傳感器課程設(shè)計(jì)(智能家居、電子稱)

1、. 傳感與檢測(cè)課程設(shè)計(jì) 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的： 隨著智能分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們開始更加注重家居環(huán)境的安全，伴隨著人們需求的提高，基于智能化的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)面生。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控3個(gè)階段。雖然視頻監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代末就在中國(guó)市場(chǎng)興起，有很多公司推出了自己的智能家居系統(tǒng)，但是現(xiàn)在仍未得到普及，而且目前智能家居的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尚未成熱，因此智能家居監(jiān)控系統(tǒng)存在廣闊的發(fā)展空間。本次課題研究智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的四個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)家居溫度，煤氣泄漏，外人闖入，火災(zāi)煙霧的檢測(cè)！設(shè)計(jì)要求：1 用Protel畫出設(shè)計(jì)原理圖。2 采用

2、Protuse進(jìn)行仿真，完成系統(tǒng)電路圖的部分和全部仿真，在設(shè)計(jì)說明書中體現(xiàn)仿真結(jié)果。3寫設(shè)計(jì)說明書。總體設(shè)計(jì)方案： 本系統(tǒng)采用四個(gè)模塊單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可靠！各個(gè)模塊的設(shè)計(jì) 一 室內(nèi)環(huán)境溫度的檢測(cè) 由于考慮到家居室內(nèi)的環(huán)境比較良好，且不需要相當(dāng)精確的檢測(cè)，于是采用集成溫度傳感器來檢測(cè)室內(nèi)溫度 硬件 該系統(tǒng)由集成溫度傳感器DS18B20 發(fā)光二極管(燈光報(bào)警) led顯示 單片機(jī)組成 工作環(huán)境 在lcd上顯示溫度值 當(dāng)室內(nèi)溫度低于某個(gè)數(shù)值或者高于某個(gè)數(shù)值是，發(fā)光二極管將發(fā)出報(bào)警信息 檢測(cè)電路 該系統(tǒng)用集成溫度傳感器DS18B20檢測(cè)環(huán)境溫度。DS18B20是典型的單總線數(shù)字式溫度傳感器，工作電

3、壓為35v，測(cè)量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送，在使用中不需要任何外圍元件。DS18B20的工作原理 在該檢測(cè)系統(tǒng)中，單片機(jī)AT89S51作為主機(jī)，DS18B20作為從機(jī)，由于DS18B20采用的是主從結(jié)構(gòu)，只有主機(jī)呼叫從機(jī)，從機(jī)才能應(yīng)答。因此，訪問器件時(shí)必須嚴(yán)格遵循單總線命令序列，以及初始化，ROM,命令功能的命令。單總線器件采用嚴(yán)格的通訊協(xié)議來保證數(shù)據(jù)的完整性。通訊協(xié)議包括：復(fù)位脈沖，應(yīng)答脈沖，寫0，寫1，讀0，讀1，所有這些信號(hào)都是以先低位，后高位的方式發(fā)送的。DS18B20的一些指令軟件設(shè)計(jì) DS18B20的初始化 （1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 （2） 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很

4、嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)） （3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。 （4） 延時(shí)750微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微秒）。 （5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。 （6） 延時(shí)等待（如果初始化成功則在15到60微妙時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制）。 （7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）最少要480微秒。 （8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。 DS18B20的寫操作 （1） 數(shù)據(jù)線先置

5、低電平“0”。 （2） 延時(shí)確定的時(shí)間為15微秒。 （3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 （4） 延時(shí)時(shí)間為45微秒。 （5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 （6） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 （7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 DS18B20的讀操作 （1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 （2）延時(shí)2微秒。 （3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。 （4）延時(shí)3微秒。 （5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 （6）延時(shí)5微秒。 （7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 （8）延時(shí)60微秒。 顯示電路 顯示電路由lcd1602和上拉電阻組成。 LCD1602簡(jiǎn)介 LCD1602是工業(yè)

6、字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行） 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 管腳功能1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VCC接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比

7、度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。時(shí)序?qū)懖僮鲿r(shí)序?qū)懼噶睿篟S=0;R/W=1;E=1;寫數(shù)據(jù)：RS=1;R/W=0;E=1;讀操作時(shí)序 讀狀態(tài)：RS=0;R/W=1;E=1;讀數(shù)據(jù)：RS=1;R/W=1;E=1;P

