可燃气体报警器设计
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摘要随着电子科学技术的发展,电子技术成为安全方面的有力手段,许许多多安全方面的电子产品,是人们的生活的得力助手。
本设计利用单片机技术结合单片机内部自带的A/D转换器构建了一个可燃气体检测报警器。
当环境中可燃气体泄露时,气体报警器检测到可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时,可燃气体报警器就会发出声光报警信号,以提醒工作人员采取安全措施。
本文首先简要介绍了课题的研究背景和目前的国内外的发展状况,然后介绍设计可燃气体检测报警器的设计内容及功能需求,最后详细介绍了可燃气体检测报警器的设计流程,以及硬件系统和软件系统的设计,并给出了硬件电路的设计细节,包括各部分电路的走向、芯片的选择等。
本次设计采用MQ-4气体传感器作为可燃气体的信号采集工具,采集到的模拟电压量经过STC90C54AD单片机内部自带的A/D转换器为数字信号。
单片机采集到的数字信号后经过单片机内部进行简单的数据处理,如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时单片机将蜂鸣器发出报警信号。
在无可燃气体的情况下,发生未知的危险,报警器可以人为的控制按键发出报警信号提醒人们。
关键词:MQ-4传感器;STC90C54AD单片机;数码管显示;报警AbstractWith the development of science and technology, electronic technology has become a powerful means of security, many aspects of electronic security products, is people's lives assistant. This design uses the internal microcontroller chip technology combined with In- ternal A/D converter built a combustible gas detection alarm. When the environment com- bustible gas leak, the gas alarm detects combustible gas concentration reaches the alarm threshold set point, combustible gas alarm will be audible and visual alarm signals to alert staff to take safety measures. This article briefly introduces the research background and the current state of development at home and abroad, and then describes the design of combust-ible gas detection alarm design content and functional requirements, the final details of the combustible gas detection alarm design process, as well as hardware systems and software system design, and gives the hardware design details, including the trend of each part of the circuit, the chip selection and so on.The design uses MQ-4 gas sensor signal acquisition as a tool for combustible gases, the amount collected from the analog voltage comes through STC90C54AD internal microcont-roller A/D converter into a digital signal. Chip digital signal collectedthrough internal micr- ocontroller simple data processing, if the flammablegas concentration reaches a critical point alarm settings when themicrocontroller will buzzer alarm. In the case of non-combustible ga-ses, the occurrence of unknown dangers, the alarm can artificially controlbuttons alarm signal to remind people.Keywords:MQ - 4 sensors; STC90C54AD single chip microcomputer;Digital tube display; Alarm目录1绪论............................................................................................................................1.1本课题研究背景及意义 ...................................................................................1.2国内外发展概况及研究方向 ...........................................................................1.3本课题设计内容 ...............................................................................................2 系统设计原理及功能要求 .........................................................................................2.1选择器件 ...........................................................................................................2.2系统原理及基本框图 .......................................................................................2.3系统实现的功能 ...............................................................................................3 主要元器件选择 .........................................................................................................3.1STC90C54AD单片机......................................................................................3.1.1 STC90C54AD单片机概述 ..................................................................3.1.2 STC90C54AD单片机内部A/D模块 .................................................3.2瓦斯检测设备工作原理分析 (1)3.2.1 MQ-4传感器简介 (1)3.2.2 敏感元件工作原理 (1)4 硬件系统电路设计 (1)4.1可燃气体信号采集及A/D转换模块 (1)4.2数码管显示模块 (1)4.3声光报警模块 (1)4.4按键设置模块 (1)5 软件系统设计 (1)5.1系统主程序 (1)5.2浓度测量子程序 (1)5.3按键设置子程序 (1)5.4模拟报警子程序 (1)5.5浓度显示子程序 (2)6 系统仿真 (2)6.1P ROTUES仿真软件介绍 (2)6.2仿真效果图 (2)7 软件调试 (2)7.1K EIL编程软件介绍 (2)7.2程序下载及调试 (2)8 硬件调试 (2)8.1电源的检测与调试 (2)8.2MQ-4传感器及CPU的调试 (2)8.3显示电路及报警电路调试 (2)8.4运行效果 (3)结论 (3)致谢 (3)参考文献 (3)附录A 英文原文 (3)附录B 汉语翻译 (4)附录C 源程序 (5)附录D 原理图 (7)1绪论1.1 本课题研究背景及意义我国是煤炭生产大国,随着煤矿机械化程度的提高,矿井生产能力和生产效率普遍加大,煤炭年产量居世界首位,产煤量占世界总产煤量的20%。
可燃气体检测及报警设计方案一、引言随着社会的发展和科技的进步,各类可燃气体的使用越来越广泛,如天然气、煤气和液化气等。
同时,可燃气体泄漏也可能导致火灾、爆炸等危险后果。
因此,设计一套可燃气体检测及报警系统非常重要,用于及时发现和报警可燃气体泄漏,保障人们的生命财产安全。
二、系统方案1.系统组成(1)可燃气体传感器:用于检测空气中的可燃气体浓度。
(2)控制器:采集传感器数据,并进行分析处理。
(3)报警器:当控制器判断可燃气体浓度超过预设值时,发出声光报警信号。
2.系统工作原理(1)可燃气体传感器感知空气中的可燃气体浓度,将测量数据发送给控制器。
(2)控制器接收传感器数据,并进行分析处理。
当可燃气体浓度超过设定的报警阈值时,触发报警器。
(3)报警器接收到控制器的报警信号后,发出声音和光照报警信号,提醒人们注意可燃气体泄漏的危险。
三、系统设计要求1.灵敏度:系统应具备足够的灵敏度,能够及时检测到空气中的可燃气体浓度变化。
2.可靠性:系统应具备高可靠性,能够准确判断可燃气体浓度是否超过设定值,避免误报和漏报的情况。
3.实时性:系统应具备实时性,能够及时发出报警信号,在危险发生前提醒人们采取措施。
4.易于安装和维护:系统设计应考虑到安装和维护的便捷性,方便用户操作和维护。
四、系统实施方案1.传感器选择:根据实际需求选择适合的可燃气体传感器。
2.控制器设计:设计一个能够接收传感器数据的控制器,可以对接多个传感器,进行数据处理和判断。
3.报警器设计:设计一个报警器,能够根据控制器的指令发出声光报警信号,提醒人们注意危险。
4.系统集成:将传感器、控制器和报警器相互连接,形成一个完整的可燃气体检测及报警系统。
