种可燃性气体，是款适合多种应用的低成本传感器。气敏元件的结构和外形如图所示结构或，由微型陶瓷管敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有只针状管脚，其中个用于信号取出，个用于提供加热电流。基本电路如图。图结构和外形图基本电路部件材料气体敏感层二氧化锡电极金测量电极引线铂加热器镍铬合金陶瓷管三氧化二铝防爆网目双层不锈钢卡环镀镍铜材基座胶木或尼龙针状管脚镀镍铜材数码管数码管分共阳极与共阴极两种，其工作特点是，当笔段电极接低电平，公共阳极接高电平时，相应笔段可以发光。共阴极数码管则与之相反，它是将发光二极管的阴极负极短接后作为公共阴极。当驱动信号为高电平端接低电平时，才能发光。数码管等效于多只具有发光性能的结。当结导通时，依靠少数载流子的注人及随后的复合而辐射发光，其伏安特性与普通二极管相似。在正向导通之前，正向电流近似于零，笔段不发光。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升，笔段发光。因此，数码管属于电流控制型器件，其发光亮度单位是与正向电流有关，用公式表示即亮度与正向电流成正比。的正向电压，则与正向电流以及管芯材料有关。使用数码管时，工作电流般选左右段，既保证亮度适中，又不会损坏器件。图位数码管的原理图本实验的显示模块主要由个位体的段数码管构成，用于显示测量到的电压值。它是个共阳极的数码管，每位数码管的原理图如图所示。每位数码管的和端都各自连接在起，用于接收的口产生的显示段码。，引脚端为其位选端，用于接收的口产生的位选码。图分别为其实物图和引脚图。图数码管的实物图和引脚图第三章电路各部分介绍可燃气体信号采集部分在本设计中，采用传感器作为信号采集器件，器件的脚连接电源的正极，脚连接地。采集到的信号通过欧姆电阻后送到的模拟输入端，用来调节输出信号的大小。具体电路连接如图所示图信号采集部分显示部分显示模块采用共阳极数码管显示。单片机口控制数码管显示。位选用口来控制。具体电路连接方式如图所示图数码管显示部分转换部分由传感器采集到的电压信号接单片机。具体电路连接方式如图所示图转换部分报警显示部分采集到的数字信号经过单片机计算后如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时，单片机将控制蜂鸣器报警，同时亮。的正极接电源正极，负极接欧姆电阻后接单片机端。蜂鸣器采用三极管来驱动，三极管集电极接电源正极，基极接欧姆电阻后接端，发射极接蜂鸣器，通过蜂鸣器后接地。具体电路连接方式如图所示图报警部分最小系统及按键单片机接电源晶体振荡器频率为，晶振的两个引脚分别连接在单片机的和端，晶振的两端再分别连接个电容后接地复位电路经电源正极接电容后接欧姆电阻接地，单片机复位端接在电容和电阻之间。本次设计电路中加入个按键，用于人为报警和设置报警的上限值。按键分别接单片机端。是设置键，是数字键加，是数字键减，当按下时蜂鸣器报警，亮再次按下用来取消报警。具体电路连接方式如图所示图最小体统及按键第四章整体电路我设计的作品甲烷天然气传感器模块甲烷天然气传感器模块启动延时用于处理读取数据数据处理数码管显示数据检测数据大于或等于开定时器报警如果数据小于关定时器取消报警关定时器关蜂鸣器关报警按键消抖,按键松手检测报警取消消抖关定时器蜂鸣器报警闪烁,按键松手检测脚置，定时器初始化子函数脚置，设置定时器工作方式赋初值定时计数溢出中断允许位赋初值，开总中断启动子函数延时个机器周期读操作子函数延时个机器周期读取中的数据中断服务程序赋初值延时值取反蜂鸣器值取反中断服务程序，图系统整体图软件设计部分软件设计流程图单片机程序设计见附录。再次检测按键译码显示模块报警报警上限设置键报警取消报警检测按键数字键加或数字键减气体检测信号采集单片机内部模块信号转换将转换的数据送进行处理第五章总结经过近个月的毕业设计，使我对集成电路的使用有了更进步的认识和了解，要想学好它要重在实践，通过实践，我也发现我的很多不足之处，把所学习到的知识融合到块还不是想象中的那么简单，其中涉及了单片机数字电子技术模拟电子技术等学科知识，要学好这门课程还需要更多的努力。通过实践的学习，使我对整体的电路设计有了个更全面的了解，锻炼了重全局考虑局部的能力。深刻体会了理论联系实际的重要性，从老师提出设计要求到完成设计报告，不断的完善自己的设计和电路。在图书馆查资料到写出具体的实施方案画出电路图都要认真考虑，寻找最优的设计方案。