(完整版)AT89C51一氧化碳报警设计
一氧化碳检测报警装置

基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计摘要本设计采用MQ-7传感器,利用A/D转换将其所测室内环境中的一氧化碳浓度转化为电压信号,紧接着通过ADC0809将模拟电压信号直接转化为数字电压信号送入单片机,让AT89C51进行运算和处理。
A/D转换器的精度直接影响数据显示的准确度。
为了方便广大用户实时了解一氧化碳监测装置所处环境中的一氧化碳浓度值,本设计采用了LCD1602液晶显示器对当前环境中的一氧化碳浓度和当前设置的报警值进行实时显示。
报警值可以通过预先设置的三个按键进行设置,其中一个按键是选定按键,按下以后进入设置状态光标开始闪烁,通过另外两个键可以对报警值设置进行加减,最后再按一下选定按键进行确认,当前报警值就被保存进单片机。
如果气体浓度达到或者超过预先设置好的报警值,那么由单片机控制的发光二极管和蜂鸣器会同时发出报警信号:红色发光二极管会不停地闪烁,蜂鸣器发出叽叽的叫声,同时继电器会吸合启动排风扇,及时将一氧化碳排出降低所检测环境中的一氧化碳浓度。
关键词:单片机,传感器,ADC0809,液晶显示器Microcontroller-based carbon monoxide monitoring and alarmsystem designABSTRACTThis design uses the MQ-7 sensor will measure its concentration of carbon monoxide in the indoor environment into a voltage signal , followed by ADC0809 analog voltage signal into a digital voltage signal directly into the microcontroller , allowing AT89C51 judgment and processing. To facilitate the understanding of the majority of users in real time concentration of carbon monoxide monitoring devices in their environment carbon monoxide , the design uses a liquid crystal display 1602 in the current environment and carbon monoxide alarm values are currently set for real-time display . Alarm value can be set by the three pre-set buttons , one button is selected keys, press enter after setting state cursor starts blinking , you can add or subtract to the alarm settings through two key and click the last election set button to confirm that the current alarm value is saved into the microcontroller . If the gas concentration reaches or exceeds a pre-set alarm value , then controlled by the microcontroller both LEDs and buzzer alarm signal: red LED will blink , Jiji buzzer sounds , while relay will pull the exhaust fan starts promptly detected carbon monoxide exhaust to reduce the concentration of carbon monoxide in the environment .KEY WORDS: Microcontroller, sensors, ADC0809, LCD monitors目录前言 (1)第1章×××××× (2)1.1 ×××××× (2)1.1.1 ×××××× (2)1.1.2 ×××××× (2)1.1.3 ×××××× (4)第2章×××××× (6)2.1 ×××××× (6)2.1.1 ×××××× (6)2.1.2 ×××××× (6)2.2 ×××××× (8)2.2.1 ×××××× (8)第3章×××××× (12)3.1 ×××××× (12)3.1.1 ×××××× ....................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的煤气报警器设计(1)

毕业论文(设计)基于单片机的煤气报警器设计学生姓名:王汉东指导教师:张妍(讲师)合作指导教师:专业名称:通信工程所在学院:信息工程学院2013年 6 月目录摘要..................................................... Abstract ................................................. 第一章前言 01.1研究目的和意义 01。
2国内外研究现状 01。
3研究内容和方法 0第二章系统总体概述 (2)2.1天然气报警的设计思路 (2)2。
2系统的设计要求及基本功能 (2)2。