8、rotuse仿真圖 仿真結(jié)果：當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到室內(nèi)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警！程序如下#include<reg51.h>#include "INTRINS.H"sbit DQ = P20;sbit p3_2 = P32;sbit p3_5 = P35;sbit rs=P21;sbit rw=P22;sbit en=P23;unsigned char temp1;/溫度值高位unsigned char temp0;/溫度值低位unsigned char idata TMP; unsigned char idata TMP_d; unsigned char

9、 f;unsigned char code Char="tmepture :"unsigned char code wendu="0123456789" float tem;void delay_18B20(int i) while(i-); return;void delay(unsigned int count)unsigned int i;while(count)i=200;while(i>0)i-;count-; void Delay_us(unsigned char n)unsigned char i;i=0;while(i<n)i

10、+;return;void wr_ds18_1(char dat) signed char idata i=0; unsigned char idata j; bit testb; for(j=1;j<=8;j+) testb=dat & 0x01; dat = dat>>1; if(testb) /寫一 DQ=0; _nop_(); _nop_(); DQ=1; delay_18B20(8); else /寫0 DQ=0; delay_18B20(8); DQ=1; _nop_(); _nop_(); void Init_18B20(void)/ unsigned

11、char x; DQ=0; delay_18B20(103); DQ=1; delay_18B20(4); delay(1); / x=DQ; / DQ=0; / delay_18B20(480); / DQ=1; wr_ds18_1(0xcc); / wr_ds18_1(0xbe); wr_ds18_1(0x44); unsigned char ReadByte(void)unsigned char i,k;i=8;k=0;while(i-)DQ=1;/Delay_us(1); _nop_();_nop_(); DQ=0; k=k>>1; DQ=1;/Delay_us(60);/

12、_nop_();if(DQ) k|= 0x80;Delay_us(60);return(k); void tempture(void) / delay_18B20(12); / Init_18B20(); / wr_ds18_1(0xcc); /wr_ds18_1(0x44); / delay_18B20(12); /Init_18B20(); DQ=0; delay_18B20(103); DQ=1; delay_18B20(4); delay(1); wr_ds18_1(0xcc); wr_ds18_1(0xbe); /delay_18B20(12); temp0=ReadByte();/

13、diwei temp1=ReadByte();/gaowei f=temp1&0xf8; if(f)temp1=temp1;if(temp0=0)temp1+;temp0=temp0+1; tem=(temp1*256+temp0)/16;/*lcd*/ void write_com(unsigned char com) rs=0; rw=0; P0=com; Delay_us(550); en=1; Delay_us(550); en=0; void write_data(unsigned char dat) rs=1; rw=0; P0=dat; Delay_us(550); en

14、=1; Delay_us(550); en=0; void init1602() rw=0; en=0; write_com(0x3c); write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80);void lcd_clear() int i,j; for(i=0;i<32;i+) write_data(0); void main() p3_2=1; while(1) unsigned char i,j; int h,l; init1602(); /lcd初始化 Init_18B20(); /18B20初始化/l

15、cd_clear();tempture();/使用該函數(shù)獲得溫 if(tem>28|tem<22) p3_2=0;else p3_2=1; h=(int)tem/10; l=(int)tem%10; for(i=0;i<10;i+) write_data(Chari); write_com(0x80+0x40); write_data(wenduh); write_data(wendul); delay_18B20(20000); /等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，不然轉(zhuǎn)換結(jié)果會(huì)不穩(wěn)定 delay_18B20(20000); 二 煤氣泄漏的檢測(cè) 煤氣泄漏報(bào)警器的系統(tǒng)電路組成系統(tǒng)以多機(jī)方式與前端

16、機(jī)通信。本機(jī)采用主從工作模式。單片機(jī)控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、精確性和可靠性要求非常高，系統(tǒng)采用單片機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)控制器，完成對(duì)煤氣濃度信號(hào)采集、運(yùn)算、控制和以及及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。本系統(tǒng)采用多點(diǎn)采集，通過屏幕顯示室內(nèi)環(huán)境氣體的濃度，當(dāng)氣體濃度大于某一具體的數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警！所需硬件：?jiǎn)纹瑱C(jī)，氣體傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，聲光報(bào)警電路.系統(tǒng)原理：監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是利用半導(dǎo)體氣敏傳感器將煤氣濃度變換為模擬電壓信號(hào)，此模擬電壓送到A/D轉(zhuǎn)換器，變換成數(shù)字量送CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。并將數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示，當(dāng)空氣中的煤氣濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，報(bào)警啟動(dòng)。用protuse仿真時(shí)，根據(jù)氣敏電阻的特性

