一氧化碳報(bào)警器論文

1、計(jì)算機(jī)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書一氧化碳報(bào)警器論文摘要：鑒于單片機(jī)STC12C5A60S2具有高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的特點(diǎn)，開發(fā)設(shè)計(jì)了一種基于STC12C5A60S2的一氧化碳報(bào)警器，為了提高系統(tǒng)的靈敏度和準(zhǔn)確性，系統(tǒng)采用了一種十分穩(wěn)定的傳感器MQ-7。該報(bào)警器對一氧化碳進(jìn)行實(shí)時控制，當(dāng)一氧化碳的濃度超過允許值時，控制電路進(jìn)行報(bào)警。關(guān)鍵詞：一氧化碳，單片機(jī)，報(bào)警器，傳感器Abstract: in view of the MCU STC12C5A60S2 has high speed / low power consumption / strong anti-interference chara

2、cteristics, developed a carbon monoxide alarm system based on STC12C5A60S2, in order to improve the sensitivity and accuracy of the system, the system uses a very stable sensor MQ-7. The alarm for the real time control of carbon monoxide, when the concentration of carbon monoxide exceeds the allowab

3、le value, the control circuit for alarm.Keywords: carbon monoxide, microcontroller, alarm, sensor Abstract: in view of the MCU STC12C5A60S2 has high speed / low power consumption / strong anti-interference characteristics, developed a carbon monoxide alarm system based on STC12C5A60S2, in order to i

4、mprove the sensitivity and accuracy of the system, the system uses a very stable sensor MQ-7. The alarm for the real time control of carbon monoxide, when the concentration of carbon monoxide exceeds the allowable value, the control circuit for alarm.Keywords: carbon monoxide, single chip microcompu

5、ter, alarm, senso目錄1引言12 設(shè)計(jì)要求12.1 課程設(shè)計(jì)目的12.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求12.3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求13 方案設(shè)計(jì)23.1設(shè)計(jì)原理24 電路器件介紹24.1單片機(jī)簡介2 4.2 MQ-7氣體傳感器簡介34.3 1602液晶顯示的介紹45 電路設(shè)計(jì)及原理分析45.1單片機(jī)引腳分配45.2時鐘電路45.3復(fù)位電路55.4蜂鳴器接口電路55.5燈光顯示電路56 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57 實(shí)物圖68課程設(shè)計(jì)體會7參 考 文 獻(xiàn)8第9頁 共14頁1 引言一氧化碳報(bào)警器，是一種經(jīng)常使用的設(shè)備,本次實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)STC12C5A60S2和MQ-7一氧化碳?xì)饷魝鞲衅鲗Ψ块g的一氧

6、化碳濃度進(jìn)行檢測、根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，如果超過設(shè)定濃度，可以進(jìn)行聲、光報(bào)警。通過設(shè)計(jì)，掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理、掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。2 設(shè)計(jì)要求2.1 課程設(shè)計(jì)目的1.設(shè)計(jì)一個由計(jì)算機(jī)控制的一氧化碳報(bào)警器，可以對房間的一氧化碳濃度進(jìn)行檢測，如果超過設(shè)定濃度，可以進(jìn)行聲、光報(bào)警。通過設(shè)計(jì)，掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理、掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。2.利用STC12C5A60S2完成控制要求。熟悉并了解單片機(jī)控制系統(tǒng)的詳細(xì)工作原理。3.利用Keil uVision、proetus、protel畫出硬件原理圖、軟件仿真圖。2.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1.選擇傳感器，設(shè)計(jì)接口電路，對房間的一氧化碳

7、濃度進(jìn)行檢測。設(shè)計(jì)聲光報(bào)警電路，當(dāng)濃度超過一定濃度時自動報(bào)警。2.用protel設(shè)計(jì)硬件原理圖 3.選擇控制算法，編寫控制程序。用Keil uVision設(shè)計(jì)完整的控制程序（C語言或者匯編語言）4.編譯、下載、運(yùn)行5.用proetus給出軟件仿真結(jié)果，并顯示當(dāng)一氧化碳濃度2.3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求1根據(jù)題目要求的指標(biāo)，通過查閱有關(guān)資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)其硬件電路圖。2畫出電路原理圖，分析主要模塊的功能及他們之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制關(guān)系。3. 用Proteus軟件繪制硬件電路圖并仿真。4. 軟件設(shè)計(jì)包括流程圖、用匯編語言或C語言對軟件進(jìn)行編譯，并能通過調(diào)試。 3 方案設(shè)計(jì) 利用單片機(jī)和