3系统结构框图 (2)2.4方案的选择 (3)第三章硬件设计 (4)3.1主控单片机模块 (4)3.2气体传感器模块 (7)3。
3模数转换模块 (13)3.4声光报警模块 (16)3。
5LED显示模块 (17)第四章软件设计 (19)4。
1单片机编程 (19)4.2主程序 (21)4。
3调零子程序 (22)第五章结论与建议 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录一程序代码 (30)附录二系统大图 (36)摘要随着改革开放,与西部大开发战略的深发展。
使得液化石油气、煤气、天然气随着经济水平和科学技术的高速发展已经进入寻常家庭,提高了城市的生活品质,也使得人们对生活质量和生活环境的改善越来越重视。
不过同时也给人们带来了一定的潜在的危险,其中一氧化碳(CO)是最主要的危险源.一氧化碳进入体内后会和血红蛋白相结合,使血液中的含氧量减少,使人缺氧死亡,或者造成财产的损失.因此研究各种气体的检测方法与报警也随之成为一个重要课题,同时对于煤气气体的检测与控制就变得很重要了。
本课题设计煤气报警采用了AT89C51单片机为报警器的核心部件,对煤气报警器进行控制.同时选用气体传感器MQ— 9同时与ADC0808转换器连接,将模拟信号转换为数字信号使得单片机能处理,经AT89C51单片机处理,并对处理后的数据进行分析,是否大于设定的气体浓度值,如果是的话则会自动启动报警电路发出报警声音,反之则不会报警.关键词:气体传感器,气体泄露报警器,AT89C51单片机AbstractThe West—East Gas liquefied petroleum gas, natural gas as the economic level and the rapid development of science and technology into the homes of families to improve the quality of life of the city, also makes it the quality of life brought great convenience to people's livesand the improvement of the living environment more and more attention。
基于AT89C51的防盗报警系统的设计

2014届本科生毕业论文分类号:TP277题目:基于AT89C51的防盗报警系统的设计作者姓名:学号:学院:专业:指导教师姓名:指导教师职称:2014年5月13日摘要防盗报警系统采用了由热释电红外传感器和振动位移传感器构成的复合式传感器,这种防盗器安装隐蔽,同时它的信号经过单片机系统处理后方便与PC机通信,便于多用户统一管理。
防盗报警系统设计包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分设计主要包括检测电路接收信号,LED控制电路控制发光及驱动执行报警电路执行报警等。
软件部分设计主要包括中断、定时等程序设计来实现声光报警的作用。
此设计实现的功能简单而实用。
当人员外出时,可把报警系统设置在外出布防状态,探测器工作起来。
当有人闯入时,传感器将探测到动作,设置在监测点上的探头将人体辐射的红外光谱和振动的位移变换成电信号。
此信号经放大电路、比较电路送至门限开关,打开门限阀门送出TTL电平,然后经锁存器送至AT89C51单片机,又经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。
关键词:单片机;红外传感器;信号接收;报警电路AbstractAnti-theft alarm system adopted by the pyroelectric infrared sensor and vibration displacement sensor is composed of compound sensor, the alarm installed concealment, while its signal after dealing with the single chip microcomputer system convenient communication with a PC, facilitate unified management among multiple users.Burglar alarm system design including hardware and software design of two parts. Hardware design mainly includes the received signal detection circuit; LED control circuit control shine and drive perform alarm circuit alarm, etc. Software part design mainly includes the interrupt, timing, such as program design to achieve the effect of sound and light alarm. This design to realize the function of simple and practical.When people go out can set the alarm system in the protection state, detector work. When someone broke into, sensors will detect movement, set on the monitoring of the probe will human radiation of infrared spectra and vibration