煤气泄漏监测系统设计(DOC26页).doc

目录
第1章 煤气检测系统设计的基本内容..............................................................................1
煤气检测系统的主要任务 1
煤气检测系统的设计要求 1
第2章 煤气检测系统设计的硬件设计 2
基于单片机实现 2
系统硬件电路的总体设计 3
气体传感器电路设计 3
放大电路的设计 5
A/D转换电路设计 6
单片机的最小系统设计 10
声光报警电路设计 11
数码管显示电路设计 12
第3章 煤气检测系统的软件设计 13
主程序设计流程图 13
A/D转换控制程序设计流程图 14
显示子程序的设计流程图 15
报警子程序的设计流程图 15
第4章 系统的功能仿真 16
仿真软件介绍 16
煤气检测系统的模块仿真 16
A/D转换模块测试 16
显示模块测试 17
声光报警电路模块测试 18
系统误差分析 19
参考文献 20
附录1 煤气检测系统的仿真电路图 21
附录2 煤气检测系统的电路原理图 21
附录3 浓度与电压值的对应关系 22
附录4 煤气检测系统的源程序 23
第1章 煤气检测系统设计的基本内容
煤气测量系统中，设计一套具有有毒气体检测功能、报警功能、能够判断室内空气中煤气的泄露情况和显示当前室内有毒气体的浓度，用单片机控制报警器是否需要报警。
煤气检测系统由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括气体传感器电路、放大电路、A \D转换电路、 单片机最小系统、单片机控制电路和报警电路和数码管显示电路。气体传感器用来检测室内空气中有毒气体的浓度，当室内空气中有毒气体含量超过允许标准浓度后，气体传感器所获得的感应信号，通过放大处理以后，再经过单片机的处理，控制报警电路发出报警处理。软件部分主要包括A\D的采样程序、数据处理、报警程序和显示程序。
煤气检测系统设计在硬件设计方面，主要研究组成家用煤气泄漏报警控制系统的单片机芯片、气体传感器的使用方法，同时研究电路设计思路、电路组成，包括气体传感器、放大电路、单片机、声光报警电路和显示电路的设计，给出系统的整体结构框图、仿真电路图和整体电路原理图。
煤气检测系统的主要任务
本论文是煤气检测系统设计的研制，主要完成：
(1) 对煤气检测整个系统进行了整体规划；
(2) 对煤气检测系统进行硬件设计和软件流程设计，分为主程序设计，A/D转换控制程序的设计，数据处理，浓度显示程序设计、声光报警子程序设计等；
(3) 软件的调试，功能仿真；
(4) 画出煤气检测系统的电路原理图。
煤气检测系统的设计要求
由于煤气检测系统主要包括气体传感器电路、放大电路、A \D转换电路、单片机最小系统、声关报警电路和数码管显示电路等部分。
本论文要求做以下设计：
气体传感器对煤气是否泄漏进行检测；
放大电路对检测出微弱的电压信号进行一定的放大处理；
A/D转换程序设计，A/D转换器能够时刻的对放大的电压信号进行采集；
根据有毒气体浓度与采集的电压信号的关系进行数据转换处理；
(5) 显示程序的设计，用4位数码管显示所测得的煤气浓度值。
(6)声关报警控制程序设计，根据气体浓度进行相应的处理.
第2章 煤气检测系统设计的硬件设计
基于单片机实现
微处理器的出现极大地促进了生产力的发展，提高了人们生活的质量，实现了工业的现代化和自动化。基于8位和16位单片机的嵌入式设备(如仪器仪表、数据采集和显示、过程控制、工业自动化等)的实时应用、测控系统正在走向网络智能化。这就要求企业从现场控制层到管理层能实现全方位的无缝信息集成，实现远程维护、智能诊断以及远程管理功能，提供一个开放的基础构架，并具有高可靠性、分散控制、集中监视和管理的功能。
针对目前微型处理器的处理芯片的不同，本设计是基于AT80C51单片机实现煤气检测系统的设计。
基于AT89C52单片机实现的煤气检测系统的具体方案如图2-1所示。该方案主要包括了可燃气体传感器、A/D转换器、AT89C52单片机控制电路、声光报警电路以及数码管显示电路。
气体传感器输出为模拟量，很微弱需要进行放大电路的处理，单片机处理的是数字信号，需要利用A/D转换器，将模拟量转换成数字量送给AT89C52单片机进行数据的处理；声光报警电路里使用蜂鸣器作为报警用，同时还用LED灯进行相应的指示，以便于提醒注意；单片机的最