毒死亡尤为严 重。众多周知由于与血液中的血红素的结合能力是氧的倍因此当它进入人体血 液循环系统后就会大量取代氧而与血红素结合抑制血液中氧气的释放从而导致发生头 痛耳鸣呕吐血压降低等不同程度的症状发生。如果中毒严重轻者于康复过程 中可能会头昏眼花丧失记忆或引起视觉及神经上的障碍严重者会导致脑部受损甚至发 生死亡。这就对煤气自动报警的器的设计更加迫切。 为了预防氧化碳的泄漏人们采用了各种措施。家用智能煤气报警器是为了预防 气体中毒的种家用的自动报警器也是种高灵敏度的气体探测器般都是应用高 灵敏度的气敏元件作气电转换元件并配以电路和声光报警部分组成。当泄漏的气体达 到危险极限值时报警器就会发生鸣响和声光报警。 姚丰刘念聪种单片机智能煤气系统的设计天津职业大学学报年月第卷第期。 周捷有毒可燃气体报警器原理及设计科技信息年总第期。 研究意义 测控技术与仪器仪表技术已经是现在社会不可缺少的重要组件。从今天进入信息 科技时代来看仪器仪表是实现信息的获取转换存贮和揭示物质运动的必备工 具是当今普遍称之为时代标志的信息科技的三大支柱信息获取及处理信息传 输与通信电子技术及计算机的必要手段也是新技术革命的项重要内容。 在现代化建设中人们对仪器仪表所能起到的监控作用在技术上有着高层次 的要求因而仪器仪表工业是促进国民经济各部门技术进步进行技术改造提高 劳动生产率和社会经济效益开发与节约能源和材料的先导工业。仪器仪表的装备 水平在很大程度上反映出个国家的生产力的发展和科学技术的现代化水平。 随着科技的发展计算机技术的应用测试技术与仪表专业的趋势越来越向智 能化转变智能仪表。智能仪表出现就显示了它强大的生命力现已成为仪器 仪表发展的个重要方向。这不仅在般的测量仪表中而且在分析仪表实验室 仪表与生物医学仪表中反映出来。 仪器仪表设备水平在很大程度上反映出个国家的生产力发展水平当前仪器 仪表正从自动化向智能化方向发展无疑这对于提高生产效率优化产品质量加 速我国现代化建设有着极其重要的作用。从此可以看出测控技术及仪表专业具有 非常美好的未来。 在小区内保安室或是矿区主控室以下简称总台安装好个控制主机和报警模块 在小区的每个住户安装或是矿区的每个矿点安装个到多个探测头和报警模块。这 样就可以同时在发生意外的时候及时的在总台和发生意外的所在点产生声光报警及时 的疏散意外所在点的人群并告之总台的控制端。总台可以通过显示模块得知哪个点发生 意外并及时的进行处理和疏导人群。 研究内容 本设计主要研究并设计个基于单片机的煤气报警系统并实现对数据的采集 和声光的报警控制。控制系统主要是由系列单片机电源电路数据采集电 路传感器电路看门狗电路复位电路实时时钟电路显示与键盘转换 信号处理 传感器 报警电路 硬件系统设计与传感器选用 硬件系统的电路包括主机单元的电路和功能实现系统模块电路。主机单元主要由 单片机与看门狗定时器实时时钟和电源电路组成。功能实 现系统模块由转换电路信号处理电路人机接口电路传感器和报警电路组成。 主机单元电路 主机模块是由主控芯片芯片和电源电路构成。它是仪 表的核心部分。电源电路提供的稳定电源防止系统死机保证程序正常运 行内部的有掉电数据存储功能用于保存各采集通道的报警上限 存储当前时刻之前发生的个历史报警记录包括报警的发生通道性质和发生时间 可以对时分秒年月日进行准备计时具有掉电数据存储功能以边日后实现 可燃性气体的报警监督功能。总体连接如图。 图主机模块总连接图 单片机 本设计中的主芯片采用美国公司的。 控制器部分采用了美国公司的单片机是个低功耗高 性能位单片机片内含的可反复擦写 次的只读程序存储器器件采用公司的高密度非易失性存储技术制 造兼容标准指令系统及引脚结构芯片内集成了通用位中央处理器和 存储单元功能强大的微型计算机的可为许多嵌入式控制应用系统 提供高性价比的解决方案。具有如下特点个引脚片内程 序存储器的随机存取数据存储器个外部双向输入输出口 个中断优先级层中断嵌套中断个位可编程定时计数器个全双工串行通信口 看门狗电路片内时钟振荡器主要功能表特性见表。 此外设计和配置了振荡频率可为并可通过软件设置省电模式。空闲模 式下暂停工作而定时计数器串行口外中断系统可继续工作掉电模式冻结 振荡器而保存的数据停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还 具有和等三种封装形式以适应不同产品的需求。 表主要功能表特性 兼容指令系统可反复擦写次 个双向口工作电压 个位可编程定时计数器时钟频率 全双工串行中断口线内部 个外部中断源低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式级加密位 看门狗电路软件设置空闲和省电功能 灵活的字节和分页编程双数据寄存器指针 图各个引脚 李全钊迟荣强单片机原理及接口技术高等教育出版史年 在本设计中作为实时时钟的数据传送总线作为片选的接口 用来使能接口用来锁存外接存储器的地址和接口分别接实时时 钟的和用来读控制和写控制外部存储器的数据接的接口受其 看门狗监督和两个接口用来接的数据输入和数据输出和 接的片选接口和时钟接口。