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基于單片機(jī)的CO濃度檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作論文

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ID:298027 發(fā)表于 2018-3-27 22:39 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
基于單片機(jī)的CO濃度檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作

學(xué) 院 名 稱:工程技術(shù)學(xué)院
專 業(yè) 名 稱:電子信息科學(xué)與技術(shù)
學(xué) 生 姓 名:
指 導(dǎo) 教 師:

第1章 緒論
1.1課題的背景和意義
1.2 CO檢測(cè)儀的種類
1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)
第2章 CO檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介
2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)介
2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)介
2.5按鍵電路的設(shè)計(jì)
2.6外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)介
2.7上拉電阻電路的設(shè)計(jì)
2.8液晶顯示器簡(jiǎn)介
2.9報(bào)警電路的設(shè)計(jì)
第3章 CO檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
3.2主程序模塊的設(shè)計(jì)
3.3模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)
3.4按鍵模塊的設(shè)計(jì)和時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)
3.5液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)
第4章 系統(tǒng)調(diào)試及功能實(shí)現(xiàn)
4.1總體系統(tǒng)調(diào)試
4.1.1軟件調(diào)試
4.1.2 軟件下載
4.2 實(shí)物展示
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
第1章 緒論
1.1課題的背景和意義
一氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的氣體,熔點(diǎn)﹣199℃,沸點(diǎn)﹣191.5℃。標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度為l.25g/L,和空氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.293g/L)相差很小,這也是容易發(fā)生煤氣中毒的因素之一。
一氧化碳分子中碳元素的化合價(jià)是+2價(jià),能進(jìn)一步被氧比成+4價(jià),從而使一氧化碳具有可燃性和還原性,一氧化碳能夠在空氣中或氧氣中燃燒,生成二氧化碳。
一氧化碳中毒(carbon monoxide poisoning),亦稱煤氣中毒。一氧化碳是無色、無臭、無味的氣體,故易于忽略而致中毒。常見于家庭居室通風(fēng)差的情況下,煤爐產(chǎn)生的煤氣或液化氣管道漏氣或工業(yè)生產(chǎn)煤氣以及礦井中的一氧化碳吸入而致中毒。
中毒原理:一氧化碳會(huì)與肺部的血紅蛋白結(jié)合,造成機(jī)體缺氧。
一是輕度中毒。患者可出現(xiàn)頭痛、頭暈、失眠、視物模糊、耳鳴、惡心、嘔吐、全身乏力、心動(dòng)過速、短暫昏厥。血中碳氧血紅蛋白含量達(dá)10%-20%。
二是中度中毒。除上述癥狀加重外,口唇、指甲、皮膚粘膜出現(xiàn)櫻桃紅色,多汗,血壓先升高后降低,心率加速,心律失常,煩躁,一時(shí)性感覺和運(yùn)動(dòng)分離(即尚有思維,但不能行動(dòng))。癥狀繼續(xù)加重,可出現(xiàn)嗜睡、昏迷。血中碳氧血紅蛋白約在30%-40%。經(jīng)及時(shí)搶救,可較快清醒,一般無并發(fā)癥和后遺癥。
三是重度中毒。患者迅速進(jìn)入昏迷狀態(tài)。初期四肢肌張力增加,或有陣發(fā)性強(qiáng)直性痙攣;晚期肌張力顯著降低,患者面色蒼白或青紫,血壓下降,瞳孔散大,最后因呼吸麻痹而死亡。經(jīng)搶救存活者可有嚴(yán)重合并癥及后遺癥。
一氧化碳的后遺癥。中、重度中毒病人有神經(jīng)衰弱、震顫麻痹、偏癱、偏盲、失語、吞咽困難、智力障礙、中毒性精神病。部分患者可發(fā)生繼發(fā)性腦病。
在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中,現(xiàn)代化的發(fā)展給人類帶了很大的方便,但與此同時(shí),人生安全越來越受到人們的重視,一氧化碳在工業(yè)領(lǐng)域所給我們帶來的方便不言而喻,但它對(duì)人體的危害也是顯而易見的。所以我們?cè)O(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)控制的一氧化碳檢測(cè)儀,對(duì)一氧化碳進(jìn)行檢測(cè),為人們提供了安全的保障。