经过多次修改最终于实现了设计要求。参考文献，李光飞，单片机课程设计实例指导，版，北京，北京航空航天大学出版社马忠梅，单片机的语言应用程序设计，版，北京，北京航空航天大学出版社张道德，单片机接口技术版，版，北京，中国水利水电出版社夏路易，电路原理图与电路板设计教程，版，北京，北京希望电子出版社，毛建民。煤层甲烷资源的开发和利用，贵州地质，李鸿雁张立毅基于单片机控制的甲烷浓度报警监控仪电脑开发利用。李明热敏电阻用于可燃性气体监测的研究职大学刊，电子产品世界，附录单片机程序载入头文件简化变量定义方法定义全局变量，数组用于数码管显示位定义脚位定义脚位定义脚位定义位定义蜂鸣器位定义按键位定义按键子函数声明子函数声明子函数声明延时子函数定义局部变量主函数定时器初始化循环第五章总结参考文献附录前言我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之。虽然通过煤炭生产加工和利用等各个环节，提供了相当多的就业机会，但每个环节却同时带来了环境污染安全等系列的问题。其中之便是有害气体影响，包括等。后两种气体含量少，且易溶于水，经煤矿开采时的喷水处理后变成酸。但是气体含量多，且几乎不溶于水，属于易燃易爆气体，发生爆炸事极易造成人身伤害。因此，认识并研制监测这种气体的新型系统，显得非常重要。瓦斯是在成煤过程中形成并大量贮存于煤层之中的气体，是煤矿井下危害最大的气体。瓦斯是种无色无味的气体，密度，对人体的危害是超限时能引起人窒息死亡。其有易燃易爆等特点，因此煤矿对瓦斯的治理应非常重视。瓦斯的灾害主要表现四个方面。第瓦斯浓度过高，对工人身体健康的影响表现为缺氧，呼吸困难，窒息等。第二瓦斯煤尘爆炸，瓦斯爆炸所产生的巨大冲击波和高温火焰，往往导致群死群伤，而且扬起的煤尘又会参与爆炸，摧毁巷道，毁坏设备，甚至毁灭整个矿井，给国家和人民生命财产造成巨大损失。第三煤中瓦斯突出。突出直接影响着工人的人身安全。第四大量的瓦斯从通风井排入大气，污染大气环境。我国煤矿的瓦斯灾害是比较严重的，瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的大敌，日前已成为制约煤矿安全生产的主要矛盾。因此，研制先进适用的煤矿气体监测系统对煤矿工业安全生产，减少事故发生和生命财产损失有重要意义，市场应用前景十分广阔。第章功能要求及方案论证选择器件按系统功能实现要求，决定控制系统采用市场上很普遍的单片机而且内部自带转换功能，转换速度完全可以达到本次设计的要求，显示部分由数码管进行显示，价格便宜，显示醒目。系统原理及基本框图根据毕业设计的要求本次设计采用单片机机内部自带模数转换芯片构成个简易的可燃气体检测报警系统，显示部分由数码管进行显示可燃气体的浓度级别。该电路通过传感器检测可燃气体并发出的电压信号并输入到单片机内部自带的转换器采样模拟量电压，经过模数转换后，产生相应的数字量经过单片机处理后进行显示。单片机负责采样传感器的模拟信号和把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的段数码管的显示，显示可燃气体浓度值。本系统有单片机最小系统及电源数码显示按键可燃气体检测报警电路组成。基本原理如图所示图系统基本方框图上电复位供电显示器报警电路传感器按键第二章主要元件介绍单片机概述单片机是公司生产的八位单片机。完全兼容单片机的多有功能，比多了个内部集成的模拟信号采集功能。在这块芯片上集成了台微型计算机的各个主要部分。其中主要有，存储器，可编程口，定时计数器，串行口等，各部分通过内部总线连接。是种带字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能的微处理器。该器件采用搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。引脚介绍和最小系统芯片为引脚双列直插式封装，其引脚排列如图所示。在条引脚中，有条用于电源的引脚，条外接晶体的引脚，条控制引脚，其它为引脚。图的引脚图电源引脚和接地正常操作时接电源。外接晶体引脚和当外它两个定时器更强，使用也较复杂。在特殊功能寄存器组中有个与有关的积存器，它们分别是控制寄存器方式控制寄存器捕捉寄存器和定时计数器。它们在片内存储器中的地址依次从至。设置为定时方式时，定时器记数片内震荡器输出经分频后的脉冲机器周期信号。即每个机器周期使定时器或的数值增加直至计满溢出。当采