gas_uplimit==999)gas_uplimit=0; while(!key_up);//等待按鍵釋放 } } if(key_down==0) { delay1ms(10); if(key_down==0) { SetUpFlag=1; gas_uplimit--; if(gas_uplimit==0)gas_uplimit=999; while(!key_down);//等待按鍵釋放 } } if(key_ok==0) { delay1ms(10); if(key_ok==0) { SetUpFlag=0; while(!key_ok);//等待按鍵釋放 } }}voidmanual_simulate(){ if(key_manual==0) { delay1ms(10); if(key_manual==0) {TR1=0;key_manual_num++; set_manual=1; alarm=0; if(key_manual_num==2) { alarm=1; TR1=1;set_manual=0; key_manual_num=0; } while(!key_manual);//等待按鍵釋放 } }}voidAlarm_Limit(){if(Value>=gas_uplimit)//判斷可燃?xì)怏w的濃度是否超出設(shè)定范圍，如超出LED亮并報(bào)警。 { alarm=0; } else { alarm=1; }}voidSysInit_two(void)//初始化定時(shí)器T0{TMOD=0x01; //定時(shí)器工作在方式1 ET0=1; EA=1; TH0=(65536-50000)/256;//對TH0TL0賦值 TL0=(65536-50000)%256;//使定時(shí)器0.05秒中斷一次 TR0=1;//開始計(jì)時(shí)}/*主函數(shù)*/voidmain(){SysInit_two();//初始化定時(shí)器T0while(1){ Key_set_scan(); manual_simulate();if(SetUpFlag==1) { display_set(gas_uplimit); } else { display_temp(Value);//調(diào)用顯示函數(shù) if(set_manual==0)Alarm_Limit(); }}}voidTimer0(void)interrupt1//定時(shí)器T0中斷函數(shù){ TH0=(65536-50000)/256;//對TH0TL0賦值 TL0=(65536-50000)%256;//重裝計(jì)數(shù)初值 time_ms1++;//每50ms加1 if(time_ms1>=10) {time_ms1=0; ad(); cal(); }第5章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析5.1系統(tǒng)原理圖硬件電路分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、聲光報(bào)警電路、LED顯示電路，按鍵電路。總電路圖見圖5.1。圖5.1總體電路圖5.2系統(tǒng)原理綜述本設(shè)計(jì)為利用MQ4氣敏傳感器測量空氣中煤氣濃度并轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳給AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)及其相應(yīng)外圍電路進(jìn)行信號的處理，顯示煤氣濃度值以及超閾值聲光報(bào)警。程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)子程序的功能相對獨(dú)立，便于調(diào)試和修改。而硬件電路又大體可分為單片機(jī)小系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、聲光報(bào)警電路、LED顯示電路，按鍵電路。當(dāng)泄漏的煤氣的濃度超過0.1%時(shí)，檢測儀就會發(fā)生警報(bào)，防止事故的發(fā)生。第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié)本文設(shè)計(jì)的家用煤氣泄露檢測器可快速檢測工作環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度。采用嵌入式微控制技術(shù)，可靠性高，具有清晰的LED顯示屏，聲光報(bào)警提示，保證在非常不利的工作環(huán)境下也可以檢測危險(xiǎn)氣體并及時(shí)提醒預(yù)防。本文中家用煤氣泄露檢測裝置特點(diǎn)如下：1.傳感器校正精度高，提高了報(bào)警準(zhǔn)確性。2.顯示值放大倍數(shù)可以設(shè)置，重啟恢復(fù)正常。3.整機(jī)體積小,重量輕，寬量程，維護(hù)方便。此次設(shè)計(jì)運(yùn)用了單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)，使煤氣泄漏檢測裝置系統(tǒng)數(shù)字化，智能化，微型化。煤氣泄漏檢測是一項(xiàng)十分重要且有意義的工作，盡管本文實(shí)現(xiàn)了檢測器基本要求，但在檢測精度，檢測系統(tǒng)等方面仍可進(jìn)一步改進(jìn)，也仍然存在一些不足需要進(jìn)一步改進(jìn)，如：關(guān)于零點(diǎn)漂移的抑制問題應(yīng)進(jìn)一步研究；關(guān)于報(bào)警器報(bào)警閉值確定問題還需研究以提高檢測的可靠性。

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