1.2 CO檢測(cè)儀的種類
目前,市場(chǎng)上一氧化碳檢測(cè)儀的種類是多種多樣,目前應(yīng)用得較為廣泛的是熱催化監(jiān)測(cè)方式,但由于多種可熱性氣體都能催化氧化燃燒,導(dǎo)致檢測(cè)精度下降,另外,采用這種方式的檢測(cè)儀體積和功率都較大,不便于隨身攜帶,本設(shè)計(jì)使用的是一種采用點(diǎn)調(diào)制非光紅外(NDIR)氣體成分分析技術(shù)檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w的方法的一氧化碳傳感器,該方法提高了檢測(cè)精度,大大降低了檢測(cè)儀的尺度和功耗,延長(zhǎng)了電池供給時(shí)間,體積和功耗的有效降低。
1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)
本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)由單片機(jī)控制的一氧化碳的濃度檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng),它將傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、濾波、線性化,由單片機(jī)將電壓值轉(zhuǎn)換為氣體濃度和溫度送LCD1602液晶顯示,并判斷是否超過報(bào)警上限,若超過,則發(fā)出聲光報(bào)警,并打開風(fēng)扇降低一氧化碳的濃度。同時(shí)用戶可以自己設(shè)定報(bào)警上限,使用戶可以根據(jù)實(shí)際情況方便的掌握安全狀況。該系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心,可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、故障自診斷、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化,具有一定的實(shí)用價(jià)值。


2CO檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本論文主要完成一氧化碳檢測(cè)儀軟件和硬件仿真設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:A/D轉(zhuǎn)換器程序、控制程序、超標(biāo)報(bào)警、鍵盤檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示等。
硬件設(shè)計(jì)部分主要包括:?jiǎn)纹瑱C(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘芯片、LCD、外圍擴(kuò)展數(shù)據(jù)RAM等芯片的選擇;硬件主電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、液晶顯示電路設(shè)計(jì)、外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器接口電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤接口電路等功能模塊電路設(shè)計(jì)。硬件結(jié)構(gòu)框圖2.1。硬件設(shè)計(jì)總體電路圖見附錄A1。

圖2.1 硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)。而目前世界上較為著名的8位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和主要機(jī)型如下:
美國(guó)Intel公司:MCS—51系列及其增強(qiáng)型系列;
美國(guó)Motorola公司:6801系列和6805系列;
美國(guó)Atmel公司:89C51等單片機(jī);
美國(guó)Zilog公司:Z8系列及SUPER8;
美國(guó)Fairchild公司:F8系列和3870系列;
美國(guó)Rockwell公司:6500/1系列;
美國(guó)TI(德克薩司儀器儀表)公司:TMS7000系列;
NS(美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體)公司:NS8070系列等等。
MCS—51系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型8031、8051、8751。
本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)為控制核心。而相比之下52型功能更為強(qiáng)大,ROM和RAM存儲(chǔ)空間更大,52還兼容51指令系統(tǒng)。基于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的需要,綜合考慮后,我們選擇單片機(jī)ATME公司的STC89C52為控制核心;主要基于考慮STC89C52是一個(gè)低電壓,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、6個(gè)中斷源;時(shí)鐘頻率0~24MHz;器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn),并兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng),功能強(qiáng)大。
STC89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和256K bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn),與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容,片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大,STC89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。

                                 圖2.2 引腳圖

主要性能參數(shù):
與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容;
8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃存存儲(chǔ)器;
1000次寫/擦循環(huán);
時(shí)鐘頻率:0Hz~24MHz;
三級(jí)加密存儲(chǔ)器;
256字節(jié)內(nèi)部RAM;
32個(gè)可編程I/O口線;
3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器;
6個(gè)中斷源;
可編程串行UART通道。
2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    采用STC89C52來設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能運(yùn)行起來的需求最小的系統(tǒng)[15],電路圖見圖2.3:

圖2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖

上圖的最小單片機(jī)系統(tǒng)包含有晶振電路和復(fù)位電路,STC89C52芯片組成。
晶振電路在各種指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序,這種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序, STC89C52的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種,一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式,一種是外部時(shí)鐘方式。本系統(tǒng)中采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式,為了盡量降低功耗的原則。電路圖見圖2.4。


圖2.4 晶振電路圖

在89C52單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)震蕩電路,只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體(簡(jiǎn)稱晶振)就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào),圖中電容器C1和C2穩(wěn)定頻率和快速起振,晶振CRY選擇的是12MHz。
復(fù)位電路在單片機(jī)工作中仍然是不可缺少的主要部件中,單片機(jī)工作時(shí)必須處于一種確定的狀態(tài)。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動(dòng)作,導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生;內(nèi)部一些控制寄存器(專用寄存器)內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)[1]。

圖2.5 上電復(fù)位電路圖
本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是上電復(fù)位與手動(dòng)復(fù)位電路,開關(guān)未按下是上電復(fù)位電路,上電復(fù)位電路在上電的瞬間,由于電容上的電壓不能突變,電容處于充電(導(dǎo)通)狀態(tài),故RST腳的電壓與VCC相同。隨著電容的充電,RST腳上的電壓才慢慢下降。選擇合理的充電常數(shù),就能保證在開關(guān)按下時(shí)是RST端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使STC89C52內(nèi)部復(fù)位。開關(guān)按下時(shí)是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路,RST端通過電阻與VCC電源接通,通過電阻的分壓就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位[4]。電路圖見圖2.6:

圖2.6 復(fù)位電路圖

2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

CO傳感器選用CO/CF-1000探頭組成,如下表2.1。

表2.1 傳感器參數(shù)

名稱

一氧化碳傳感器 CO/CF-1000

測(cè)量范圍

0 - 1 000 ppm

輸 出

100±20nA/ppm

分辨率

0.05 ppm

響應(yīng)時(shí)間 (T 90)

﹤50 seconds

濕度范圍

15-90 %RH(非凝結(jié))

最大零點(diǎn)漂移(20℃to 40℃)

10 ppm

長(zhǎng)期漂移

﹤2% /每月

推薦負(fù)載值

10Ω

線性度輸出

線性

測(cè)量電路由CO/CF-1000一氧化碳傳感器、ADC0832組成。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)接收后,產(chǎn)生一個(gè)與一氧化碳濃度成正比的電壓信號(hào),該電壓信號(hào)經(jīng)
ADC0832與STC89C52單片機(jī)相連,在顯示器上顯示出一氧化碳的濃度值,當(dāng)超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警[5]。

2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)介

由于ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容、5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間、工作頻率為250KHZ、轉(zhuǎn)換時(shí)間為32微秒、一般功耗僅為15MW等優(yōu)點(diǎn),適合本系統(tǒng)的應(yīng)用,所以我們采用ADC0832為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件[3]。電路圖見圖2.7如下:
圖2.7 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖
ADC0832 具有以下特點(diǎn):
①8位分辨率;
②雙通道A/D轉(zhuǎn)換;
③輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容;
④5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間;
⑤工作頻率為250KHZ,轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS;
⑥一般功耗僅為15mW;
⑦8P、14P—DIP(雙列直插)、PICC 多種封裝;
⑧商用級(jí)芯片溫寬為0℃到+70℃,工業(yè)級(jí)芯片溫寬為−40℃到+85℃;
芯片接口說明:
①CS_片選使能,低電平芯片使能;
②CH0模擬輸入通道0,或作為IN+/-使用;
③CH1模擬輸入通道1,或作為IN+/-使用;
④GND芯片參考0電位(地);
⑤DI數(shù)據(jù)信號(hào)輸入,選擇通道控制;
⑥D(zhuǎn)O數(shù)據(jù)信號(hào)輸出,轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出;
⑦CLK芯片時(shí)鐘輸入;
⑧Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入(復(fù)用)。
由于ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為8位,所以ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度為:10ppm/256=0.039ppm。