5.安装和调试:按照设计要求,将系统的各个部件安装在合适的位置,并进行调试和测试。
6.培训和维护:对用户进行系统的使用培训,并定期进行系统维护和检修,确保系统的稳定运行。
五、总结通过可燃气体检测及报警设计方案,我们可以提供一套灵敏、可靠、实时性强的可燃气体检测与报警系统。
以我给的标题写文档,最低1503字,要求以Markdown 文本格式输出,不要带图片,标题为:可燃气体报警器方案# 可燃气体报警器方案## 引言可燃气体报警器是一种常见的安全设备,用于检测环境中是否存在可燃气体,并在检测到安全风险时发出警报。
本文将介绍一种可燃气体报警器的方案,包括所需器件、工作原理和设计要点。
## 所需器件在设计可燃气体报警器时,我们需要以下主要器件:1. 可燃气体传感器:用于检测环境中的可燃气体浓度。
2. 控制器:用于收集传感器数据并判断是否发出警报。
3. 警报器:用于发出声音或光线信号,以警示人们存在安全风险。
除了以上主要器件外,我们还需要一些辅助器件,如电源模块、通信模块等,以完善报警器的功能。
## 工作原理可燃气体报警器的工作原理可以总结如下:1. 传感器检测:可燃气体传感器持续检测环境中的可燃气体浓度。
根据传感器的工作原理,当环境中的可燃气体浓度超过设定阈值时,传感器会输出一个信号。
2. 数据传输:传感器输出的信号被传输到控制器。
控制器负责采集传感器数据,并进行处理和分析。
3. 风险判断:控制器根据传感器数据进行风险判断。
如果传感器检测到的可燃气体浓度超过安全阈值,控制器将触发警报器。
4. 警报发出:警报器根据控制器的触发信号发出相应的警报信号,以提醒人们存在安全风险。
## 设计要点在设计可燃气体报警器时,有几个关键要点需要考虑:1. 灵敏度:传感器的灵敏度是关键。
它应该能够准确地测量环境中的可燃气体浓度,并在超过安全阈值时及时发出信号。
2. 反应时间:报警器的反应时间也非常重要。
当检测到可燃气体浓度超过阈值时,报警器应该能够迅速响应,以减少安全风险。
3. 可调性:可燃气体报警器应该具有可调性,以适应不同环境条件和需求。
例如,用户可以调整安全阈值或警报器的声音大小。
4. 可靠性:报警器需要具备高可靠性,以确保在任何时候都能正常工作。
这包括稳定的传感器性能、可靠的数据传输和稳定的警报器输出。
设计说明书课题名称可燃气体报警器系别电气电子工程系专业应用电子技术班级圆方1101班姓名向文秀学号110603111102(36号)指导教师起讫时间: 2012 年 5 月21 日~ 2012 年 6 月1 日(共 2 周)目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1可燃气体报警器的发展趋势 (4)1.2可燃气体报警器的设计意义 (5)第二章设计框图 (5)第三章单元电路设计 (5)3.1MQ-5型传感器的设计 (5)3.2比较器的设计(LM358) (7)3.3光指示灯设计 (9)3.4 延时电路的设计 (9)3.5 声报警的设计 (10)3.6 电源电路的设计 (11)第四章电路设计分析与调试 (13) (13)4.1分析与调试 (14)第五章元器件清单 (15)第六章总结 (15)第七章电路板 (16)摘要第一章绪论1.1可燃气体报警器的发展趋势近年来,全国燃气行业发展迅猛,可燃气体报警器也成为了而泛博用户的必备选择,液化气、自然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工贸易和城镇居民用户中得到广泛应用,可燃气体报警器特别是跟着“西气东输”工程的快速进展,燃气行业发展潜力巨大。
城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和进步居民的糊口质量施展了巨大的作用。
但是跟着燃气的广泛应用,因为燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生,这在某种程度上增加了城市的不安全和不不乱因素。
为了使燃气更好地造福于民,可燃气体报警器,燃气报警器,煤气报警器,气体检测仪造福于社会,减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故,各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。
首先我们应对国家尺度划定的燃气报警器的种类有所了解。
可燃气体报警器,燃气报警器,煤气报警器,气体检测仪燃气报警器可分为可燃气体检漏仪(简称“检漏仪”),可燃气体报警控制器(简称“控制器”)、可燃气体探测器(简称“探测器”)、家用可燃气体报警器(简称“报警器”)四大系列产品。
可燃气体报警器的工程方案1. 引言本文档旨在提供一个可燃气体报警器的工程方案,以确保工程的顺利进行和安全性。
可燃气体报警器是一种用于检测和报警可燃气体泄漏的设备,具有广泛的应用领域,如工业、商业和居住等。
本方案将涵盖工程的设计、安装和维护等方面。
2. 设计阶段在设计阶段,我们将采取以下步骤:2.1 需求分析首先,我们将与客户合作,了解其需求和特定环境。
这包括气体类型、气体浓度阈值、监测区域的大小和布局等。
通过详细的需求分析,我们可以确定最合适的报警器类型和数量。
2.2 报警器选择根据需求分析的结果,我们将选择合适的可燃气体报警器。
我们将考虑报警器的灵敏度、响应时间、稳定性和适应性等因素。
2.3 布局设计在布局设计阶段,我们将根据监测区域的大小和布局,确定报警器的安装位置。
我们将遵循相关的安全标准和建议,并确保报警器能够覆盖整个监测区域。
2.4 电气设计在电气设计中,我们将制定电气连接图和线路设计,确保报警器与电源和控制系统的正确连接。