displacement into electrical signals. The signal amplifying circuit, compare circuit, to the threshold switch, open the threshold valves out TTL level, and then by the latch to AT89C51, and after microcontroller processing operation drive execution alarm circuit warning voice.Key words: single chip microcomputer; Infrared sensor; Reception; Alarm circuit目录绪论 (1)1 传感器的介绍 (2)1.1热释电红外传感器简单介绍 (2)1.1.1 热释电红外传感器的内部电路框图 (2)1.1.2 PIR的原理与特性 (3)2 AT89C51单片机的简单概述 (4)2.1 AT89C51单片机的基本组成功能方块图 (4)2.2 AT89C51管脚的说明 (4)3 方案设计 (7)3.1 总体设计思路 (7)3.2 具体电路模块设计 (7)3.2.1 热释电红外传感器原理 (7)3.2.2 放大电路的设计 (8)3.2.3 时钟电路的设计 (8)3.2.4 复位电路的设计 (9)3.2.5 发光二极管报警电路的设计 (9)3.2.6 声音报警电路的设计 (10)4 软件设计 (11)4.1 软件的程序实现 (11)4.2 主程序工作流程图 (11)4.3 中断服务程序工作流程图 (12)4.4 软件仿真 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录一设计编程程序 (16)附录二单片机控制的红外防盗报警器原理图 (17)附录三单片机控制的红外防盗报警器PCB图 (19)附录四 proteus仿真原理图 (20)致谢 (21)绪论随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护意识在不断的增强,因而对防盗措施提出了新的要求。
AT89C51单片机控制电路 防盗报警

智能无线防盗报警器的设计摘要:介绍一款功能三富、易于扩殿的家居智能电子系统,由AT89C51单片机控制电路、无线收发电路、DTMF(双音多频)电路、语音录放电路、电话接口电路等部分组成。
系统核心功能是防盗报警,由无线门磁探测盗情,通过带编码、解码芯片的无线身频模式块收发信号,进行现场报警,同时通过因定电电话线以DTMF方式自动反拨号,电话接通后向对方播放预先录制的报警信息。
系统还可自动接通户主打回的电话,利用DTMF解码远程电话按键信号,传送到单片机,对室内开关电路进行控制。
关键词:AT89C51;DTMF;防盗报警器;远程控制0 引言传统的有线防盗报警器都是检测到有盗情的时候只在本地发出警报声音,内部没有控制器,易被破坏失效,安装、扩展也不方便。
本文设计的无线防盗报警器利用单片机控制,功能强大,并且易于扩展成多用途的智能家居系统。
1系统硬件电路1.1总体结构智能报警系统硬件总体结构如图1所示,主要包括中央控制器、发射接收模块、DTMF (双音多频)模块、语音模块、电话接口模块等。
图1 系统硬件总体结构框图1.2中央控制器选用AT89C51单片机,电路见图2。
P3.2(INT0)连接防盗探测器,用来检测盗情,如果盗情发生,触发外部中断0。
P2.1连接语音电路,实现语音的回放控制。
P2.3连接电话接口芯片,实现模拟摘挂机控制。
P1.0输出模拟远程控制。
P1.4连接报警蜂鸣器。
P0.0~P0.3分别与MT8888的D0~D3相连,用做数据总线。
P2. 0与MT8888的RS0相连,控制MT8888 内部寄存器的选择。
P2. 7与MT8888的CS控制MT8888的选通。
P3. 3(INT1)连接电话接口芯片的24脚,用来检测振铃。
P3. 6、P3. 7分别与MT8888的WR和RD相连,控制MT8888的读写操作。
图2中央控制器电路1. 3探测器及无线发射、接收电路探测器选用无线门磁,由一块永磁体和门磁主体(内部有一个常开型的干簧管)两部分组成。
基于AT89C51单片机的可燃气体报警器设计

摘要本设计利用GS系列传感器,将置于测试环境中待测气体的浓度转换为模拟电压,再通过ADC0809将模拟电压转换为数字信号,送入单片机AT89C51中进行处理。
为了用户对气体浓度进行实时了解,将AT89C51外接3片74LS164作为3位LED显示器的静态显示接口,把单片机的RXD作为数据输出线,TXD作为移位时钟脉冲。
74LS164为TTL单向8位移位寄存器,可实现串行输入,并行输出,通过8位移位寄存器74LS164可进行静态显示。
通过设置报警值,用单片机控制发光二极管和音乐IC同时报警。
利用单片机控制技术,制作了程控一氧化碳报警器。
该仪器对一氧化碳(CO)进行实时监控,当一氧化碳的浓度超过允许值时,控制电路进行报警,并通过外接排风扇与电磁阀对其进行程控,以防事故的发生。
另外为了防止程序陷入死循环,还利用x25045芯片组成的看门狗电路在程序陷入死循环时让单片机复位,而不用整个系统断电,从而保护了硬件电路。
由于所设计的数字气体报警器采用单片机AT89C51,其价格便宜,性能稳定,易于产品化。
以GS气体传感器和AT89C51 单片机为核心,设计气体泄漏报警器,该报警器设计方法简单易行,使用效果良好,下面给出了气体泄漏报警器的总体设计原理,关键的硬件电路和所有的软件程序设计。
