危险气体泄漏装置设计论文

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1、成绩兰州商学院信息工程学院本科生课程设计报告课程名称：电子综合设计设计题目：气体泄漏报警装置设计系别：计算机与电子工程系专业(方向)：电子信息工程年级、班：学生姓名：学号：指导教师：2014年12月20日第10页共11页气体泄漏报警装置设计一、【设计目的】运用所学单片机及现代测控技术知识，设计一个厨房可燃性气体泄漏情况的检测报警装置，当厨房中天然气（）或液化石油气（）浓度大于某个数值（例1000ppm）时，用蜂鸣器报警并发出控制信号，启动抽油烟机。二、【指标要求】（1）分辨率：8位。（2）总的不可调误差：ADC0808为±2

2、LSB,ADC0809为±1LSB。（3）转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。（4）单一电源:+5V。（5）模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。（6）具有可控三态输出缓存器。（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。第10页共11页三、【设计的原理】AT89C511、系统框图报警电路可燃性气体浓度采集排气电路A/D转换模块通过QM-2采集可燃性气体浓度，经A

3、DC0808模数转换把数据传输给单片机AT89C51，单片机通过对ADC0808转换来的数据进行处理，当可燃性气体弄到达到设定为报警浓度时，单片机将驱动报警电路，开启蜂鸣器报警，同时驱动排气电路，开启抽油烟机进行排气，单片机通过实时检测，当浓度降至报警浓度一下，单片机发出信号关闭蜂鸣器和抽油烟机。2.各模块工作原理的分析与介绍2.1气体浓度检测模块第10页共11页图2.1模拟气体浓度检测由于在protues中没有QM-2及QM系列气体传感器，所以我们只能用别的器件代替，因为气体浓度传感器QM-2是通过电阻的变化实现对气体感应

4、做出反应，所以我们用一个电位器代替，如图2.1。2.2A/D模数转换模块图2.2ADC0808A/D模数转换第10页共11页因为单片机只能处理数字信号，我们不能直接让单片机处理模拟信号，所以我们要把气体传感器采集来的信号，通过模数转换后才能传给单片机，让单片机处理。这里我们用的是ADC0808，ADC0808有8个输入通道，这里我们只用了一个IN0。ADC0808通过IN0接收电位器信号，并把信号转换为数字信号从OUT口输出给单片机。2.3报警电路模块图2.3报警电路当检测到的可燃性气体浓度高于设定的报警浓度时，系统通过软件

5、响应P3.5驱动报警电路，知道浓度低于设定的报警浓度为止。2.4排气模块第10页共11页图3.4模拟排气模块图2.4是一个模拟排气模块，这里我们用一个马达代替了抽油烟机，同样的当单片机检测到的可燃性气体浓度大于了设定的报警浓度时，单片机通过响应P2.7口驱动马达进行排气动作，直到可燃性气体浓度低于这个报警浓度时，单片机又会响应P2.7口，给一个高电平关闭马达，停止排气。四、【仿真与仿真结果分析】4.1编程软件简介Keil软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计

6、，界面友好，易学易用。第10页共11页图4.1.1设置生产hex文件图4.1.2程序编译并生成hex文件4.2仿真软件简介第10页共11页Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。Proteus具有和其他EDA工具一样的原理图编辑、印刷电路板(PCB)设计及电路仿真功能，最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化，通过Proteus软件的VSM(虚拟仿真模式)，用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电

7、子线路进行系统仿真。4.2.1图   即为Proteus的工作窗口。 　　图4.2.1 Proteus的工作窗口4.3仿真测试对系统电路进行绘图仿真，主要测试一下几点：（1）无可然气体泄漏时系统工作是否正常，第10页共11页（2）可燃气体超标是系统工作是否正常，图4.3.1低于设定报警浓度时的仿真在此设计中，我们把“报警浓度”设为了3.3，图4.3.1浓度为2.55低于设定的报警浓度，没有达到报警跟排气的要求，所以从图中可以看出，马达跟蜂鸣器都没有工作。图4.3.2高于设定报警弄刚度时的仿真第10页共11页从图4.3.2中可

8、以看出来，马达跟蜂鸣器都已经开启了，再看此时的浓度为4.40，大于设定的报警浓度，所以单片机驱动了报警电路和排气模块。五、【元器件清单】名称型号数量单片机AT89C511传感器MQ-21模/数转换芯片ADC0808/ADC0809各1蜂鸣器5V1抽油烟机220V1电阻R10.05K1电阻R