我们将使用安全可靠的电气元件,并考虑到电气安全因素,如过载和短路保护。
3. 安装阶段在安装阶段,我们将执行以下任务:3.1 材料准备我们将准备所需的安装材料,包括报警器、电缆、接线盒和安装附件等。
所有材料均应符合相关的安全标准和规范。
3.2 报警器安装按照布局设计中确定的位置,我们将进行报警器的安装。
安装过程中,我们将确保报警器固定牢固、线路连接正确、接地可靠,并进行必要的测试和校准。
3.3 电气连接我们将根据电气设计,进行电气连接。
这包括将报警器与电源和控制系统连接,并进行必要的绝缘和接地措施。
4. 维护阶段为确保报警器的长期可靠运行,我们将制定维护计划,并执行以下任务:4.1 定期检查定期检查报警器的工作状态和性能。
这包括检查电气连接是否正常、传感器是否灵敏、报警器是否响应迅速等。
4.2 清洁和校准定期清洁报警器,去除灰尘和污垢,以保持其灵敏度和准确性。
必要时,进行传感器的校准,以确保其准确测量可燃气体的浓度。
可燃气体报警器的设计首先,可燃气体报警器的关键部件是传感器。
传感器的选择应根据所需检测气体的种类进行,常见的可燃气体有天然气、液化气等。
传感器可以选择化学传感器、热电传感器或半导体传感器等,具体选择根据其灵敏度、稳定性和响应时间等指标进行考虑。
同时,传感器的布置也很重要,应尽量使其能够覆盖整个空间,并避免被阻挡物挡住。
其次,信号处理与判断是确保可燃气体报警器准确工作的关键。
传感器所感测到的气体浓度信号需要经过放大、滤波等处理,以提高其精度和稳定性。
然后,根据设定的阈值,对处理后的信号进行判断,当浓度超过阈值时,就应触发报警装置。
此外,还可以根据需要加入一些附加功能,如呼叫警报中心或发送短信提醒等。
报警方式与反应时间也是可燃气体报警器设计中需要考虑的因素。
报警方式可以选择声光报警或仅声报警,根据不同的使用环境和需求进行选择。
声光报警可以提高人们对报警的感知度,尤其对于那些听力不敏感或在嘈杂环境中的人员更加有效。
而反应时间则是指报警器从检测到可燃气体超过阈值到发出警报的时间间隔。
反应时间应尽量短,以保证及时警报,减少安全风险。
此外,可燃气体报警器还可以加入一些其他功能,如自动校准、故障自检等。
自动校准功能可以定期对传感器信号进行校正,以避免长期使用导致的误差累积。
故障自检功能可以对整个报警器进行自检,包括传感器状态、报警装置状态等,以确保设备的正常工作。
综上所述,可燃气体报警器的设计应注重传感器的选择与布置、信号处理与判断、报警方式与反应时间等因素,以保证报警器的准确性、及时性和稳定性。
同时,还可以考虑加入一些附加功能以提高报警器的使用便利性。
通过合理的设计和制造,可燃气体报警器能够起到有效的安全预警作用,更好地保障人们的人身和财产安全。
家用可燃气体报警器的设计学生:指导教师内容摘要:本设计采用了GS系列的传感器,将一定浓度的气体转换为电压显示,并通过ADC0809将电压信号转换为模拟信号,再交由AT89C51中进行分析和处理。
为了方便用户能进行直观的了解,3位LED显示器的静态显示接口是AT89C51外接3片74LS164,数据输出线是该器件的RXD,移位时钟脉冲为TXD。
TTL单向8位移位寄存器是74LS164,最终可达到并行输出,串行输入,8位移位寄存器74LS164会将静态显示出来。
在拟定警报预设值后,单片机控制音乐和闪光效果会体现出警报。
单片机的操作了程控一氧化碳报警器的全部设置。
着以程序对一氧化碳的浓度进行24小时不间断监控,当有毒有害危险气体超出了我们预定的危险值后,我们设计的电路便会自动进行报警处理,电路此功能的实现是外接排风扇与电磁阀相合作完成进行的,为防不测。
在程序正常运行的时候难免会出现程序系统陷入了死循环,面对这种情况的时候我们需要在程序陷入了死循环的时候利用X25045芯片组成的电路进行复位,从而避免了断开整个系统的连电,由此引荐电路得到了保护。
单片机AT89C51是数字气体报警器的主要应用器件,性价比十分高。
以此为设计核心展开对可燃气体的泄漏的报警装置的设计,接下来给出所有的设计原理与硬件电路和程序的设计。
关键词:气体泄露报警器一氧化碳AT89C51单片机Design for household combustible gas alarmAbstract:The design of the GS series of sensors,will be placedon the test environment measured the concentration of gas converted to analog voltage,and then through the ADC0809will be converte d to analog voltage digital signal,into the SCM AT89C51in the pr ocess.To users of gas concentrations in real-time understanding,AT8 9C51will be linked three74LS164externally as the three LED display static display interface,and the MCU RXD as the output dat a line,TXD as a shift clock pulse.74LS164TTL is a one-way8-bit register displacement which can be realized enter serial,parallel o