烟雾报警器课程设计实验报告讲解
烟雾报警器课程设计总结报告
课程设计总结报告课程名称电子技术课程设计设计题目基于89C52的室内火、气安全监测装置专业电子信息工程班级姓名学号指导教师报告成绩信息与工程学院二〇一三年十二月十九日目录前言 (3)第一章项目任务 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (4)第二章方案设计与硬件选择 (4)2.1 单片机89C52 (4)2.2 温度传感器模块DS18B20 (5)2.3 烟雾报警器电路MQ2 (5)2.4 信号调理及放大整形模块,LM358芯片 (7)2.5 显示模块LED (7)2.6 报警电路 (7)2.7 按键分析 (6)2.8 复位电路 (6)第三章流程图设计 (8)3.1 电路系统模块 (9)3.2 主程序流程图 (8)3.3 温度报警子程序 (9)3.4 烟雾报警子程序图 (9)3.5 对18B20写程序流程图 (10)3.6 对18B20读8为数据流程图 (12)3.7 温度值转换流程图 (13)3.8 18B20读取温度流程图 (14)第四章电路实验与调试 (16)4.1 焊接 (16)4.2 软件设计 (14)4.3 调试与处理出现问题 (19)第五章设计总结 (19)附录 (21)前言随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测与显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，需要外加信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比，这次设计的是基于DS18B20的数字温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
第一章项目任务1.1 设计任务使用温度传感器和烟雾传感器把环境温度和烟雾的浓度情况检测出来，再采用单片机进行温度的显示和烟雾显示，可设置温度报警和烟雾报警。
要求进行硬件、软件系统设计。
要求：位温度的显示；设置报警温度；烟雾报警1.2 设计要求(1)能检测火灾事故，并报警(2)能检测烟雾，有毒气体泄漏事故，并报警(3)能实时显示室内温度值，并通过键盘设置温度报警上下限值第二章方案设计与硬件选择2.1单片机89C52AT89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
烟雾爆发实验报告
一、摘要本实验旨在设计并实现一款烟雾报警器，通过检测环境中的烟雾浓度，及时发出警报，以保障人们的人身安全和财产安全。
实验过程中，我们选择了烟雾传感器作为核心元件，设计了相应的电路，并对报警器进行了测试。
最终，我们成功实现了烟雾报警器的功能，并对其性能进行了评估。
二、实验目的1. 理解烟雾报警器的工作原理。
2. 掌握烟雾传感器的应用。
3. 学习电路设计方法，提高电路设计能力。
4. 对烟雾报警器的性能进行评估。
三、实验原理烟雾报警器利用烟雾传感器检测环境中的烟雾浓度。
当烟雾浓度超过设定阈值时，传感器输出高电平信号，触发报警器发出警报。
四、实验器材1. 烟雾传感器2. 信号处理电路3. 报警器4. 电源5. 电阻、电容等电子元件6. 实验平台（如面包板、万用表等）五、电路设计1. 信号处理电路设计烟雾传感器输出的信号为模拟信号，需要通过信号处理电路将其转换为数字信号。
本实验采用以下电路设计：（1）放大电路：将烟雾传感器输出的模拟信号进行放大，使其达到足够的电压幅度。
（2）滤波电路：对放大后的信号进行滤波，去除噪声，提高信号质量。
（3）比较电路：将滤波后的信号与预设阈值进行比较，输出高电平或低电平信号。
2. 报警器电路设计报警器电路主要由以下几个部分组成：（1）驱动电路：将比较电路输出的信号驱动报警器发出警报。
（2）延时电路：在报警器发出警报后，延时一段时间，防止误报。
（3）复位电路：在报警器发出警报后，复位报警器，使其恢复正常工作。
六、实验步骤1. 准备实验器材，搭建电路。
2. 调整放大电路，使烟雾传感器输出的信号达到合适的电压幅度。
3. 调整滤波电路，去除噪声，提高信号质量。
4. 设置比较电路的阈值，使其在烟雾浓度超过设定值时输出高电平信号。