关键词:一氧化碳;气体泄露报警器;AT89C51单片机;GS气体传感器IAbstractThe design of the GS series of sensors, will be placed on the test environment measured the concentration of gas converted to analog voltage, and then through the ADC0809 will be converted to analog voltage digital signal, into the SCM AT89C51 in the process. To users of gas concentrations in real-time understanding, AT89C51 will be linked three 74 LS164 externally as the three LED display static display interface, and the MCU RXD as the output data line, TXD as a shift clock pulse. 74LS164 TTL is a one-way 8-bit register displacement which can be realized enter serial, parallel output, through the 8-bit shift register 74 LS164 can 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 monoxide (CO) for real-time monitoring, when the concentration of carbon monoxide is more than allowed value, the control circuit for alarm, and through an external electromagnetic valve row fans and their program-controlled, to prevent accidents. In addition procedures to prevent a cycle of death, also usedx25045 watchdog circuit chip composed of a death in the process so that when the MCU reset cycle, instead of the whole system off, thereby protecting the hardware circuit.As designed by the number of gas alarm using SCM AT89C51, it is cheap, stable performance, easy-production. GS to gas sensors and AT89C51 microcontroller as the core design of gas leakage alarm, the alarm system design method is simple, use good effect, the following is a gas leakage alarm the general design principles, the key hardware and all The software program design.Keywords:CO; Leaking gases alarm; AT89C51 microcomtuper;GS Gases SensorsII目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2研究目标及实现功能 (2)1.3研究方案 (3)1.4我国报警器行业的发展 (4)2单片机相关知识介绍 (6)2.1单片机中断与复位 (6)2.1.1单片机中断系统····································································2.1.2单片机复位电路····································································2.2AT89C51单片机对ADC0809的接口 (8)2.3AT89C51的介绍 ·········································································3 硬件部分的设计及调试 (9)3.1硬件部分的设计 (9)3.1.1系统的组成 (9)3.1.2系统各模块功能 (9)3.1.3系统的控制 (12)3.1.4系统主要器件的介绍 ····························································3.2硬件电路的调试 (12)4 软件部分的设计及调试 (13)4.1软件部分的设计 (13)4.1.1主程序 (14)4.1.2调零子程序 (15)4.1.3显示子程序 (16)4.1.4报警子程序 (17)4.1.5中断取值子程序 (19)4.2软件程序的调试 (22)结论 (41)致谢 (23)参考文献 (24)III附录 (25)科技文章摘译 (35)IV第1章绪论1.1研究背景及意义随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行,煤气或天然气已成为多数家庭的燃料。
基于AT89C51的气体浓度测量显示及报警系统课程设计