utput,through the8-bit shift register74LS164can be static display .By setting the alarm level,the MCU control LED and music IC alarm at the same time.SCM control use of technology,produced a program-controlled carbon monoxide alarm.The instrument of carbon m onoxide(CO)for real-time monitoring,when the concentration of carbo n monoxide is more than allowed value,the control circuit for alar m,and through an external electromagnetic valve row fans and their program-controlled,to preventaccidents.In addition procedures to prevent a cycle of death,also used x25045watchdog circuit chip composed of a death in the process so that when the MCU reset cycle,instead of the whole s ystem off,thereby protecting the hardware circuit.As designed by the number of gas alarm using SCM AT89C5 1,it is cheap,stable performance,easy-production.GS to gas senso rs and AT89C51microcontroller as the core design of gas leakage alarm,the alarm system design method is simple,use good effect,th e following is a gas leakage alarm the general design principles,th e key hardware and all The software program design.Keywords:Co Leaking gases alarm AT89C51 microcomtuper GS Gases Sensors家用可燃气体报警器的设计1 绪论1.1研究背景及意义随着煤气或天然气被多数家庭使用,每年因煤气泄漏造成的各类事故中,一氧化碳中毒占多数,气体泄漏爆炸引起的致死致伤事故更是高发。
可燃气体报警器系统施工组织设计方案1. 引言本文档旨在为可燃气体报警器系统施工组织设计方案提供指导和参考。
该设计方案旨在确保可燃气体报警器系统的顺利施工和使用,以防范火灾和保障人员安全。
2. 施工组织管理2.1 项目负责人指定一名具有相关专业知识和经验的项目负责人,负责整个施工过程的组织、协调和管理。
2.2 施工人员根据项目规模和要求,确定足够数量的合格施工人员,包括工程师、技术人员和施工工人。
2.3 安全措施制定详细的安全措施和操作规程,确保施工过程中安全可控。
施工人员应严格遵守安全规定,佩戴必要的个人防护装备。
3. 施工流程3.1 前期准备- 确定施工区域和范围。
- 确定施工时间和计划。
- 提前准备所需材料、设备和工具。
3.2 安装布线按照设计要求,进行可燃气体报警器的安装布线工作,保证线路的正确连接和稳定运行。
3.3 系统组装与调试将所需设备进行组装,并进行系统调试以确保报警器系统的功能正常。
3.4 定期检测与维护安装完毕后,根据相关标准和要求,定期对可燃气体报警器系统进行检测与维护,确保其长期有效运行。
4. 施工质量和验收4.1 施工质量控制制定施工质量控制措施,包括施工记录、巡检和整改等,确保施工质量符合相关标准和规范。
4.2 施工验收完成施工后,进行施工验收工作,确保可燃气体报警器系统的安装和功能符合设计要求和安全标准。
5. 环境保护与资源利用5.1 环境保护在施工过程中,严格遵守环境保护要求,防止污染和破坏环境。
5.2 资源利用合理利用施工过程中的资源,减少浪费,提高资源利用效率。
6. 安全风险与应急预案6.1 安全风险评估对施工过程中可能存在的安全风险进行评估,并采取相应措施加以控制和防范。
6.2 应急预案制定详细的应急预案,以应对突发事件和事故,保障人员的安全和项目的顺利进行。
7. 施工组织设计方案的审批与变更7.1 审批程序明确施工组织设计方案的审批程序和相关部门的责任。
7.2 变更管理对施工组织设计方案的变更进行管理,确保变更符合相关法规和规定。
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级2011级自动化1班课程自动化专业课程设计题目可燃气体报警器设计学号0803110104学生姓名孙辉指导教师谢常健2014年12月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名孙辉专业班级2011级自动化1班学号0803110104指导教师谢常健职称讲师教研室自动化教研室课程自动化专业课程设计题目可燃气体报警器设计任务与要求设计一个由单片机控制的可燃气体报警器。
1.学习单片机的硬件及软件知识。
