室内一氧化碳浓度检测报警器的设计毕业论文(编辑修改稿)

室内一氧化碳浓度检测报警器的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 图 10 LCD1602 正面图 图 11 LCD1602 反面图 10 LCD1602 液晶显示模块与计算机的接口电路有两种方式。 分为直接访问方式和间接控制方式。 本次设计 采用间接控制方式。 液晶显示电路连接原理图见图 12： 图 12 液晶显示电路连接原理图 （ 2） 1602LCD 的 RAM 地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢的显示。 显示所要显示的汉字字符输入的地址，也就是告诉那里的字符显示模块。 图 13 是 1602 的内部显示地址 [7]。 图 13 1602 的内部显示地址 [7] 11 报警电路的选择 图 14 报警电路接线图 在有单片机作为主控芯片的系统中 ， 通常工作状态可以用数码管、 LED 指示灯、LCD 液晶显示屏来显示，操作人员可以读取它们上面的内容进而了解系统是否工作在良好的状态，如有问题可对系统进行调试。 但是万一出现十分紧急的情况，就拿一氧化碳浓度浓度检测来说吧，冬季北方农村的煤气中毒大多是晚上发生，如果报警只有 LED 灯亮对于晚上熟睡中的人的提醒是没有效果的，所以遇到紧急情况必须有警报信号立刻引起人们的注意 ，以便于人们采取及时有效的措施防止危险的发生。 通常 报警信号有 以下 三种类型：一是闪光报警， 一段有规律的灯光的闪动，很容易让人的眼球捕捉到； 二是鸣音报警， 当遇到紧急情况时，有一段提前设定好的声音发出来，刺激人的听觉器官，这个很符合本次设计的理念 ；三是语音报警， 这个不但能够起到报警作用而且能够提供人们更加详细的关于紧急情况的信息，但是它的也暴露出它的缺点：硬件成本高、结构复杂导致整个系统的预算提高；而前两种报警电路因为硬件电路和软件编程简单，被喜欢用单片机的经常使用，出现在各种各样的单片机系统的中。 4 硬件设计 主电路图。 硬件电路图说明 由 AT89C52 组成单片机的最小系统，三个独立式按键 3 分别为设置键、加、减，通过改变 电位器 RV1 的值，就可以改变输入到 ADC0832 的 模拟 信号，经过 ADC0832 转化为数字信号，最后送至 AT89C52 处理就可以在 LCD1602 上显示出检测值，如果超过设定上限值，单片机驱动蜂鸣器报警，同时红色 LED 灯亮。 如果未达到设定值，绿色 LED 亮。 图 15 和图 16 分别为硬件设计原理图和 PCB 原理图。 12 图 15 硬件设计主电路图 图 16 PCB 电路图 13 5 软件设计 软件设计结构 通过对硬件模块的分析我们可以得出软件部分应该有：（ 1）主程序和子程序的开发；（ 2）硬件的每个模块对应的程序开发；（ 3）将程序植入单片机后与硬件结合调试。 主要功能模块有：单片机驱动程序，检测，液晶显示，键盘，软 件开关模块。 见图 17。 图 17 软件结构框图 主程序模块的设计 主程序 要 实现的功能： 协调好每个模块，让每个模块实现其应有的功能，具体点来讲就是周围环境中的煤气浓度的检测以及浓度的数值在显示屏上表示出来。 见图 18。 图 18 主程序框图 模数转换的设计 14 （ 1）模数转换的功能简而言之就是把传感器送过来的模拟信号变成数字信号交给单片机即可。 ADC0832 转换的流程图见图 19。 图 18 模数转换流程图 按键模块的设计 （ 1） 一种人机对话控制按钮的出现，通过按钮操作，发送操作指令到系统中，并通过单片机的串口通信，并显示在 LCD 上。 