课程设计基于AT89C51单片机的气体浓度测量显示及报警系统设计目录1.课程设计要求 (1)1.1课程设计题目 (1)1.2课程设计要求 (1)1.3课程设计具体工作 (1)2. 气体浓度测量显示及报警系统简介 (2)2.1AT89C51简介 (2)2.2AD0808简介 (5)2.3MQ-5气体传感器简介 (6)2.4 LCD1602简介 (10)3.气体浓度测量显示及报警系统设计 (14)3.1系统的硬件组成和元器件选择 (14)3.2电路总体设计 (14)3.3数据采集模块的设计 (15)3.4数据转换模块的设计 (15)3.5显示及报警模块的设计 (15)4.气体浓度测量显示及报警系统的软件设计 (13)4.1系统的软件设计 (13)4.2 编程环境KeilC51 (17)4.3软件流程框图 (13)4.4系统程序 (15)5 气体浓度测量显示及报警系统仿真调试 (16)5.1系统仿真调试 (16)5.2仿真调试环境-PROTEUS7.7 (16)5.3系统仿真调试结果 (16)结论 (18)参考文献 (18)致谢 (19)附件一: (26)基于AT89C51单片机的气体浓度测量显示及报警系统电路板图 (26)附件二: (27)基于AT89C51单片机的气体浓度测量显示及报警系统实物图 (21)1.课程设计要求1.1 课程设计题目基于AT89C51单片机的气体浓度测量显示及报警系统设计1.2 课程设计要求(1)任选一种有害气体传感器;(2)设计转换放大电路将气体浓度转换成标准的电信号;(3)利用单片机组成测量系统实现有害气体浓度的精确测量及显示报警。
1.3 课程设计具体工作(1)原理图设计、软件设计、PCB;(2)仿真实现;(3)元件清单;(4)设计报告。
2. 气体浓度测量显示及报警系统简介2.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节的闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
基于89C51温度报警器的设计

目录1 概述 (4)1.1 研究背景 (4)1.2 发展方向 (4)1.3 设计思想及基本功能 (3)2 总体方案设计 (3)2.1 方案选取 (3)2.2 系统框图 (5)2.3 总体方案设计 (6)3 硬件电路设计 (6)3.1 晶振电路 (4)3.2 复位电路 (5)3.3 键盘电路 (9)3.4 温度检测电路 (9)3.5显示电路 (11)3.6 报警电路 (9)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序软件设计 (13)4.2 键盘程序设计 (14)4.3 显示程序设计 (16)5总结 (20)参考文献 (17)附录系统原理图 (18)1. 概述1.1研究背景温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。
温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。
日常生活中也可以见到,如电冰箱的自动制冷,空调器的自动控制等等。
1.2发展方向现代信息技术的三大基础是信息采集控制(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量日渐上升。
进入21世纪后,温度控制器正朝着智能化、高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温度控制器和网络温度控制器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度控制器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到2℃。
目前,国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D 转换器,分辨力一般可达0.5~0.0625℃。
为了提高多通道智能温控器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。
新型温度控制器的测试功能也在不断增强。
另外,温度控制器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
毕业设计(论文)-基于at89c51单片机的小区安防报警系统[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于at89c51单片机的小区安防报警系统[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/8b58b1378bd63186bdebbc95.png)
1 引言中国安居工程需要大力发展安全文明小区建设,严峻的社会治安形势,需要建立并完善安全文明小区防盗报警网络系统体系。
如何解决在当前每个家庭经济承受能力有限的情况下,建设满足防范功能及可靠性需求的安全文明小区防范防盗报警网络系统,是当前急需解决的课题。
本方案是在考虑以上因素的基础上,所设计的可行实施方案。
小区安全防范报警系统是智能小区实现安全管理的重要系统,主要包括防盗报警、煤气泄漏报警、消防报警等。
小区管理极为重要的内容是确保住宅,住户安全,生活中,人人都可能出现一些意想不到的求助情况,现代居住的格局,邻里常年不来往已是常事,家庭生活稳密性、封闭性越来越强。
因此,小区安全防范及报警系统是具有先进的设计和设备,并为小区住户的安全提供保障的必要系统。
我国的安防自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。
在小区内的每个住户单元安装一台报警主机,住户可选择安装在住户门口、窗户处安装声检、紧急求助、烟雾/煤气探头、瓦斯探头等报警感知设备,报警主机通过总线与管理中心的电脑连接,进行安防信息管理。
如果发生盗贼闯入、抢劫、火灾、燃汽泄露等紧急事故,传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发光警报以有效地恫吓企图行窃的盗贼;系统还会迅速向报警中心传送报警信息;报警中心接到警情后立即自动进行分辨处理,迅速识别判定警报类型、地点、用户,中心据此派出机动力量采取相应解救措施;系统具备24小时防破坏等并自我监视,一旦有任何被破坏的迹象也会即刻报警。