2.掌握传感器的基本知识、工作原理及使用方法。
3.报警器能够设定可燃气体的报警浓度。
4.报警器正常工作时绿灯闪烁,报警器不报警。
报警时能实现声、光电报警。
5.可实现故障报警,但与可燃气体超标报警有区别。
6.可燃气体超标报警时应能启动断气驱动接口。
7.设计、安装、调试所设计的电路,要求画出完整的电路图,详细说明电路工作原理,完成设计总结报告。
开始日期 2014.11.23 完成日期 2014.12.202014年12 月20 日目录一.设计目的 (1)二.设计任务和要求 (1)三.总体设计方案 (1)四.功能模块设计与分析 (3)五.电路的安装与调试 (9)六.实验仪器及元器件清单 (11)七.心得体会 (11)附录系统电路图 (12)一、设计目的本设计是用单片机控制的浓度报警器,掌握由80c52芯片及半导体陶瓷式气体传感器MQ-2。
设计出一个由80c52为主控芯片,传感器MQ-2为检测模块的烟雾报警系统。
传感器来检测外部气体的浓度,结合外部硬件电路实现对可燃气体进行报警控制装置,从而浓度超标达到报警效果。
二、设计要求和任务1.设计任务:(1)学习单片机的硬件及软件知识。
(2)掌握传感器的基本知识、工作原理及使用方法。
(3)设计、安装、调试所设计的电路,要求画出完整的电路图,详细说明电路工作原理,完成设计总结报告。
2.设计要求:(1)报警器正常工作时绿灯闪烁,报警器不报警。
(2)报警时能实现声、光电报警。
(3)可实现故障报警,但与可燃气体超标报警有区别。
(4)可燃气体超标报警时应能启动断气驱动接口。
三、总体设计方案1.方案的选择和论证:本设计方案利用芯片80c52为主控制器,并对其进行程序控制,先有气体传感器MQ-2对室内的空气进行采集,再通过AD转换器ADC0808进行模-数转化,最后得出空气中的气体浓度是否超标,如果没有超标则进行下一组的气体采集,如果超标则进行声、光、电报警。
(1)气体传感器的选择:可燃性气体传感器是一个气-电变换器,它的作用是把可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转换为电信号,进而由单片机采集信号、数据处理、浓度显示以便报警控制。
传感器作为对可燃气体的敏感元件,是各种类型之一。
以下是对气体传感器的分类:a.半导体气体传感器。
b.固体电解质气体传感器。
c.高分子气体传感器。
d.接触燃烧式气体传感器。
e.电化学传感器。
(2)MQ-2传感器MQ-2可燃气体传感器对一氧化碳,甲烷及液化石油气具有很高的灵敏度和良好的选择性。
具有长期的使用寿命和可靠的稳定性,驱动电路简单,较大的电信号输出。
适宜于一氧化残,甲烷和液化石油气的探测。
(3)软件编程方案的确定C语言是一种功能很强的程序设计语言,也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。
C语言易于读写、调试和修改,可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备,如磁盘、存储器、CPU、I/O端口等。
C语言的代码简短、占用内存少、执行速度快,是高效的程序设计语言。
本方案中以上面的流程图为主导思想利用C语言的上述特点给主控制器80c52进行编程,使程序易于读写、调试和修改,使程序的运行和执行速度大大提高。
(4)系统原理总框图:系统复位后,首先进行定时器初始化,液晶模块初始化,串行口初始化。
然后启动A/D转换通道,读取转换结果,重新标度变换,并且保存数值结果。
如果接收到上位机发来的信号,就将对应的浓度值传送给上位机进行后续处理,程序框图如下:图1 系统原理框图四、功能模块设计与分析1.80c52功能的简介:STC80C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
主要特性如下:a. 增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051.b. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机)c. 工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz 。
d. 用户应用程序空间为8K字节e. 通用I/O口(32个),复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉,P0口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为I/O口用时,需加上拉电阻。
f. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片g. 具有EEPROM功能,具有看门狗功能管脚如下图:图2 80c52引脚图引脚功能说明:VCC(40引脚):电源电压。
VSS(20引脚):接地。
RST(9引脚):复位输入。
XTAL1(19引脚):振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2(18引脚):振荡器反相放大器的输入端。
ALE(30引脚):地址锁存控制信号(ALE)P0端口(P0.0~P0.7,39~32引脚):P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
作为输出端口,每个引脚能驱动8个TTL负载,对端口P0写入“1”时,可以作为高阻抗输入。