2.5按鍵電路的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵。鍵盤分為:獨(dú)立式和矩陣式兩類,每一類按其編碼方法又可以分為編碼和非編碼兩種。本系統(tǒng)具有人機(jī)對(duì)話功能,該功能即能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及和LCD連接顯示運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。由于本系統(tǒng)只有UP、DOWN、OK、CANCEL4個(gè)控制命令,所需按鍵較少,所以本系統(tǒng)選擇獨(dú)立式按鍵[13]。電路圖見圖2.8。

圖2.8 按鍵電路圖

2.6外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)介

由于考慮STC89C52單片機(jī)具有8KB的程序存儲(chǔ)器(ROM),256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)所需的容量,現(xiàn)在需要擴(kuò)充存儲(chǔ)器的容量。在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài),本系統(tǒng)選用AT24C128存儲(chǔ)器[8]。電路圖見圖2.9。

圖2.9 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)電路圖

2.7上拉電阻電路的設(shè)計(jì)

在主電路圖中接在P0口處有一個(gè)排阻RP1,由于P0口沒有內(nèi)接上拉電阻,為了為P0口外接線路有確定的高電平,所以要接上排阻RP1,以確保有P0口有穩(wěn)定的電平[11]。電路連接圖見圖2.10。






                              圖2.10 上拉電阻電路圖

2.8液晶顯示器簡(jiǎn)介

我們選用了AMPIRE128X64液晶顯示模塊,是由于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能,顯示器最好能夠顯示數(shù)據(jù)、圖形,考慮到同種LCD顯示器的屏幕越大體積越大,功耗越大的特點(diǎn),該型號(hào)顯示器消耗電量比較低,可以滿足系統(tǒng)要求。該類液晶顯示模塊采用動(dòng)態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng),可用5V供電。AMPIRE128X64液晶共有22個(gè)引腳[9]。
AMPIRE128X64液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。分為直接訪問方式和間接控制方式。直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上,單片機(jī)以訪問存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作。間接控制方式則不使用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng),而是利用它的I/O口來實(shí)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線,另外三根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用單片機(jī)的P3口中未被使用的I/O口來控制。這種訪問方式不占用存儲(chǔ)器空間,它的接口電路與時(shí)序無關(guān),其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用間接控制方式[14]。液晶顯示電路連接原理圖見圖下:

圖2.11 液晶顯示器電路圖

2.9報(bào)警電路的設(shè)計(jì)




圖2.12 報(bào)警電路接線圖

報(bào)警信號(hào)通常有三種類型:一是閃光報(bào)警,因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈更能提醒人們注意;二是鳴音報(bào)警,發(fā)出特定的音響,作用于人的聽覺器官,易于引起和加強(qiáng)警覺;三是語音報(bào)警,不僅能起到報(bào)警作用,還能直接給出警報(bào)種類的信息。其中,前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軟件編程方便,常常在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用;而語音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接,但硬件成本高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。單頻音報(bào)警實(shí)現(xiàn)單頻音報(bào)警的接口電路比較簡(jiǎn)單,其發(fā)音元件通常可采用壓電蜂鳴器,當(dāng)在蜂鳴器兩引腳上加3~15V直流工作電壓,就能產(chǎn)生3kHZ左右的蜂鳴振蕩音響。壓電式蜂鳴器,約需10mA的驅(qū)動(dòng)電流,可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng),如圖2.12所示。在圖2.12中,P1.0接三極管基極輸入端,當(dāng)P1.0輸出高電平“1”時(shí),三極管導(dǎo)通,蜂鳴器的通電而發(fā)音,當(dāng)P1.0輸出低電平“0”時(shí),三極管截止,蜂鳴器停止發(fā)音[12]。





第3章 CO檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
軟件設(shè)計(jì)部分主要包括:主程序/子程序流程的設(shè)計(jì)、功能模塊程序的編寫、軟/硬件結(jié)合調(diào)試與演示。主要包括以下功能模塊:51驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、液晶顯示、時(shí)鐘、鍵盤、模數(shù)軟換[10],軟件結(jié)構(gòu)框圖3.1。