总之,无论白天黑夜,你离家在外还是在家休息,电子保安时时刻刻保护家庭安全,这正是能为家人、家庭、财产所做的最有效的安全防盗保护措施。
2 总体设计设计背景在当今高速发展的社会中,人们对自身所处的环境越来越关心,居家安全已成为当今小康之家优先考虑的问题。
当上班家中无人,或者仅有老人孩子在家,或晚上在家熟睡,都必须确保家庭成员和财产的绝对安全。
中国安居工程需要大力发展安全文明小区建设,严峻的社会治安形势,需要建立并完善安全文明小区防盗报警网络系统体系。
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第一章绪论. (1)第一节设计背景 (1)第二节一氧化碳报警器概述 (1)第三节设计的目的及意义 (1)第二章设计方案. (2)第一节单片机的介绍和选用 (2)第二节设计要求及思路 (2)第三节初始方案与确定 (2)第四节系统组成 (3)第五节一氧化碳报警器系统的三大部分 (4)第三章硬件电路设计. (6)第一节单片机基础知识简介 (6)第二节模数转换部分电路设计 (7)第三节传感器部分电路设计 (8)第四节报警电路的设计 (9)第四章软件设计. (10)第一节单片机编程 (10)第二节汇编语言概况 (10)第三节源程序 (11)结束语. (13)谢辞. (14)参考文献. (15)第一章绪论第一节设计背景一氧化碳(CO)为无色、无味、无刺激性气体,比重0.967 ,几乎不溶于水,不易被活性炭吸附。
当碳物质燃烧不完全时,可产生CO,如人体短时间内吸收较高浓度的C0,或浓度虽低,但吸时间较长,均可造成急性中毒。
CO与血红蛋白结合能力超过氧和血红蛋白的结合能力的200-300 倍,当CO与血红蛋白结合形成的碳氧血红蛋白含量达到5%时,就会对人体产生慢性损害,达到60% 时就会昏迷,达到90%就会死亡。
唐山开滦集团中润煤化工有限公司甲醇分厂,利用炼焦过程产生的焦炉气,经过净化、湿脱硫、压缩、精脱硫、合成、精馏等工段生产出高品质甲醇。
净化后焦炉气主要含量是CO,在生产现场周围不可避免的有煤气存在,如果环境中CO含量超出安全范围,常人很难发现,为了保证人们生命健康和正常生产不受影响,实时检测CO含量十分重要。
所以基于单片机设计制作一氧化碳报警器,来保障人们的生命财产安全。
第二节一氧化碳报警器概述首先我们应该对国家标准规定的燃气报警器的种类有所了解。
燃气报警器可分为可燃气体泄漏仪(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”)、可燃气体报警器(简称“报警器”)四大系列产品。
可燃气报警器的核心是气体传感器,俗称“电子鼻”。
当气体传感器遇到燃气时,传感器电阻随燃气浓度而变化,随之产生电信号,供燃气报警器后继线路处理。
经过电子路线处理变成浓度成比例变化的电压信号,由线性电路加以补偿,使信号线性化,经微机处理、逻辑分析,输出各种控制信号,即当燃气浓度达到报警设定值时,燃气报警器发出声光报警信号。
第三节设计的目的及意义设计出性能更加可靠,经济实惠的一氧化碳报警器。
意义在于:(1)成本低廉并能对一氧化碳准确报警。
(2)该产品不需专业人员操作,只要放在合适位置,通电即可,连续使用方便,操作简单。
(3)能起到预防一氧化碳中毒的效果,使人们安全放心的工作。
(4)出现一氧化碳漏或者着火时,报警器能够立即鸣笛报警,告之工作人员及时采取措施。
第二章设计方案第一节单片机的介绍和选用单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/ 计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统,目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机,更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表以及各种智能机械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
设计选用ATMEl 公司的AT89C51和美国国家半导体公司生产的ADC080。
第二节设计要求及思路设计要求: 报警器需在一氧化碳浓度达到100ppm时启动报警。
具体实现如下功能:(1)系统要求设置正常工作状态除正常工作状态外,LED 红灯处于熄灭状态,蜂鸣器处于关闭状态。
(2)在正常工作状态下,绿灯应长亮。
当室内一氧化碳浓度达到100ppm 时系统应启动蜂鸣器报警,红灯闪烁。
设计思路:采用单个传感器检测气体浓度,将检测结果通过高精度运算放大器放大后送入模/ 数转换芯片中进行转换,传给单片机进行数据处理。
处理后的信息将通过单片机控制,驱动报警。
第三节初始方案与确定(1)初始设计以设计思路展开研究:根据该设计要实现的基本功能,设计大概应该分为信号接收,信号处理,信号控制和信号响应四个部分。
A. 信号采集接收部分即通过检测一氧化碳气体浓度,并将这种变化量转换成电压或者电流等模拟量的变化。
B. 信号处理部分是将接收部分得到的电压或电流等变化进行必要放大,为后一部分信号控制提供准备。
C. 信号控制部分是通过预定控制方式等实现对设计要求的准确操作。
D. 信号响应是通过事故处理部分和显示部分实现控制部分的要求。
(2)对上述四个部分进行分析,得到如下一些基本的结论:A. 信号接收部分为了能准且采集到气体浓度的变化应选用传感器敏感器件,为使其有效部分的检测房间中气体浓度,必须选用高温一氧化碳传感器。
B. 信号处理部分应该根据实际情况选用电荷放大,或比较器等装置,这部分电路将包含在传感器接口电路中。
C. 控制部分为了实现精确控制,采用单片机较为合适。