P1端口(P1.0~P1.7,1~8引脚):P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口。
P1的输出缓冲器可驱动(吸收或者输出电流方式)4个TTL输入。
P2端口(P2.0~P2.7,21~28引脚):P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P2的输出缓冲器可以驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。
P3端口(P3.0~P3.7,10~17引脚):P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 端口。
P3的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。
下图为80c52单片机芯片在可燃气体报警器设计中的仿真电路图,通过用C 语言对80c52进行编程,达到控制电路的作用。
单片机最小系统图3 单片机最小系统2.ADC0808转换器ADC 0808和ADC 0809除精度略有差别外(前者精度为8位、后者精度为7位),其余各方面完全相同。
它们都是CMOS器件,不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分,而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑,因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。
利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换,在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
ADC0808引脚图如下:图4 ADC0808引脚主要技术指标和特性:(1)分辨率: 8位。
(2)总的不可调误差: ADC0808为±21LSB,ADC 0809为±1LSB。
(3)转换时间:取决于芯片时钟频率,如CLK=500kHz时,TCONV=128μs。
(4)单一电源: +5V。
(5)模拟输入电压范围:单极性0~5V;双极性±5V,±10V。
(6)具有可控三态输出缓存器。
(7)启动转换控制为脉冲式(正脉冲),上升沿使所有内部寄存器清零,下降沿使A/D转换开始。
(8)使用时不需进行零点和满刻度调节。
3.信号采集该模块主要用MQ-2完成,使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
可燃气体浓度与电压是非线性关系,不同的MQ-2由不同的特性,需要用标准气校准才行,因此在仿真中把它们当做线性处理,实际过程中进行电气校准。
MQ-2输出模拟电压给单片机。
下图是MQ-2模块电路图:图5 MQ-2模拟模块及外部AD采集模块4.报警模块采集到的数字信号经过单片机计算后如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时,单片机将控制蜂鸣器报警,同时LED闪烁。
如下图所示报警模块电路:图6 报警模块与浓度设置模块5.总电路设计与原理该设计由气体传感器、A/D转换模块、显示电路、声光报警电路等部分组成。
当传感器所处环境中存在可燃气体时传感器随着气体中可燃气体浓度的增大而增大时,增大到一定程度。
使用简单的电路即可将电导率的变化转化为相应的的输出信号。
采集到的电压信号经过A/D转换模块转换为数字信号,经过单片机处理后,由显示电路显示可燃气体浓度值。
声光报警电路由蜂鸣器、发光二极管构成。
当可燃气体浓度超过设定的报警点时,由软件控制报警。
实验原理电阻型半导体气敏传感器气敏元件的敏感部分是金属氧化物微结晶粒子烧结体,当它的表面吸附有被测气体时,半导体微结晶粒子接触介面的导电电子比例就会发生变化,从而使气敏元件的电阻值随被测气体的浓度改变而变化,从而达到报警效果。
总电路图如下:图7 总电路图五、电路的安装与调试1.仿真系统复位后,首先进行定时器初始化,液晶模块初始化,串行口初始化。
然后启动A/D转换通道,读取转换结果,重新标度变换,并且保存数值结果。
如果接收到上位机发来的信号,就将对应的浓度值传送给上位机进行后续处理。
工作时总电路图:图8 总电路图2.仿真图功能说明:(1).swi为个十位选择,add为加,sub为减。
这三个按键可以实现设定浓度的作用。
(2).调节滑动变阻器实现可燃气体浓度模拟,上面的百分比即为可燃气体浓度。
(3).可燃气体浓度为超标,绿灯闪烁。
可燃气体超标,绿灯常亮,蜂鸣器报警。
3.注意(1)AD转换器用ADC0809,但protues中ADC0809不具有仿真模型,所以在仿真中用ADC0808代替。
(2)OUT为预留端口,启动断气驱动接口。
六、实验仪器及元器件清单80c52单片机芯片、显示器(液晶,数码管等)、A/D装换芯片ADC0808、MQ-2传感器、二极管、蜂鸣器、protues软件七、心得体会同时,我也明白了现在的我们还很欠缺实践经验,以后一定多动手,多和周围的人一起努力。
通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关80c52芯片编程方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
过而能改,善莫大焉。
在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获取。
最终的检测调试环节,本身就是在践行“过而能改,善莫大焉”的知行观。