17、，用滑動(dòng)變阻器代替氣敏電阻！系統(tǒng)框圖如下：1. 單片機(jī)采用AT89S51，這里不在詳細(xì)介紹。2. 氣體傳感器氣體傳感器是指對(duì)氣體量敏感，并能將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而電參數(shù)值隨感受氣體的濃度變化而變化的敏感元器件。氣體傳感器的種類很多，但任何一個(gè)氣體傳感器應(yīng)當(dāng)具備以下特點(diǎn)：選擇性的檢測(cè)某種單一氣體，對(duì)共存的其他氣體不響應(yīng)或低響應(yīng)；對(duì)被測(cè)氣體有較高的靈敏度，能有效檢測(cè)允許范圍內(nèi)的氣體濃度；對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快；穩(wěn)定性好；使用壽命長(zhǎng)；成本低、使用與維護(hù)方便。氣體傳感器是本設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元。傳感器（transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息按

18、一定規(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的輸出、處理、存儲(chǔ)和控制等要求 。傳感器一般由敏感元件（sensing element）、轉(zhuǎn)換元件（transduction element）和基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成如圖所示傳感器工作原理圖我所選用的氣體傳感器是MQ-2傳感器 部件材料1氣體敏感層二氧化錫2電極金（Au）3測(cè)量電極引線鉑（Pt）4加熱器鎳鉻合金（Ni-Cr）5陶瓷管 三氧化二鋁6防爆網(wǎng)100目雙層不銹鋼（SUB316）7卡環(huán)鍍鎳銅材（Ni-Cu）8基座膠木或尼龍9針狀管腳鍍鎳銅材（Ni-Cu）MQ-2/MQ-2S氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫

19、(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ-2/MQ-2S氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖2-3-1所示(結(jié)構(gòu) A 或 B), 由微型Al2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有只針狀管腳，其中個(gè)用于信號(hào)取

20、出，個(gè)用于提供加熱電流。基本電路如圖2-3-2。圖2-3-1 結(jié)構(gòu)和外形圖2-3-2 MQ-2基本電路主要技術(shù)參數(shù)3 轉(zhuǎn)換電路 由于轉(zhuǎn)換電路所輸出的模擬電壓隨著環(huán)境中氣體濃度的不同而不同，所以根據(jù)技術(shù)參數(shù)表可知，我所選取的分壓電阻為20k，供電電壓為5v （見右圖）。當(dāng)環(huán)境中氣體濃度很高時(shí)，MQ-2的等效電阻很小，所以輸出電壓近似5v，符合A/D轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809模擬輸入電壓的要求。4 A/D轉(zhuǎn)換電路 我所選用的A/D轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后

21、的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片,如下圖主要特性1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130s（時(shí)鐘為500kHz時(shí)） 4）單個(gè)+5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 6）工作溫度范圍為-40+85攝氏度 7）低功耗，約15mW。引腳功能 ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。下面說明各引腳功能。 IN0IN7：8路模擬量輸入端。 2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。 ADDA、ADDB、ADD

22、C：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入 。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一+5V。 GND：地。5 聲光報(bào)警

23、電路 如右圖（Altium Designger仿真圖），當(dāng)輸入端（單片機(jī)I/O口）有觸發(fā)信號(hào)（高電平）時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂 鳴器和發(fā)光二極管亮，報(bào)警啟動(dòng)！6 LED顯示電路 本系統(tǒng)采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，逐一位選（P2口），逐一顯示（P0口）。 程序設(shè)計(jì) Protuse軟件仿真：仿真結(jié)果：用滑動(dòng)變阻器的電阻變化代替氣體傳感器檢測(cè)的氣體濃度的變化，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，采到的數(shù)據(jù)送LED顯示！如果氣體濃度大于某一數(shù)值，將發(fā)出聲光報(bào)警！程序如下：/*/#include <reg51.h>#define uchar unsigned charsbit dula=P20;sbit w

24、ela=P21;sbit p1_7=P17;sbit CLK=P13;sbit ST=P12;sbit OE=P10;sbit EOC=P11;sbit wei1=P21;sbit wei2=P22;sbit wei3=P23;sbit wei4=P25;sbit wei5=P26;sbit wei6=P27;uchar code dulatab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40; /數(shù)字編碼0-9uchar code welatab=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/