      圖3.1 軟件結(jié)構(gòu)框圖





3.2主程序模塊的設(shè)計(jì)
主程序?qū)崿F(xiàn)的功能:與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式一氧化碳檢測(cè)儀的各個(gè)功能。主要是檢測(cè)與顯示,時(shí)間調(diào)整與顯示,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),功能子函數(shù)的調(diào)用,見圖3.2。
檢測(cè)主程序程序見附錄A2。

    圖3.2 主程序流程圖




3.3模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)

ADC0832轉(zhuǎn)換的流程圖見下圖3.3;

ADC0832程序見附錄A3。

圖3.3 數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖


3.4按鍵模塊的設(shè)計(jì)和時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)

按鍵查詢式的流程圖見下圖,按鍵程序見附錄A4。


   圖3.4 按鍵查詢式的流程圖

時(shí)鐘模塊操作流程圖見下圖,時(shí)鐘程序見附錄A5。

圖3.5 時(shí)鐘模塊操作流程圖

3.5液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)
LCD模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示,以及各控制效果的顯示。采用直接訪問方式。液晶顯示的操作流程圖見下圖3.6,液晶程序見附錄A6。

圖3.6 液晶顯示的操作流程圖

  • 系統(tǒng)調(diào)試及功能實(shí)現(xiàn)
4.1總體系統(tǒng)調(diào)試
4.1.1軟件調(diào)試
打開keil軟件,打開程序,檢查后單擊編譯按鍵,如果未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和警告則說明程序能夠正常運(yùn)行。
編譯結(jié)果如圖所示:

圖4.1 軟件編譯結(jié)果圖
所以程序能夠正常運(yùn)行。
4.1.2 軟件下載
通過串口將電腦中已經(jīng)編寫好的程序傳輸入51單片機(jī)中,打開電源,檢查各模塊是否正常工作。
首先將STC_ISP_V483這個(gè)串口通信軟件打開,選擇打開程序文件選項(xiàng),找到需要錄入單片機(jī)的hex文件,選擇下載選項(xiàng),點(diǎn)擊后給單片機(jī)上電復(fù)位,等待信息框中顯示已下載成功,說明程序已經(jīng)錄入單片機(jī)。接下來首先通過按鍵選擇工作模式,然后根據(jù)傳感器模塊的類型將相應(yīng)的氣體放置在傳感器探頭附近,等待聲光報(bào)警模塊工作,當(dāng)報(bào)警模塊工作后,通過按下外部中斷按鍵選擇報(bào)警模式,按一下則led二極管關(guān)閉,按第二下則蜂鳴器關(guān)閉,按第三下則led和蜂鳴器都打開。將三個(gè)傳感器模塊都檢查完畢后,按下復(fù)位鍵,并關(guān)閉電源。通過監(jiān)測(cè)總體系統(tǒng)能夠正常工作。
4.2 實(shí)物展示
焊接成品如下圖4.2所示:
4.2 焊接成品圖
在焊接過程中,本設(shè)計(jì)采用萬能板來焊接,同時(shí)外接電源采用的是USB供電。
接通電源初始圖如4.3所示 :
4.3 接通電源初始圖
在電源剛接通時(shí),液晶屏顯示當(dāng)前CO濃度為000 PM,設(shè)置的界限值為100 PM,風(fēng)扇處于未轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),發(fā)光二極管未亮并且蜂鳴器不報(bào)警。
系統(tǒng)工作時(shí)如圖4.4所示:

4.4 工作實(shí)物圖
當(dāng)CO傳感器檢測(cè)到的CO濃度大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值100ppm時(shí),蜂鳴器報(bào)警同時(shí)紅色指示燈發(fā)光、風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。