5. 测试报警器电路，观察报警器是否能够正常工作。
6. 在不同烟雾浓度下测试报警器，评估其性能。
七、实验结果与分析1. 在无烟雾环境中，报警器未发出警报，说明电路正常。
基于stm32的烟雾报警器课程设计
基于stm32的烟雾报警器课程设计基于STM32的烟雾报警器课程设计引言烟雾报警器是一种常见的安全设备，它能够及时发现烟雾并发出警报，保护人们的生命财产安全。
本文将介绍一种基于STM32的烟雾报警器的课程设计，详细阐述设计思路、硬件和软件实现。
一、设计思路1.目标本课程设计的目标是设计一种基于STM32的烟雾报警器，能够实时监测环境中的烟雾浓度，并在检测到烟雾超过设定阈值时发出警报。
2.硬件设计（1）传感器选择为了实时检测烟雾浓度，我们选择了一款经典的MQ-2烟雾传感器。
该传感器具有高灵敏度和快速响应的特点，适用于烟雾报警器的设计。
（2）控制器选择为了实现数据的采集和处理，我们选择了STM32系列微控制器。
STM32具有强大的计算和通信能力，适合用于嵌入式系统的设计。
（3）其他电路设计为了保证传感器和控制器的正常工作，我们还需要设计电源电路、信号放大电路和阈值判断电路等。
3.软件设计（1）传感器数据采集通过STM32的模拟输入引脚，我们可以将传感器输出的模拟电压信号转换为数字量，实现数据的采集。
（2）数据处理与判断通过编程，我们可以对采集到的数据进行处理和判断。
当烟雾浓度超过设定阈值时，系统将触发警报。
（3）警报控制通过控制STM32的IO口，我们可以控制警报器的开关，实现警报的发出。
二、硬件实现1.传感器连接将MQ-2烟雾传感器的VCC引脚连接到STM32的5V电源引脚，GND引脚连接到STM32的GND引脚，AO引脚连接到STM32的模拟输入引脚。
2.电源电路设计为了稳定供电，我们设计了一个简单的电源电路，包括整流、滤波和稳压等环节。
3.信号放大电路设计为了放大传感器输出的模拟电压信号，我们设计了一个信号放大电路，以提高测量精度。
4.阈值判断电路设计为了实现烟雾浓度的阈值判断，我们设计了一个阈值判断电路，当输入电压超过设定阈值时，输出高电平触发警报。
三、软件实现1.传感器数据采集程序通过STM32的模拟输入引脚，我们编写了一个数据采集程序，实时读取传感器输出的模拟电压信号，并将其转换为数字量。
实训烟雾报警器技术报告
一、实训背景与目的随着社会的发展和科技的进步，火灾事故的发生频率和危害性逐渐增加。
为了提高火灾预防和应对能力，实训烟雾报警器技术应运而生。
本实训旨在通过设计和制作烟雾报警器，掌握烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术，提高学员的实践能力和创新意识。
二、实训内容与步骤1. 烟雾检测原理学习首先，我们学习了烟雾检测的基本原理，包括光电式、离子式、电化学式等检测方法。
其中，光电式烟雾检测器因其灵敏度高、响应速度快等优点，成为本实训的主要选择。
2. 烟雾报警器设计根据烟雾检测原理，我们设计了烟雾报警器的基本结构，包括传感器、信号处理电路、报警装置和电源模块等。
（1）传感器：选用MQ-2型半导体可燃气体传感器，其工作原理是通过电导率的变化来检测气体浓度，电阻的减小代表气体浓度的增加。
（2）信号处理电路：采用AT89C51单片机作为核心控制单元，通过ADC0809芯片将传感器输出信号转换为数字信号，便于进一步处理。
（3）报警装置：当检测到烟雾浓度超过预设阈值时，单片机控制蜂鸣器和LED灯同时工作，发出声光报警信号。
（4）电源模块：采用可充电锂电池作为电源，保证报警器在无外部电源的情况下仍能正常工作。
3. 电路搭建与调试根据设计图纸，我们搭建了烟雾报警器的实际电路，并进行调试。
调试过程中，我们通过调整电路参数和传感器灵敏度，使报警器在正常情况下不发出报警信号，而在烟雾浓度超过预设阈值时能够及时发出报警。
4. 系统测试与评估在完成电路搭建和调试后，我们对烟雾报警器进行了系统测试。
测试结果表明，报警器能够准确检测烟雾浓度，并在烟雾浓度超过预设阈值时及时发出报警信号，达到了预期目标。
三、实训成果与总结通过本次实训，我们成功设计和制作了一款烟雾报警器，掌握了烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术。
以下是本次实训的主要成果：1. 掌握了烟雾检测原理和传感器应用技术。