25、位控制字uchar count;void delay(uchar time) /延時(shí)uchar i,j;for(i=0;i<time;i+)for(j=0;j<110;j+);/*系統(tǒng)初始化*/void init() P2=0xff; EA = 1; /開總中斷 TMOD = 0x02; /設(shè)定定時(shí)器T0工作方式 TH0=216; /利用T0中斷產(chǎn)生CLK信號(hào) TL0=216; /定時(shí)40us頻率25K TR0=1; /啟動(dòng)定時(shí)器T0 ET0=1; ST=0; OE=0; P1=0x30;void write1(uchar num)uchar i,j,k;k=num/100;j=n

26、um%100/10;i=num%10;P2=0xff;P0=dulatabk;wei4=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatabj;wei5=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatabi;wei6=0;delay(4);void write0(uchar num)uchar i,j,k;k=num/100;j=num%100/10;i=num%10;P2=0xff;P0=dulatabk;wei1=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatabj;wei2=0;delay(4);P2=0xff;P0=dulatabi;wei3=0;delay(4)

27、;uchar adin0()uchar value;OE=0;EOC=1;ST=0;P1&=0x8f;P1|=0x30;delay(10);ST=1;delay(10);ST=0;while(!EOC);/EOC=0;delay(10);OE=1;delay(1);value=P3;OE=0; return value;uchar adin1()uchar value;OE=0;EOC=1;ST=0;P1&=0x8f;P1|=0x00;delay(10);ST=1;delay(10);ST=0;while(!EOC);/EOC=0;delay(10);OE=1;delay(1)

28、;value=P3;OE=0; return value;void main()uchar in0,in1;init();while(1)in0=adin0();write0(in0);in1=adin1();write1(in1);if(in0>150|in1>150) p1_7=0;else p1_7=1;void timer0(void) interrupt 1 CLK=CLK;三 家居安全檢測(cè) 家居安全檢測(cè)的系統(tǒng)組成智能家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)是由檢測(cè)模塊，單片機(jī)處理模塊，報(bào)警模塊！檢測(cè)模塊電路 在這里主要利用門窗磁報(bào)警模塊,門窗磁探測(cè)器選用無線門磁,由一塊永磁體和門磁主體(內(nèi)部有

29、一個(gè)常開型的干簧管)兩部分組成。干簧管介紹干簧管（Reed Switch）也稱舌簧管或磁簧開關(guān)，是一種磁敏的特殊開關(guān)，是干簧繼電器和接近開關(guān)的主要部件。它通常有兩個(gè)軟磁性材料做成的、無磁時(shí)斷開的金屬簧片觸點(diǎn)，有的還有第三個(gè)作為常閉觸點(diǎn)的簧片。這些簧片觸點(diǎn)被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉觸點(diǎn)。 干簧管比一般機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng)；而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，工作可靠性很高。工作原理干簧管的接點(diǎn)形式有三種：一是如右圖中（a）子圖所示的常開接點(diǎn)（H）型，平時(shí)打開

30、 干簧管結(jié)構(gòu)圖只有簧片被磁化時(shí)，接點(diǎn)才接觸；另兩種是如右圖中（b）子圖所示的兩種轉(zhuǎn)換接點(diǎn)（Z）型：其結(jié)構(gòu)上有三個(gè)簧片，上邊的簧片2為常開接點(diǎn)，中間的簧片3為活動(dòng)接點(diǎn)，下邊的簧片1為常閉接點(diǎn)，簧片2和3必須用即導(dǎo)電又導(dǎo)磁的材料做成，最下邊圖示干簧管的簧片1必須用只導(dǎo)電不導(dǎo)磁的材料做成。平時(shí)，由于彈力的作用，1、3相連；當(dāng)有外界磁力時(shí)，2、3磁化相吸（當(dāng)中間干簧管的簧片1使用即導(dǎo)電又導(dǎo)磁的材料時(shí)1、3還有些微相斥作用）。如此形成一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)：當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管或繞在干簧管上的線圈通電形成的磁場(chǎng)使簧片磁化時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時(shí)，常開接點(diǎn)就會(huì)吸合1；當(dāng)磁力減小到一