結(jié)論

本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)制作CO濃度檢測(cè)報(bào)警器,設(shè)計(jì)中使用了低電壓、高性能CMOS8位微處理器STC89C52 單片機(jī)作為控制核心,總體電路具有運(yùn)行速度快,穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,散熱迅速等特點(diǎn),采用模塊化設(shè)計(jì),這樣不僅有利于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試,同時(shí)也方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更改和系統(tǒng)硬件的升級(jí)。CO/CF-1000氣體傳感器模塊的特點(diǎn)在于其簡(jiǎn)易性和高效性,由于其輸出口在監(jiān)測(cè)到有害氣體時(shí)直接輸出低電平,這樣就免去了從氣體傳感器上采集信號(hào),這樣硬件設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔,所需的器件也更加易于購(gòu)買,硬件出錯(cuò)率也就更小,更加符合本設(shè)計(jì)的目的。
本次設(shè)計(jì)涉及到的知識(shí)面較多,由于本人理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限,本次設(shè)計(jì)還存在一些有待改進(jìn)和優(yōu)化的地方,比如在檢測(cè)氣體種類上可以增加對(duì)煙霧、NO等方面。在實(shí)用性方面可以考慮將濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與室內(nèi)換氣系統(tǒng)連接,這樣就不僅做到了氣體監(jiān)測(cè)和警報(bào),還做到了對(duì)有害氣體及時(shí)處理,使整個(gè)室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)更加完善。


致謝

  我的畢業(yè)課題是便攜式一氧化碳檢測(cè)儀的設(shè)計(jì),是一個(gè)實(shí)際的小工程。作為一個(gè)本科的學(xué)生,我對(duì)實(shí)際的工程設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)不夠,經(jīng)驗(yàn)不足,難免在設(shè)計(jì)的整體框架中,有很多的細(xì)節(jié)沒有考慮。但**老師和同學(xué)們給予我鼓勵(lì)和很多寶貴的建議,并且悉心引導(dǎo),給予我一個(gè)比較清晰的設(shè)計(jì)思路,幫助我解決了許多設(shè)計(jì)上的困難。最后還要感謝在百忙之中進(jìn)行論文評(píng)審的老師們,對(duì)論文的不足之處敬請(qǐng)批評(píng)點(diǎn)。

附錄
附錄A1 硬件設(shè)計(jì)總體電路圖


附錄A2 檢測(cè)主程序程序(見附件)


完整的Word格式文檔51黑下載地址:
基于單片機(jī)的CO濃度檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作.doc (4.96 MB, 下載次數(shù): 185)


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ID:236666 發(fā)表于 2018-10-24 14:44 | 只看該作者
挺好的設(shè)計(jì)。
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板凳
ID:236666 發(fā)表于 2018-10-24 14:45 | 只看該作者
挺好的設(shè)計(jì)啊。
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地板
ID:414840 發(fā)表于 2018-10-24 19:38 | 只看該作者
挺好的設(shè)計(jì)啊
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5#
ID:417167 發(fā)表于 2018-10-29 14:05 | 只看該作者
可以參考做個(gè)煙霧報(bào)警
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6#
ID:360664 發(fā)表于 2018-11-16 23:55 來自觸屏版 | 只看該作者
樓主,問下做二氧化碳濃度檢測(cè)的怎么改
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7#
ID:363580 發(fā)表于 2018-11-29 17:14 | 只看該作者
我想做一個(gè)實(shí)物出來,謝謝樓主的分享
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8#
ID:488022 發(fā)表于 2019-3-10 17:39 | 只看該作者
好厲害~,感覺對(duì)于這樣的我都不知道怎么下手了
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9#
ID:488022 發(fā)表于 2019-4-23 15:20 | 只看該作者
對(duì)我的設(shè)計(jì)非常有幫助啊
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10#
ID:546116 發(fā)表于 2019-5-24 09:48 | 只看該作者
很給力,很好
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11#
ID:1080760 發(fā)表于 2023-5-30 14:23 | 只看該作者
很有幫助謝謝樓主
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12#
ID:1105446 發(fā)表于 2023-12-20 20:26 | 只看該作者
很厲害,設(shè)計(jì)的很全面
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