2. 学会了基于单片机的报警器设计与实现。
3. 提高了电路搭建和调试能力。
烟气报警系统实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在验证烟气报警系统的功能，了解其工作原理，并通过实际操作掌握其安装、调试和使用方法。
实验内容主要包括烟气报警系统的组成、报警原理、性能测试以及实际应用操作。
二、实验原理烟气报警系统是一种能够实时监测环境中的烟雾浓度，并在浓度超过设定阈值时发出警报的设备。
系统主要由传感器、控制器、报警装置和电源等组成。
当烟雾浓度超过设定阈值时，传感器将信号传输至控制器，控制器分析信号后触发报警装置，发出声光报警信号。
三、实验器材1. 烟气报警器：包括烟雾传感器、控制器、报警装置等。
2. 电源：为报警系统提供电力。
3. 烟雾发生器：模拟实际烟雾环境。
4. 数据采集仪：用于采集报警系统的数据。
四、实验步骤1. 安装与接线：将烟气报警器按照说明书要求进行安装，连接好电源和传感器。
2. 调试：调整报警器的灵敏度，确保在设定浓度下能够准确报警。
3. 性能测试：使用烟雾发生器模拟烟雾环境，观察报警器是否能够及时发出警报。
4. 实际应用操作：在实验室内模拟实际环境，观察报警器在实际应用中的表现。
五、实验结果与分析1. 安装与接线：按照说明书要求完成报警器的安装与接线，连接正常。
2. 调试：调整报警器灵敏度至适中，确保在设定浓度下能够准确报警。
3. 性能测试：使用烟雾发生器模拟烟雾环境，报警器在浓度达到设定阈值时能够及时发出警报。
4. 实际应用操作：在实验室内模拟实际环境，报警器能够准确报警，报警信号清晰。
六、实验结论1. 烟气报警系统在实际应用中能够有效监测环境中的烟雾浓度，并在浓度超过设定阈值时及时发出警报。
2. 报警系统的安装、调试和使用方法简单易懂，便于操作。
3. 报警系统具有较高的可靠性和稳定性，能够满足实际应用需求。
七、实验心得通过本次实验，我对烟气报警系统的原理、组成和实际应用有了更深入的了解。
实验过程中，我掌握了报警器的安装、调试和使用方法，提高了自己的实践操作能力。
同时，我认识到在日常生活中，关注消防安全，提高安全意识的重要性。
烟雾报警器实训报告例文
一、实训目的本次实训旨在通过设计、组装和调试烟雾报警器，使学生掌握以下知识和技能：1. 烟雾报警器的工作原理及组成部分；2. 传感器、单片机、模数转换器等电子元器件的选用和连接；3. 烟雾报警器电路设计、程序编写和调试；4. 实验报告撰写能力。
二、实训内容1. 烟雾报警器原理分析烟雾报警器是一种用于检测空气中烟雾浓度的安全装置，其工作原理如下：（1）烟雾传感器：当空气中烟雾浓度超过设定值时，传感器输出低电平信号。
（2）单片机：接收传感器信号，根据预设程序进行判断，若检测到烟雾浓度超过阈值，则控制报警电路工作。
（3）报警电路：当单片机判断有烟雾时，通过控制继电器或蜂鸣器发出报警声。
2. 电路设计本次实训采用的烟雾报警器电路主要由以下部分组成：（1）烟雾传感器：选用MQ-2可燃气体传感器，用于检测烟雾浓度。
（2）单片机：选用AT89C51单片机，作为控制系统。
（3）模数转换器：选用ADC0809，将烟雾传感器的模拟信号转换为数字信号。
（4）报警电路：选用蜂鸣器，用于发出报警声。
3. 程序编写烟雾报警器程序采用C语言编写，主要实现以下功能：（1）初始化单片机、ADC0809和蜂鸣器等硬件设备。
（2）读取烟雾传感器模拟信号，通过ADC0809转换为数字信号。
（3）判断烟雾浓度是否超过阈值，若超过，则控制蜂鸣器报警。
（4）实时显示烟雾浓度值。
4. 调试与测试（1）连接电路，检查元器件是否正确连接。
（2）编写程序，并使用Keil软件进行编译。
（3）将编译好的程序下载到单片机中。
（4）调试程序，观察烟雾报警器是否正常工作。
三、实训结果与分析1. 结果经过调试，烟雾报警器能够正常工作。
当空气中烟雾浓度超过设定值时，蜂鸣器会发出报警声，并实时显示烟雾浓度值。
2. 分析（1）烟雾报警器电路设计合理，元器件选用恰当。
（2）程序编写正确，能够实现烟雾浓度检测和报警功能。
（3）调试过程中，发现并解决了部分问题，如单片机与ADC0809的通信问题、蜂鸣器报警声过小等问题。
烟雾报警器实验报告