31、定程度時(shí)，接點(diǎn)被簧片的彈力打開。電路如圖所示。H1是一個(gè)干簧管,當(dāng)門閉合時(shí),H1吸合,C1兩端點(diǎn)位相同,Q1截止,Q2也截止;當(dāng)門打開時(shí),干簧管觸點(diǎn)打開,有一個(gè)電流流過Q1的發(fā)射極、R32(和H12并聯(lián))、C1、R31、地,使得Q2飽和導(dǎo)通,輸出低電平0給單片機(jī),發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 報(bào)警模塊P3.2(INT0)連接防盜探測(cè)器,用來檢測(cè)盜情,如果盜情發(fā)生,觸發(fā)外部中斷0,MCU接到報(bào)警信號(hào)以后,開始啟動(dòng)LED等閃爍報(bào)警,同時(shí)啟動(dòng)100dB的聲音報(bào)警,來震懾入室的小偷。報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)同第二個(gè)設(shè)計(jì)，不在贅述。 Protuse仿真圖：仿真結(jié)果：當(dāng)有外人闖入時(shí)，干簧管閉合，聲光報(bào)警開啟！程序#include

32、<reg51.h>sbit p2_3=P23;void init_tx() EA=1; EX0=1; IP=0X00;void main() p2_3=1; init_tx(); void tx0() interrupt 0 p2_3=0;四 火災(zāi)煙霧檢測(cè) 設(shè)計(jì)同二（家庭煤氣泄漏檢測(cè)）電子皮帶秤電子皮帶秤，是對(duì)皮帶輸送系統(tǒng)中的散狀物料進(jìn)行連續(xù)計(jì)量的理想設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、稱量準(zhǔn)確，使用穩(wěn)定、操作方便、維護(hù)量少等優(yōu)點(diǎn)，不僅適用于常規(guī)環(huán)境，而且適用于酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境。主要應(yīng)用于冶金、電力、煤炭、礦山、港口、化工、建材等行業(yè)。圖1為皮帶秤組成部分：圖2電子皮帶秤由五個(gè)主要部分組成

33、：稱重橋架、稱重傳感器、測(cè)速滾筒、速度傳感器和積算器。裝有載荷傳感器的稱重橋架，安裝于輸送機(jī)的縱梁上，稱重橋架支承的稱重托輥，檢測(cè)皮帶上的物料重量，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的電壓信號(hào)。速度傳感器直接聯(lián)結(jié)在從動(dòng)滾筒上或者大直徑的滾筒上，提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示皮帶運(yùn)行的單位長(zhǎng)度，脈沖頻率正比于皮帶速度。積算器從稱重傳感器和速度傳感器接收信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、濾波整形后進(jìn)入微處理器進(jìn)行運(yùn)算，輸出累計(jì)量和瞬時(shí)流量、皮帶速度、計(jì)數(shù)脈沖等參數(shù)。1. 稱重部分：稱重橋架為全懸浮結(jié)構(gòu)，四只稱重傳感器（程序見附錄）如圖所示，在此Proteus仿真圖中，以四個(gè)滑動(dòng)變阻器代替原來的四個(gè)電阻應(yīng)變片作為稱重傳感器，相

34、對(duì)的兩只橋臂上變化是相反的，中間可加運(yùn)放放大電壓信號(hào)，單片機(jī)通過獲得差壓信號(hào)進(jìn)行處理，在實(shí)際應(yīng)用中：質(zhì)量=/g 為材料的應(yīng)變系數(shù)，S可測(cè)可在中間兩根稱重托輥上安裝稱重傳感器，再去其平均值，則結(jié)果可稍準(zhǔn)確些。安裝位置： (1 )稱量系統(tǒng)要安裝在堅(jiān)固的輸送機(jī)上，否則必須增加支撐。 (2 )皮帶秤不應(yīng)設(shè)置在距給料機(jī)、漏口、導(dǎo)料欄板3米以內(nèi)的地方。 (3 )秤不能裝在凹形或凸形曲線的輸送機(jī)上。 (4 )秤不應(yīng)裝在輸送機(jī)因超速或傾斜而使物料滑動(dòng)的地方。 (5 )秤應(yīng)裝在防風(fēng)雨最好的地方。(6 )在裝有皮帶秤的輸送機(jī)上不應(yīng)聯(lián)結(jié)或裝有任何振動(dòng)裝置。稱重傳感器的安裝 將稱重傳感器和連接桿用螺母緊固聯(lián)接，連接桿