按键查询式的流程图见图 20： 图 20 按键查询式的流程图 液晶显示模块的设计 （ 1） 在这个系统中液晶显示模块主要是显示和播放显示界面的 数 字，控制效果。 采用直接存取法。 液晶显示操作流程如图 21。 15 图 21 液晶显示的操作流程图 6 系统仿真与实际电路焊接、调试 ProteusISIS 因为其强大的功能，能够在计算机上进行电路的仿真、分析。 软件仿真 在硬件和软件的设计这个步骤完成后，接下来就是在 ProteusISIS 进行多次仿真，通过改变 RV1 滑动变阻器的值，可以改变 MQ2 传感器的检测信号，通过 2号按键和 3 号按键我们可以对设置的上限值进行加、减。 在软件设计时，我们默认浓度上限初始值为 50ppm，以下为仿真的结果： （ 1）我们设置一氧化碳浓度的上限值为 20 ppm. 如图 22 开机状态 ，图 23为测试状态。 图 22 开机状态 图 23 为测试状态 16 （ 2）我们设置一氧化碳浓度的上限值为 40 ppm. 如图 24 开机状态 ，图 25为测试状态。 图 24 开机状态 图 25 为测试状态 （ 3）我们设置 一氧化碳浓度的上限值为 50 ppm. 如图 26 开机状态 ，图 228 为测试状态。 图 26 开机状态 图 27 未报警状态 17 图 28 报警状态 硬件电路的焊接、实验。 在软件仿真达到的设计要求后，进行实际电路的焊接、调试，检验软件的仿真的效果，在实际情况下能否达到要求。 通过按键可以设置报警阀值。 当测量值超过报警阀值时，蜂鸣器鸣叫，红色 led 灯亮，供电方式：电池盒供电 4 节 5号干电池。 图 29 为单片机外围实物图。 图 30 为整体图。 图 29 单片机外围实物图 图 30 整体图 按键操作说明：从左到右分别是： 1 号设置键、 2 号加键、 3 号减键。 按下设置键可以调节报警值，系统默认值为 50ppm，在调节好报警值时按下 2 号键报警值加 1，按下三号键报警值减 1，再次按下设置键，即可进行检测。 在实际电路的焊接的时候，选用的传感器为 MQ2 可燃气体检测传感器，它对一氧化碳等可燃气体的灵敏度很高，由于纯净一氧化碳必须到化学实验室制备，需要老师的引荐。 所以在刚焊接完成的时候，通过普通打火机里面的丁烷进行检测，经过多次检测，均能够达到预期设定值，为了能够验证在一 氧化碳环境也能够达到，我通过老师的帮助，在化学实验室制备了一瓶一氧化碳完成了最后的验 18 证。 （ 1） 我们设置一氧化碳浓度的上限值为 20 ppm. 如图 31 开机状态 ，图32 为测试状态。 图 31 开机状态 图 32 为测试状态 （ 2）我们设置 一氧化碳 浓度的上限值为 40 ppm. 如图 33 为开机状态 ，图34 为测试状态。 图 33 开机状态 19 图 34 为测试状态 （ 3）我们设置 一氧化碳 浓度的上限值为 50 ppm. 如图 35 为开机状态 ，图 35 为测试状态。 图 35 开机 状态 图 36 测试状态 调试总结 （ 1）硬件的焊接、调试 在对方案有一点点了解的时候，以为这个设计非常简单，由于没有在ProteusISIS 仿真也不知道电路是否可行就匆忙的进行实际的硬件电路的焊接，自己在平时焊接电路的机会也少，因此在把电路图转化实际的东西时，出现了很多问题，比如：液晶不显示，电源指示灯不亮，传感器检测不到信号等，通过查电路发现液晶数据引脚短路，电源指示灯正负极接反，传感器短路，单片机没有接上拉电阻、没有总的控制开关、电源线的位置焊接错误等电路问题。 最后第一块板子就被报废了。 有了前车之鉴，我认认真真的在 ProteusISIS 把方案进行了仿真，在仿真的时候发现了方案的一些问题。