一、摘要本实验旨在设计和实现一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器。
通过分析烟雾报警器的原理，设计电路图，并选用合适的电子元件，完成了烟雾报警器的制作。
实验过程中，对电路进行了测试和调试，验证了报警器的功能。
最终，该烟雾报警器能够有效检测到烟雾并发出声光报警，为火灾预防提供了技术支持。
二、引言烟雾报警器作为一种重要的消防设备，能够及时检测到火灾发生时的烟雾，发出警报，为人员疏散和消防扑救提供宝贵的时间。
随着科技的不断发展，烟雾报警器的种类和功能也在不断丰富。
本实验旨在通过设计和制作一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器，了解烟雾报警器的原理和制作方法，提高对火灾预防的认识。
三、实验原理烟雾报警器的工作原理是利用光电传感器检测烟雾对光的散射或吸收，从而判断烟雾的存在。
当烟雾进入报警器内部时，光电传感器会检测到光线的减弱或散射，进而触发报警电路，发出声光报警。
四、实验器材1. 光电式烟雾传感器2. 单片机3. 声光报警模块4. 电阻、电容等电子元件5. 电源6. 调试工具五、实验步骤1. 电路设计：根据烟雾报警器的原理，设计电路图。
电路主要由光电传感器、单片机、声光报警模块、电阻、电容等元件组成。
2. 元件选型：根据电路图，选择合适的电子元件。
光电传感器选用光电式烟雾传感器，单片机选用STC89C51，声光报警模块选用普通声光报警模块。
3. 电路制作：按照电路图，将元件焊接在面包板上。
4. 电路调试：接通电源，观察报警器是否能够正常工作。
如果报警器不能正常工作，检查电路连接是否正确，元件是否损坏，并进行相应的调整。
5. 功能测试：将烟雾引入报警器内部，观察报警器是否能够及时发出声光报警。
六、实验结果与分析1. 电路测试：经过多次调试，电路连接正确，元件无损坏，报警器能够正常工作。
2. 功能测试：将烟雾引入报警器内部，报警器能够及时发出声光报警，达到预期效果。
七、结论本实验成功设计并制作了一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器。
烟雾报警器实习报告
烟雾报警器实习报告一、实习背景和目的作为一名电子工程专业的学生，我深知烟雾报警器在生活中的重要性。
为了提高自己的实践能力和理论知识，我选择了烟雾报警器作为实习项目。
本次实习的主要目的是了解烟雾报警器的工作原理，掌握其设计和制作过程，并提高自己的实际操作能力。
二、实习内容和过程1. 理论研究：在实习开始前，我首先对烟雾报警器的工作原理进行了深入学习。
通过查阅资料，我了解到烟雾报警器主要是通过检测烟雾浓度来判断是否存在火灾，从而发出警报。
其中，半导体气体烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件，它对烟雾具有较高的灵敏度。
2. 电路设计：在了解烟雾报警器的工作原理后，我开始设计电路。
电路主要包括单片机、烟雾传感器、蜂鸣器、电源等部分。
我选用了一款STC89C51单片机作为控制核心，因为它具有较高的性能和较低的价格。
同时，我选用了一款MQ-2半导体可燃气体传感器作为烟雾检测部件，因为它具有较好的灵敏度和稳定性。
3. 编程实现：在电路设计完成后，我开始编写程序。
程序主要实现了烟雾浓度的检测、报警功能以及与上位机的通信功能。
我使用C语言进行编程，通过I/O口与烟雾传感器和蜂鸣器等硬件部分进行交互。
同时，我还使用串口通信技术，实现了与上位机的数据传输。
4. 实物制作与调试：在程序编写完成后，我开始进行实物制作。
根据电路设计图，我将各个元器件焊接在电路板上，并连接好电源和通信线路。
完成实物制作后，我对电路进行了调试。
通过不断调整程序和电路参数，我成功实现了烟雾报警器的功能。
三、实习收获和反思通过本次实习，我深入了解了烟雾报警器的工作原理和设计过程，掌握了一定的电子制作和编程技能。
在实习过程中，我学会了如何查阅资料、分析问题、解决问题，并提高了自己的动手能力。
然而，在实习过程中，我也发现了自己的一些不足之处。
首先，我在电路设计和编程过程中，对部分理论知识掌握不够扎实，导致在实际操作中遇到了一些困难。
其次，我在调试过程中，由于耐心不足，未能及时发现问题所在，导致实习进度受到影响。