D. 信号响应及报警部分,用蜂鸣器和LED灯即可。
根据对上面设计系统的分析,我们得到该设计思想框图如下图2-1 所示:图2-1 设计思想框图(3)方案确定经过分析采用初始方案设计,即用单个传感器检测一氧化碳气体浓度,将检测到的浓度结果通过运算放大器放大后送入模/ 数芯片ADC0809中进行模—数转换,传入单片机中,由AT89C51单片机处理数据,并利用单片机控制报警器进行声音报警。
分析:此设计十分简单,也十分实用。
虽然对气体浓度的采集不是很精确,但报警方面已经十分符合设计目的。
第四节系统组成本设计属于单片机应用系统。
单片机在系统检测以及工程控制方面的应用,是典型的嵌入式系统。
通常将满足海量高速数据计算的计算机称为通用计算机系统;而把面向工控领域对象,嵌入到工控系统中,实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。
嵌入式系统分为四种:工控机,通用CPU模块,嵌入式微处理,单片机。
嵌入式系统具有以下特点:(1)面对控制对象。
如传感器信号输入、人机交互操作、伺服驱动等。
(2)嵌入到工控应用系统中的结构形态。
(3)能在工业现场环境中可靠运行的品质。
(4)突出控制功能。
如对外部信息的捕捉、对控制对象实时控制和有突出控制功能的指令系统(I/O 控制、位操作和转移指令等)。
单片机有唯一的专门为嵌入式应用系统设计的体系结构与指令系统,最能满足嵌入式应用要求。
单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态应用系统,能满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行及非凡的控制品质等要求,是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。
第五节一氧化碳报警器系统的三大部分单片机应用系统的结构分三个层次。
(1)单片机:通常指应用系统主处理机,即所选择的单片机器件。
(2)单片机系统:指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统,如时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。
(3)单片机应用系统:能满足嵌入对象要求的全部电路系统。
在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路,如前向通道、后向通道、人机交互通道(键盘、显示器、打印机等)和串行通行口(RS232)以及应用程序等。
单片机应用系统三个层次的关系如图2-2 所示。
图2-2 单片机应用系统三个层次的关系以此理解,一氧化碳报警器同样具有单片机应用系统的三个层次。
其中以AT89C51单片机为核心构成单片机系统。
在此系统中,检测信号进入单片机进行运算处理。
为了更好的理清设计思路,将整个系统细分为三部分加以设计说明。
整个报警器由三个部分组成,分为三大模块:浓度检测模块、主控模块和报警模块。
在本次设计中,使用的核心器件是单片机和一氧化碳传感器为了保重整个系统可靠的运行,设计中必须明确三大部分的实际联系:以单片机为中心,其他各大模块一一展开。
其中,浓度检测及显示模块所实现的功能是将房间中的一氧化碳浓度值转换成为单片机能够处理的数字信号,并且浓度值显示出来:主控模块以单片机为主,对其他模块的运行进行控制;报警模块是此系统的外部电路,它的功能是实现报警.系统框图如图2-3 所示。
图2-3 一氧化碳报警器系统组成框图下面就对各个模块的功能和实现形式做简单介绍:(1)气体浓度检测模块一氧化碳报警器主要采用高稳定一氧化碳气体传感器MQ-7检测房间气体浓度,检测结果通过高精度运算放大器放大后送入模/数转换芯片ADC0809中进行转换。
(2)主控模块系统采用单片机控制,用的是AT89C51单片机,AT89C51 单片机是美国Intel 公司推出的一种4K字节可编程FLASH存储器,低电压、高性能CMOS 8位微处理器。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次,数据可保留10 年。
它的主要功能既是和ADC0809芯片一起共同接受检测信号,又可以通过对数字型号的处理来控制外围电路以及显示电路。
模数转换芯片采用ADC0809,接收经过运算放大器处理后的一氧化碳传感器的检测值,检测结果通过ADC0809处理后才传给单片机进行数据处理。
处理后的信息将通过单片机控制,以驱动报警。
(3)报警模块此模块主要有蜂鸣器、LED 灯组成,在气体浓度过大,超过安全值时,蜂鸣器工作,提供报警服务。
至此,本系统的三大模块功能和设计思路已经确立,下文将介绍整个系统的详细设计过程,并且给出设计电路。
第三章硬件电路设计第一节单片机基础知识简介介绍及主控电路设计:在实际的应用中,基本知识的掌握程度至关重要,他影响到应用的好坏。
硬件知识用来设计硬件电路,软件知识用来设计芯片处理数据的先后顺序,数据的获得途径以及对数据做怎样的处理,还有其他的一些驱动和显示功能等等。
本设计用到的硬件知识主要有:电子技术、单片机技术。
在电子技术方面分为模拟电子技术和数字电子技术,模拟电子技术主要用来放大传感器检测信号和驱动反光二极管以及显示穿管器检测气体浓度;数字电子技术用来把模拟量转换成数字量,把从刚起检测到的模拟量转换成数字值。
利用单片机实现综合控制。
主控电路中,以单片机为主体,通过分析A/D 转换的得到的数字值,控制事故处理模块运行。
设计采用的是AT89C51 型单片机,AT89C51是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8 位微处理器,俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000 次。