8、一氧化碳傳感器構(gòu)造一氧化碳報(bào)警器，可以對房間的濃度一氧化碳進(jìn)行檢測。如果超過設(shè)定濃度，可以進(jìn)行聲、光報(bào)警。3.1設(shè)計(jì)原理STC12C5A60S2單片機(jī)LCD1602顯示器一氧化碳傳感器報(bào)警器燈光指示 該一氧化碳傳感器原理框圖如圖3-1，總體原理為：利用STC12C5A60S2單片機(jī)和一氧化碳傳感器構(gòu)造，可以對房間的一氧化碳濃度進(jìn)行檢測，如果超過設(shè)定濃度，可以進(jìn)行聲、光報(bào)警并對一氧化碳濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過C語言對單片機(jī)的編程對相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行檢測并作出響應(yīng)。4 電路器件介紹4.1單片機(jī)簡介STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/

9、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。其引腳圖如圖。4.2 MQ- 7氣體傳感器簡介一、長尺寸：32mm X寬22mm X高27mm二、主要芯片：LM393、MQ-7氣體傳感器三、工作電壓：直流5伏四、特點(diǎn)：1、具有信號輸出指示。2、雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）3、TTL輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機(jī)）4、模擬量輸出05V電壓，濃度越高電壓越高。5、對一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性。

10、6、具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性五、應(yīng)用：用于家庭、環(huán)境的一氧化碳探測裝置。適宜于一氧化碳、煤氣等的探測。4.3 1602液晶顯示的介紹液晶極其省電，1602液晶最多可以輸出32個字符，電路只需簡單的連接即可，程序設(shè)計(jì)也很簡單，可以移植現(xiàn)成的模板。但是使用有溫度范圍限制，且因是反光式的，在外界光線很明亮的情況下很容易看不清楚。 由于1602耗電量低且程序編寫簡單，電路連接簡單。顯示清楚。電路圖如圖4-3。圖 4-3 LCD1602引腳圖5 電路設(shè)計(jì)及原理分析單片機(jī)引腳分配XTAL1、XTAL2：外接電路，產(chǎn)生時鐘信號；RST：外接復(fù)位電路；P2：外接LCD1602顯示器；P3：外接蜂鳴器和

11、一氧化碳傳感器；5.2時鐘電路STC12C5A60S2中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶休或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5-2。 圖5-3 復(fù)位電路圖5-2 時鐘電路 5.3復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時單片機(jī)復(fù)位，根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充

12、電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。如圖5-3。5.4蜂鳴器接口電路利用單片機(jī)發(fā)出PWM波形，三極管放大電路進(jìn)行驅(qū)動，從而使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。如圖5-4。5.5燈光顯示電路如果超過設(shè)定濃度，可以進(jìn)行聲、光報(bào)警，利用發(fā)光二極管來進(jìn)行燈光顯示，并以一定頻率閃爍提醒人們警報(bào)。如圖5-5所示。 圖5-4 蜂鳴器驅(qū)動電路圖5-5燈光顯示電路6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)首先對程序初始化，然后判斷是否有一氧化碳產(chǎn)生，若有一氧化碳進(jìn)行報(bào)警，并顯示一氧化碳濃度及聲光報(bào)警。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定編程思想。 7 實(shí)物圖7.1實(shí)物圖 通過前面的軟硬件設(shè)計(jì)以后，整個電路的設(shè)計(jì)基本完成，系統(tǒng)在以Proteus這款軟件為平臺，通過仿真證明了電路軟硬件設(shè)計(jì)的正確性。最后就是進(jìn)行焊接實(shí)物圖并且測試實(shí)物圖的正確性。系統(tǒng)硬件的整體實(shí)物圖如下圖所示： 8課程設(shè)計(jì)體會通過此次課程設(shè)計(jì)，首先我學(xué)會了怎么去使用Proteus,并學(xué)到很多的東西。對單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解。但是在做課程設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些問題，最主要還是實(shí)物制作中中，出現(xiàn)電路設(shè)計(jì)的一些問題。 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我明白了自身的不足，還有就是學(xué)習(xí)上存在的以應(yīng)試為目的的陋習(xí)，自己真