烟雾报警器课程设计
烟雾报警器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解烟雾报警器的基本原理，掌握与其相关的物理知识，如光电效应、烟雾粒子对光的影响等。
2. 使学生了解烟雾报警器在生活中的应用，认识到其在火灾预防中的重要性。
3. 让学生掌握烟雾报警器的结构组成，了解不同类型的烟雾报警器及其特点。
技能目标：1. 培养学生运用物理知识分析问题的能力，学会通过实际操作来探究烟雾报警器的工作原理。
2. 提高学生的动手实践能力，通过制作简单的烟雾报警器模型，加深对烟雾报警器原理的理解。
3. 培养学生的团队协作能力，学会在小组合作中分享观点、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学奥秘的热情。
2. 培养学生的安全意识，使其认识到烟雾报警器在火灾预防中的重要作用，增强自我保护能力。
3. 引导学生关注生活中的科学现象，学会将所学知识应用于实际生活，提高解决实际问题的能力。
本课程针对的学生特点为好奇心强、动手能力强，但可能对物理知识掌握程度不一。
因此，课程设计应注重理论与实践相结合，激发学生的兴趣，提高他们的实践能力，同时关注学生的个性化需求，确保课程目标的达成。
在教学过程中，教师需关注学生的参与度，引导他们积极思考、主动探究，以达到预期的学习成果。
后续的教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 烟雾报警器原理及结构- 光电效应基本原理- 烟雾粒子对光的影响- 烟雾报警器的结构组成及工作原理- 教材章节：第二章第三节“光的现象与应用”2. 烟雾报警器类型及特点- 不同类型的烟雾报警器介绍- 各类烟雾报警器的优缺点对比- 教材章节：第二章第四节“报警器的种类与选用”3. 烟雾报警器的应用与制作- 烟雾报警器在生活中的应用实例- 简易烟雾报警器模型的制作方法- 教材章节：第二章实践活动“制作烟雾报警器模型”4. 烟雾报警器的使用与维护- 烟雾报警器的正确使用方法- 烟雾报警器的维护与保养- 教材章节：第二章第五节“报警器的使用与维护”教学内容安排与进度：第一课时：烟雾报警器原理及结构，介绍光电效应和烟雾报警器的基本原理、结构组成。
烟雾实验报告模式
一、摘要本实验报告旨在设计并实现一款烟雾报警器。
通过分析烟雾报警器的工作原理，选择合适的传感器和电路设计，最终实现烟雾报警器的功能。
实验过程中，对器件进行了详细介绍，并对电路设计进行了详细阐述。
最终，通过实验验证了烟雾报警器的有效性，达到了预期的设计目标。
二、引言烟雾报警器是一种重要的安全防护设备，能够在火灾发生初期及时发出警报，提醒人们采取应急措施，减少火灾造成的损失。
随着科技的不断发展，烟雾报警器的技术也在不断进步。
本实验旨在通过设计并实现一款烟雾报警器，提高火灾防控能力。
三、器件介绍1. 烟雾传感器：烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件，用于检测空气中的烟雾浓度。
本实验选用MQ-2烟雾传感器，具有响应速度快、检测范围广、成本低等优点。
2. 信号放大电路：信号放大电路用于将烟雾传感器输出的微弱信号放大到可驱动蜂鸣器的程度。
本实验采用运放电路进行信号放大。
3. 蜂鸣器：蜂鸣器用于发出报警声，提醒人们采取应急措施。
本实验选用常用的小型蜂鸣器。
4. 电源模块：电源模块为烟雾报警器提供稳定的电源。
本实验采用锂电池作为电源，通过DC-DC转换器输出5V电压。
四、电路设计1. 烟雾传感器电路：将MQ-2烟雾传感器接入电路，通过运放电路进行信号放大，使输出信号达到蜂鸣器驱动要求。
2. 蜂鸣器电路：将放大后的信号输入蜂鸣器，当检测到烟雾时，蜂鸣器发出报警声。
3. 电源电路：将锂电池接入DC-DC转换器，输出5V电压，为烟雾报警器提供电源。
五、实验步骤1. 准备实验器材：MQ-2烟雾传感器、运放电路、蜂鸣器、锂电池、DC-DC转换器、导线等。
2. 按照电路图连接电路，确保各元器件连接正确。
3. 开启电源，观察烟雾报警器是否能够正常工作。
4. 在不同烟雾浓度下进行实验，验证烟雾报警器的检测效果。