35、和稱重橋架的聯(lián)接要用兩個(gè)球面墊、兩個(gè)螺母緊固連接。聯(lián)接傳感器的連接桿一定要自由垂直拉緊，不要碰到任何外物。調(diào)整連接桿和稱重橋架聯(lián)接用的兩個(gè)螺母，使兩個(gè)稱重傳感器的信號(hào)輸出電壓在6.0毫伏,且兩個(gè)稱重傳感器的信號(hào)輸出電壓差值不大于0.1毫伏。如有傾角：等效公斤米(Kgrn)Kg / cos ×( d1 / d2 )×(1 / D ) Kg等效公斤輸送機(jī)傾角dl從耳承支承中心線到傳感器中心的距離(mm)d2從耳承支承中心線到稱重托輥中心線的距離(mm)D計(jì)量段長(zhǎng)度2. 皮帶速度（m/s）速度傳感器：速度傳感器必須安裝在以皮帶輸送機(jī)速度旋轉(zhuǎn)的軸上，通常尾部滾筒或者大直徑的從動(dòng)滾筒

36、可以滿足此要求。如采用光電編碼器（安裝位置必須防塵隔躁）：與51單片機(jī)可按下圖接線 在仿真中：可用方波信號(hào)代替由光電編碼器發(fā)出的脈沖，例如根據(jù)方波周期為5ms，每100ms計(jì)數(shù)，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)和光電編碼器的齒數(shù)可算得相應(yīng)的轉(zhuǎn)角，由此可推出皮帶的速度。 (圖中 方波周期為5ms )3.計(jì)算用鏈碼校驗(yàn)皮帶載荷累計(jì)量理論值 理論值=每米公斤(kg/m)×皮帶速度(m/s)×時(shí)間(s)可外加通訊板：（略）在主板擴(kuò)展槽中可安裝通訊板，采用主從式通訊協(xié)議，上位機(jī)呼叫儀表，并發(fā)送控制命令，讀寫儀表過程參數(shù)和顯示，或直接進(jìn)行遠(yuǎn)程鍵盤操作，通訊板使用標(biāo)準(zhǔn)RS-232或RS-485方

37、式。稱重傳感器仿真程序#include <reg51.H>#include "intrins.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit ADCS =P22; sbit ADDI =P21; sbit ADDO =P21; sbit ADCLK =P20; /sbit DP=P07; unsigned char dispbitcode8=0xf7,0xfb,0xfd,/*0xfe,0xef,0xdf,0xbf,0x7f*/; unsigned char dispbuf3;uint temp

38、;uchar getdata; unsigned char a16=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e; #define shuma P0sbit LED_4=P10;sbit LED_5=P11;sbit LED_6=P12;sbit LED_7=P13;void delay(unsigned int x);void display1(unsigned char d1,unsigned char d2,unsigned char d3,unsigned char d4

39、);void delay(unsigned int x) unsigned int i; for(i=0;i<x;i+);void display1(unsigned char d1,unsigned char d2,unsigned char d3,unsigned char d4) shuma=ad1; LED_4=1; delay(100); LED_4=0; shuma=ad2&0x7f; /DP=1; LED_5=1; delay(100);/DP=0; LED_5=0; shuma=ad3; LED_6=1; delay(100); LED_6=0; shuma=ad

40、4; LED_7=1; delay(100); LED_7=0; unsigned int Adc0832(unsigned char channel) uchar i=0;uchar j;uint dat=0;uchar ndat=0;if(channel=0)channel=2;if(channel=1)channel=3;ADDI=1;_nop_();_nop_();ADCS=0;_nop_();_nop_();ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;_nop_();_nop_();ADCLK=1;ADDI=channel&0x1;_nop_();_nop

41、_();ADCLK=0;_nop_();_nop_();ADCLK=1;ADDI=(channel>>1)&0x1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;ADDI=1; _nop_();_nop_();dat=0;for(i=0;i<8;i+)dat|=ADDO;ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;_nop_();_nop_();dat<<=1;if(i=7)dat|=ADDO; for(i=0;i<8;i+)j=0;j=j|ADDO;ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;_nop_();_nop_();j=j<<7;ndat=ndat|j;if(i<7)ndat>>=1;ADCS=1;ADCLK=0;ADDO=1;dat<<=8;dat|=ndat; return(dat); void disp(void)getdata=Adc0832(0);temp=getdata*1.0/255*500; dispbuf0=temp%10; dispbuf2=temp/10%10; dispbuf1=temp/100; display1(0,dispbuf