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 二功能模块部分 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 三传感器的选用 型电化学式传感器 半导体气体传感器 四硬件设计小结 四软件设计 主程序设计 初始化程序和主程序 中断服务程序 二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 三小结 五系统调试与分析 硬件焊接与调试 二软件调试 三系统调试 四小结 参考文献 附录元器件清单 谢辞 前言 研究背景及意义 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 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。 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。 二系统总体设计 方案的选择 方案，通过传感器感受到可燃性气体，降低自身的阻值，来增大电流，并且 驱动蜂鸣器报警。电路简单可靠但是灵活性和实用性差。 方案二，可以通过传感器感知信号多级放大电路，并用电位器调节得到固定的 电压值，当得到可燃性气体信号时，电阻值立刻变小，放大器的放大倍数增加，电 压也就随着增加，驱动三极管导通报警电路。该方案有定的灵活性和可执性，但 是电路比较复杂，智能性差。 方案三，通过系列单片机作为主控单元，并且能够通过传感器把模拟信号通 过信号转换为数字信号，并且读取和显示出来。键盘可以通过不同的应用场合 和针对不同气体做出不同的浓度设定，并且储存报警的上限和报警时间，方便查询 和日后的工作调查。 综合考虑，由于使用单片机设计灵活性更强用途更宽广，所以本设计采用方 案三。 二系统流程框图 如图所示，该设计是由单片机主要控制单元，由稳压芯片提 供电源，具备有看门狗芯片和实时时钟芯片作为主体单元。显示和 键盘是由控制的，数据采集是由进行。 图系统流程框图 三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。 主机单元单路 主机模块是由主控芯片芯片和电源电路构成。它 晃阳单片机原理及应用开发教程,清华大学出版社。 单片机 电源 看门狗 实时时钟 显示与键盘 数据转换 信号处理 传感器 报警电路 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, 李全钊迟荣强单片机原理及接口技术,高等教育出版史年 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 石家庄科技信息职业学院 毕业论文 题目煤气检漏报警器设计 学号 姓名 专业班级 指导教师 完成日期 煤气检漏报警器设计 摘要 当今社会上，出现了许多煤气检漏报警器，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 二研究意义, 三研究内容 二系统总体设计 方案的选择 二系统流程框图 三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 二功能模块部分 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 三传感器的选用 型电化学式传感器 半导体气体传感器 四硬件设计小结 四软件设计 主程序设计 初始化程序和主程序 中断服务程序 二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 三小结 五系统调试与分析 硬件焊接与调试 二软件调试 三系统调试 四小结 参考文献 附录元器件清单 谢辞 前言 研究背景及意义 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