主机完成对监控系统的数据采集过程采集方 式和报警过程的控制。其最简单的连接图如图。 图最小系统 实时时钟芯片及其电路 实时钟芯片的特点可作为计算机的时钟和日历与 和的管脚兼容在没有外部电源的情况下可工作年自带晶振及电池可 计算到年前的秒分小时星期日期月年七种日历信息并带闰年补偿用 二进制码或码代表日历和闹钟信息有和小时两种制式小时有和 提示可选夏令时模式可以应用与和两种总线数据地 址总线可以复用内建字节字节时钟控制寄存器字节通用 可编程方波输出总线兼容中断三种可编程中断。其管脚名称及其分部如图 所示。 图的管脚分布 是双向地址数据复用总线是空脚总线类型选择接地或不接 煤气报警器设计 摘要 当今社会上出现了许多煤气报警器而这些产品大都是针对煤气的泄漏所做出的 相应的报警即为家庭式煤气报警器。本课题设计煤气报警采用了单片机为报 警器的核心部件对煤气报警器进行控制。通过电化学氧化碳气体传感器对 煤气进行检测将所得的浓度值与设定浓度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理 获得控制信号发生报警信号并把报警通道显示并储存在的中八个单 元的煤气浓度对应模拟量利用转换为数字量并加入了键盘输入控制从而实现对 家用和工业煤气漏气的监控。整个系统的硬件电路设计合理性能安全可靠。 关键词单片机煤气浓度报警器 目录 摘要 , 前言 研究背景 研究意义 研究内容 系统总体设计 方案的选择 系统流程框图 硬件系统设计与传感器选用 主机部分 单片机 实时时钟芯片及其电路 看门狗定时器及复位电路 电源电路 功能模块部分 的数据采集单元 的人机接口电路模块 数据处理模块 声光报警模块 下载电路 传感器的选用 型电化学式传感器 半导体气体传感器 硬件设计小结 软件设计 主程序设计 初始化程序和主程序 中断服务程序 功能实现主要子程序 采集程序 数据处理模块 报警记录和报警模块 人机对话子程序设计 小结 系统调试与分析 硬件焊接与调试 软件调试 系统调试 小结 参考文献 附录程序源代码, 附录焊接实物图, 附录元器件清单, 谢辞, 前言 研究背景 随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行煤气或天燃气已成为多数家庭的燃 料。每年因煤气泄露造成的煤气中毒事故中因使用热水器不当或产品本身的质量问 题造成的氧化碳中毒事故全国均有不少事例有甚者因室内煤气浓度过高引起煤 气爆炸的事故也不少见。所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。为此我 们开发研制了智能煤气报警系统。 计算机的普及和信息技术的迅猛发展人们己不满足于传统的居住环境对家庭及 住宅小区提出了更高的要求智能化被引入家庭并迅速在世界各地发展起来。人们对 居住环境要求的日见增高体现在希望住宅不仅更便利舒适而且更安全。 家庭及住宅小区智能化的定义在国际上至今尚无致的般认为在现代化的城乡住宅 小区内综合采用微型计算机自动控制通信与网络及智能卡等技术建立个由住宅 小区综合物业管理中心与安防系统信息通信服务与管理系统和家庭智能化系统组成的 三合住宅小区服务与管理集成系统最终目的是使每住户得到满足其要求的最 佳方案。国家建设部规定目前住宅小区应实现六项智能化要求其中包括实行安全防 范系统自动化监控管理防盗报警系统应安装红外或微波与煤气泄漏报警器等各种类型 报警探测器。基于此项规定煤气泄漏自动报警实现智能化势在必行。 在社会信息化进程日益发展的今天信息技术应用己渗透到人类生存活动的各个 领域在建筑领域人们的现代生活工作对居住要求舒适健康安全可靠高效便利。 这时候气体燃料的应用也越来越广泛。目前家用煤气液化器天然气作为气体燃料 已用与家庭旅馆深入人民的生活之中。气体燃料的应用和普及伴之而来的是气体泄 漏造成的中毒爆炸火灾等事故也时有发生。其中由于氧化碳泄漏中毒死亡尤为严 重。众多周知由于与血液中的血红素的结合能力是氧的倍因此当它进入人体血 液循环系统后就会大量取代氧而与血红素结合抑制血液中氧气的释放从而导致发生头 痛耳鸣呕吐血压降低等不同程度的症状发生。如果中毒严重轻者于康复过程 中可能会头昏眼花丧失记忆或引起视觉及神经上的障碍严重者会导致脑部受损甚至发 生死亡。这就对煤气自动报警的器的设计更加迫切。 为了预防氧化碳的泄漏人们采用了各种措施。家用智能煤气报警器是为了预防 气体中毒的种家用的自动报警器也是种高灵敏度的气体探测器般都是应用高 灵敏度的气敏元