5. 记录实验数据，分析实验结果。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，烟雾报警器能够有效地检测到不同浓度的烟雾，并在检测到烟雾时发出报警声。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电气与电子信息工程学院《虚拟仪器课程设计》课程设计报告专业班级： XXXX学号：XXXXX姓名：皮修指导教师： XXX、XXX设计时间：2015年11月2日—2015年11月20日设计地点：K2—403《虚拟仪器课程设计》成绩评定表指导教师签字：年月日目录一、绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 设计任务分析 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 烟雾检测传感器选型 (4)2.1.1 烟雾传感器的介绍 (4)2.1.2 MQ-2半导体气体烟雾传感器 (6)2.2 单片机选型 (7)2.2.1 STC89C52单片机简介 (8)2.2.2 单片机的引脚功能描述 (8)2.2.3 温度采集模块 (9)三、系统的硬件电路 (10)3.1 单片机最小系统 (10)3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 (11)3.3 烟雾检测AD采集电路 (11)3.4 显示模块 (11)3.5 声音报警电路 (12)3.6 按键控制电路 (13)3.7 电源模块 (13)3.8 温度传感器(DS18B20)电路 (13)3.8.1 DSl8B20简介 (13)3.8.2 DSl8B20具体参数及工作方式 (16)3.8.3 18B20接口电路 (17)四、系统软件的设计 (18)4.1 系统主程序设计及流程图 (18)五、硬件调试及调试中遇到的问题 (19)5.1 电路的调试 (19)5.2 电路调试中遇到的问题 (19)六、实验总结 (19)七、参考文献 (21)八、附录 (22)附件一：总体原理图设计 (22)附件二：实物图 (22)附件三：元器件清单 (23)附件四：部分程序源代码 (23)课程设计任务书2015～2016 学年第1学期学生姓名：xxxxxx专业班级：xxxxxxxx指导教师：xxxxxx 工作部门：电信教研室一、课程设计题目虚拟仪器课程设计二、课程设计目的为了提高虚拟仪器系统软件设计的应用能力，开始为期二周的虚拟仪器系统课程设计。
本课程实验使学生更好理解和巩固课堂上所讲的理论知识，提高学生的动手能力，加强学生独立分析问题和解决问题的能力，为进一步学习专业课作好准备，并为今后从事专业方面的工作打下坚实基础。
通过实践环节使学生在巩固所学各门专业基础课与专业课知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和以及与当前专业的前沿知识结合，达到对系统的学习和理解，为以后工作的研究和开发打好基础。
三、课程设计内容（1）基于LABVIEW的叠加定理设计1.学会使用LABVIEW设计叠加原理实验。
2.学会NI ELVSII平台的使用。
（2）基于LABVIEW的同步二进制计数器设计1. 学会使用数字电路设计。
2. 回顾DMM以及DigWriter的使用方式。
3.利用NI提供的软硬件平台，学习数字时钟，数字计数器，逻辑状态分析。
4.熟悉555芯片的使用方式及其工作原理。
（3）基于LABVIEW的二阶电路设计1. 学会使用三线电流电压分析仪。
2. 回顾二线电流电压分析仪、FGEN、示波器、DigWriter的使用。
3. 掌握二阶电路设计与分析。
(4) 学生自选设计题目1．要求难度适中，与应用和工程实际相关，与LABVIEW上位机相结合。
五、基本要求1、设计电路，数电，模电实验模型。
2、软件进行设计建模。
3、开发LABVIEW代码。
4、对系统的进行综合和调试，通过移植实验成功的标志。
6、除过能完成最基本的实验功能，每个同学根据自己的特长开发出应用系统。
7、编写课程设计的总结．六、设计报告课程设计报告的基本内容至少包括封面、正文、附录三部分。
课程设计报告要求统一格式，字体工整规范。
1、封面封面包括“《虚拟仪器课程设计》课程设计报告”、班级、姓名、学号以及完成日期等。
