煤气泄漏检测装置设计课程设计报告书.docx
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煤气泄漏检测装置设计课程设计报告书
2011年至2012年第1学期
《单片机原理与应用》课程设计
班级1006402
指导教师涂立旎
学生人数____3_____
设计份数1
2011年12月23日
课程设计报告
一．设计时间
2011.12.19-2011.12.23
二．设计地点
一实验楼401实验室
三．设计目的
1.掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。
2.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
3.掌握keilc51集成开发工具的操作及调试程序的方法。
4.熟悉使用Protel电路制图软件绘图。
5.学会使用Visio绘制工程的流程图。
四．设计小组成员
五．指导老师
涂立老师、旎老师。
六．设计课题
经过小组大部分组员的讨论,决定选取十三题,设计一个煤气泄漏检测装置。
理由:
1、系统综合度高,设计此装置要用到多种控件和图标,有利于大家熟练掌握和运用。
2、系统简洁明了,适于初学者。
3、代有利用提高综合应用能力。
七．基本思路及关键问题的解决方法；
基本思路:
本煤气泄漏报警系统由前端探测器、信号和电源传输和中心报警接收控制三个部分组成.方案以性能稳定、价格低廉的AT89C52单片机作为主控核心，再利用具有国家安全认证的EXDII型煤气浓度监测器,选用DC24V电源，输出为1-5V信号来作为传感器监测矿井里面的瓦斯浓度,再将煤气浓度变换为mV级模拟电流信号输入到比较器中.比较器接收到传感器的模拟信号后再与参考电压v2进行比较后,传入放大器中经放大得到电压v3,最后输入到单片机I/O口P0^2中.若P0^2输出的是高电平”1”,则报警发生器二极管亮.反之,进行下一轮检测.
关键问题:
如何将气敏元件采集到得数据与瓦斯爆炸的浓度界限值进行比较?
首先将瓦斯爆炸浓度的界限值转为模拟信号输入比较器中作为参考电压v1,再将气敏元件采集到的样本电压v2与参考电压进行比较,并进行放大得到电压v3,再输入到单片机I/O口P0^2中.如果P0^2输出的是高电平1,则报警指示灯亮。
该设计电路简单，程序用c语言编写，结构合理。
步骤:
1．建立一个新工程单击【Projiect】菜单中的【NewProject…】选项，然后选择要保存的路径，输入工程名，然后单击保存按钮如图所示，然后会弹出一个对话框，要求用户选择单片机的型号，可以根据单片机来选择，我们这里是选择89c52就行，然后单击确定按钮，如图1所示。
图1：
新建工程及选择型号
2．建立一个新的文件单击【File】菜单中的【NewFile】选项，然后出现下面的对话框，输入文件名（加上后缀“.c”），单击保存按钮，如图2所示。
图2：
保存文件
3．右击[Target1]选择【AddFiletoGroup’SourceGroup1’】菜单项选中刚刚建立的那个新文件，单击【Add】最后在单击【Close】，如图3所示。
图3：
选中文件后的对话框
4．编写代码，写好后编译，调试，如图4所示。
图4：
编译后的界面
八．流程图及电路原理图
1．建立一个新工程单机，选择类型中的【流程图】，然后【流程图】中选择基本流程图，最后点击确定，如图5所示。
图5：
建立工程
2．绘制所需的流程图，如图6所示。
图6：
煤气检测装置流程图
3.绘制所需的元件清单表
表一.元件清单表
器件名称型号规格个数
芯片STC89C52-DIP401
气敏传感器EXDII1
电源5v5
电阻11k欧姆1
电阻24700欧姆1
电阻310k欧姆1
电阻47000欧姆1
电容20p2
电阻51K欧姆1
电阻61K欧姆1
电阻81K欧姆1
晶振11.0592MHZ1
电容120pf1
电容220pf1
V++12v1
V---12v1
V31.8v1
4.在protel中建立一个新工程单机，单击文件，选择新建，出现一个新设计数据库，点击确定，如图7所示。
图7：
建立新工程
5.单击文件，选择新建，然后从文件选择【Sheet1.Sch】的文件，然后点击确定即可，如图8所示。
图8：
选择所要新建的文件类型
6．双击打开【Sheet1.sch】的文件，然后开始绘制所需的原理图，如图9所示。
图9：
煤气泄漏检测装置电路原理图
九．调试过程中出现的问题及相应解决办法
1、程序清晰，没有出现问题。
十．课程设计心得体会
在这次课程设计中，我们需要综合以前所学的理论知识来运用到设计和创新中。
在设计开始我们先理清了设计思路和画出一个完整的软件流程图，并让每个成员都理解透彻，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
因此我们在比较短的时间完成了任务。
通过这次程序设计，我们不仅扩展了专业知识以及提升了专业技能，也暴露出了前期我们在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
并且，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所发挥出得巨大潜能，团结协作是我们课程设计成功的一项非常重要的保证，而这次课程设计也正好锻炼了我们这一点。
十一．源程序
/***************************************************************************
利用气敏元件感应器，采样矿井里面的瓦斯浓度，当瓦斯的浓度高于4.5%时，进行报警
***************************************************************************/
#include
sbitt=P0^2;//声明单片机P0^2口接收数据
sbitLED1=P2^5;//声明单片机P2^5口连接电源指示灯
sbitLED2=P2^2;//声明单片机P2^2口连接报警指示灯
intmain（）//主函数
{
LED1=0;//电源指示灯亮
LED2=1;//报警指示灯灭
while
（1）
{
if（t==1）//接收数据为“1”
{
LED1=0;//电源指示灯亮
LED2=0;//报警指示灯亮
}
else
{
LED1=0;//电源指示灯亮
LED2=1;//报警指示灯灭
}
}
return0;
}
/***************************************************************************
程序说明：
本程序实现的功能是通过比较器及放大器将采集到的信号进行处理后传入到单片机中，主函数main（）通过得到比较器传输的数据判断是否需要报警，为高电平“1”时进行报警。
***************************************************************************/
参考文献
[1]高凌云,谌海云,林立凭,基于单片机89S52的煤气泄漏监测与报警系统设计[J].中国仪器仪表,2010.
[2]晓芳.基于Proteus的可燃气体报警器设计[J].市职业大学学报,2010.
[3]晓慧,黄近秋.危险气体报警器的研制[J].石油大学学报（自然科学版）,2010.
[4]文静,文小玲,朱琥.可燃气体报警器的设计[J].电工电气,2009.
[5]贺一丁,唐静妍.智能家用燃气泄漏报警器[J].硅谷,2010.
[6]丰,念聪.一种单片机智能煤气监控系统的设计[J].高等职业教育（职业大学学报）,2004.
[7]黄淑玲.液化气、煤气、烟雾报警器[J].生意通,2009.
[8]丰,念聪.单片机技术在智能煤气监控系统中的应用[J].科技大学学报（自然科学版）,2004.
[9]费红波,吉锤.可燃气体报警器及其检测标定系统的设计[J].现代计量,2010.
[10]俊杰,丁喜波,新华,王新亮.基于以太网的可燃性气体报警器的研制[J].传感器世界,2007.
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