煤气泄漏检测装置设计 课程设计.docx
2011年至2012年第1学期单片机原理与应用课程设计班 级 1006402 指导教师 涂 立 李 旎 学生人数_ _3_ _设计份数 1 2011年12月23日课 程 设 计 报 告一设计时间2011.12.19-2011.12.23二设计地点 一实验楼401实验室三设计目的1.掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。2.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。3.掌握keil c51集成开发工具的操作及调试程序的方法。4.熟悉使用Protel电路制图软件绘图。5.学会使用Visio绘制工程的流程图。四设计小组成员五指导老师涂立老师、李旎老师。六设计课题经过小组大部分组员的讨论,决定选取十三题,设计一个煤气泄漏检测装置。 理由:1、系统综合度高,设计此装置要用到多种控件和图标,有利于大家熟练掌握和运用。 2、系统简洁明了,适于初学者。 3、代有利用提高综合应用能力。七 基本思路及关键问题的解决方法；基本思路: 本煤气泄漏报警系统由前端探测器、信号和电源传输和中心报警接收控制三个部分组成.方案以性能稳定、价格低廉的AT89C52单片机作为主控核心，再利用具有国家安全认证的EXDII 型煤气浓度监测器, 选用DC24V 电源，输出为1-5V 信号来作为传感器监测矿井里面的瓦斯浓度,再将煤气浓度变换为mV级模拟电流信号输入到比较器中.比较器接收到传感器的模拟信号后再与参考电压v2进行比较后,传入放大器中经放大得到电压v3,最后输入到单片机I/O口P02中.若P02输出的是高电平”1”,则报警发生器二极管亮.反之,进行下一轮检测.关键问题: 如何将气敏元件采集到得数据与瓦斯爆炸的浓度界限值进行比较?首先将瓦斯爆炸浓度的界限值转为模拟信号输入比较器中作为参考电压v1,再将气敏元件采集到的样本电压v2与参考电压进行比较,并进行放大得到电压v3,再输入到单片机I/O口P02中.如果P02输出的是高电平1,则报警指示灯亮。该设计电路简单，程序用c语言编写，结构合理。步骤:1建立一个新工程单击【Projiect】菜单中的【New Project】选项，然后选择要保存的路径，输入工程名，然后单击保存按钮如图所示，然后会弹出一个对话框，要求用户选择单片机的型号，可以根据单 片机来选择，我们这里是选择89c52就行，然后单击确定按钮，如图1所示。图1： 新建工程及选择型号2建立一个新的文件单击【File】菜单中的【New File】选项，然后出现下面的对话框，输入文件名（加上后缀“.c”），单击保存按钮，如图2所示。图2： 保存文件3右击Target1选择【Add File to GroupSource Group1 】菜单项选中刚刚建立的那个新文件，单击【Add】最后在单击【Close】，如图3所示。图3： 选中文件后的对话框4编写代码，写好后编译，调试，如图4所示。图4： 编译后的界面八流程图及电路原理图1建立一个新工程单机，选择类型中的【流程图】，然后【流程图】中选择基本流程图，最后点击确定，如图5所示。图5： 建立工程2绘制所需的流程图，如图6所示。图6： 煤气检测装置流程图3.绘制所需的元件清单表表一. 元件清单表器件名称 型号规格 个数芯片 STC89C52-DIP40 1气敏传感器 EXDII 1电源 5v 5电阻1 1k欧姆 1电阻2 4700欧姆 1电阻3 10k欧姆 1电阻4 7000欧姆 1电容 20p 2电阻5 1K欧姆 1电阻6 1K欧姆 1电阻8 1K欧姆 1晶振 11.0592MHZ 1电容1 20pf 1电容2 20pf 1V+ 12v 1V- -12v 1V3 1.8v 1 4.在protel中建立一个新工程单机，单击文件，选择新建，出现一个新设计数据库，点击确定，如图7所示。 图7： 建立新工程5.单击文件，选择新建，然后从文件选择【Sheet1.Sch】的文件，然后点击确定即可，如图8所示。图8： 选择所要新建的文件类型6双击打开【Sheet1.sch】的文件，然后开始绘制所需的原理图，如图9所示。图9： 煤气泄漏检测装置电路原理图九调试过程中出现的问题及相应解决办法1、程序清晰，没有出现问题。十课程设计心得体会在这次课程设计中，我们需要综合以前所学的理论知识来运用到设计和创新中。在设计开始我们先理清了设计思路和画出一个完整的软件流程图，并让每个成员都理解透彻，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。因此我们在比较短的时间内完成了任务。通过这次程序设计，我们不仅扩展了专业知识以及提升了专业技能，也暴露出了前期我们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。并且，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所发挥出得巨大潜能，团结协作是我们课程设计成功的一项非常重要的保证，而这次课程设计也正好锻炼了我们这一点。十一源程序/*利用气敏元件感应器，采样矿井里面的瓦斯浓度，当瓦斯的浓度高于4.5%时，进行报警*/#include <reg52.h>sbit t=P02; /声明单片机P02口接收数据sbit LED1=P25; /声明单片机P25口连接电源指示灯sbit LED2=P22; /声明单片机P22口连接报警指示灯int main() /主函数LED1=0; /电源指示灯亮LED2=1; /报警指示灯灭while(1) if(t=1) /接收数据为“1”LED1=0; /电源指示灯亮LED2=0; /报警指示灯亮elseLED1=0; /电源指示灯亮LED2=1; /报警指示灯灭return 0;/*程序说明：本程序实现的功能是通过比较器及放大器将采集到的信号进行处理后传入到单片机中，主函数main()通过得到比较器传输的数据判断是否需要报警，为高电平“1”时进行报警。*/参考文献1 高凌云,谌海云,林立凭, 基于单片机89S52的煤气泄漏监测与报警系统设计J. 中国仪器仪表, 2010 . 2 张晓芳. 基于Proteus的可燃气体报警器设计J. 苏州市职业大学学报, 2010. 3 魏晓慧,黄近秋. 危险气体报警器的研制J. 西安石油大学学报(自然科学版), 2010. 4 苏文静,文小玲,朱琥. 可燃气体报警器的设计J. 电工电气, 2009 . 5 贺一丁,唐静妍. 智能家用燃气泄漏报警器J. 硅谷, 2010 . 6 姚丰,刘念聪. 一种单片机智能煤气监控系统的设计J. 高等职业教育(天津职业大学学报), 2004 . 7 黄淑玲. 液化气、煤气、烟雾报警器J. 生意通, 2009 . 8 姚丰,刘念聪. 单片机技术在智能煤气监控系统中的应用J. 河南科技大学学报(自然科学版), 2004 . 9 费红波,吉锤. 可燃气体报警器及其检测标定系统的设计J. 江苏现代计量, 2010. 10 张俊杰,丁喜波,刘新华,王新亮. 基于以太网的可燃性气体报警器的研制J. 传感器世界, 2007.