2、正文正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成：①不少于3000字，封面、课程设计任务书②方案选择，方案论证③系统功能及原理。
（系统组成框图、电路原理图）④各模块的功能，原理，器件选择⑤结果分析⑥设计小结3、附录---参考文献统一复印封面并用Ａ4纸写出报告一、绪论1.1 课题背景随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。
为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。
保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。
为了减少这类事故的发生，就必须对烟雾进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中烟雾的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。
因此，研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。
1.2 设计任务分析本篇论文是烟雾报警器的研制：(1)对系统进行整体规划和结构设计。
(2) 选STC89C52单片机和MQ-2半导体气体烟雾传感器为核心器件，对硬件电路进行设计和改进，使其功能更加完善。
系统硬件电路主要分为数据收集、声音报警电路、状态指示灯电路、数码管显示电路部分。
(3)系统的软件编制。
按照软件实现的功能，主要分为主程序、初始化子程序、浓度显示子程序、报警子程序、报警限值设置子程序。
(4)硬件电路和软件的综合调试。
二、总体方案设计烟雾报警器是能够检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能的仪器。
该报警系统的最基本组成部分应包括：信号采集模数转换电路、单片机控制电路、字符显示电路、声光报警电路和安全保护电路等部分组成。
为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求，设计的烟雾报警器具有显示报警状态。
报警器采用延时的工作方式，烟雾检测报警器以STC89C52单片机为控制核心，选用MQ-2半导体气体烟雾传感器采集烟雾浓度信息，配合外围电路构成烟雾报警系统。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：烟雾检测部分、STC89C52单片机主控部分、报警部分，AD采集四大部分。
电路总题框图如图1所示：图1 总体设计框图处理器采用51系列单片机STC89C52。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
设置在监测点上的烟雾检测探头将检测到的烟雾变换成电信号，送出模拟信号，给AD 采集电路采集。
在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出烟雾报警状态控制信号。
驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。
2.1 烟雾检测传感器选型烟雾传感器是测量装置和控制系统的首要环节。
而烟雾报警器的信号采集由烟雾传感器负责。
烟雾传感器能够将气体的种类及其浓度有关的信息转换为电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在的情况有关的信息，从而达到检测、监控、报警的功能。
可以说，没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测、控制和报警系统。
烟雾传感器作为报警器中不可缺少的核心器件，它决定了所采集的烟雾浓度信号的准确性和可靠性。
烟雾传感器内部结构如图2所示。
图 2 烟雾传感器及其结构图2.1.1 烟雾传感器的介绍 电源开关电源STC89C52 单片机 AD 采集电路显示电路报警电路按键控制烟雾传感器是模拟传感器。
它能将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。
烟雾传感器就是通过监测环境中烟雾的浓度来实现火灾防范的。
当烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体，烟雾探头内部阻值发生变化，产生一个模拟值，从而对其进行控制。
烟雾传感器利用烟雾敏感元件的电阻受烟雾（主要是可燃颗粒）浓度影响阻值变化的原理向单片机发送烟雾浓度相应的模拟信号。
（1）烟雾传感器的分类从构成气体传感器材料的形态上通常将它们分为干式和湿式气体传感器。
由于对不同气体的检测方法不尽相同，目前主要的方法有：利用半导体气体器件检测的电气法；使用电极和电解液对气体进行检测的电化学法；利用气体对光的折射率或光吸收等特性来检测气体的光学法。
（2）烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。
但是，任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件：(a)能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低响应；(b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度；(c)对检测信号响应速度快，重复性好；(d)长期工作稳定性好；(e)使用寿命长；(f)制造成本低，使用与维护方便。
（3）常见的烟雾探测器种类及工作原理为了确保家庭环境的安全，需要对各种可燃性气体、有毒性气体进行检测。
但是，由于烟雾的种类繁多，一种类型的烟雾传感器不可能检测所有的气体，通常只能检测某一种或两种特定性质的烟雾。
例如氧化物半导体烟雾传感器主要检测各种还原性烟雾，如CO、H2、C2H5OH、CH3OH等。
固体电解质烟雾传感器主要用于检测无机烟雾，如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等。
因此目前使用的烟雾传感器有很多种，各自的检测原理也各不相同，下面就对一些常用的烟雾传感器进行介绍。
(a)半导体烟雾传感器（半导体气敏传感器）半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器，以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。
半导体烟雾传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。
按照敏感机理分类，半导体烟雾传感器可分为电阻式和非电阻式。
当半导体接触到气体时，半导体的电阻值将发生变化，利用传感器输出端阻值的变化来测定或控制气体的有关参数，这种类型的传感器称为电阻式半导体气敏传感器；当ＭＯＳ场效应管在接触到气体时，场效应管的电压将随周围气体状态的不同而发生变化，利用这种原理制成的传感器被称为非电阻式半导体气敏传感器。
自1962年半导体金属氧化物烟雾传感器问世以来，由于具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、体积小、维修方便、价格便宜等诸多优点，得到了广泛的应用。
但是其最大的缺点就是选择性较差。
该传感器己成为世界上产量最大、使用最广的烟雾传感器之一。
(b)电化学传感器电化学传感器由膜电极和电解液封装而成。
电化学气敏传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。
即烟雾浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。
它的优点是：反映速度快、准确、稳定性好、能够定量检测，但寿命较短(大约两年)。
它主要适用于毒性烟雾检测。
目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。
（c）光电式感烟传感器光电式感烟传感器由光源、光敏元件和电子开关组成。
平常光源发出的光，通过透镜射到光敏元件上，电路维持正常，如果有烟雾从中阻隔，到达光敏元件上的光就显著减弱，于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化，利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。