長隧道定時通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　?。?015屆）</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)在的汽車數(shù)量飛速增長。為了方便同行，政府建造了長隧道方便通車，因為隧道比較密閉，空間狹小，隨之而來

2、的就是要解決隧道通風(fēng)排污的問題，所謂隧道的通風(fēng)，也就是要排除汽車尾氣和汽油蒸汽，送入新鮮空氣。以便有害物的含量稀釋到國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計主要設(shè)計一種能定時的通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括定時通風(fēng)與一氧化碳采集兩個基本功能。通過單片機對繼電器的控制，完成對風(fēng)扇的控制實現(xiàn)通風(fēng)功能，同時對一氧化碳采集器對空氣中一氧化碳的測量與預(yù)設(shè)值的比較，從而實現(xiàn)對單片機的控制。</p>&

3、lt;p>　　關(guān)鍵字：軸流風(fēng)機；STC89C51；mq-5傳感器。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　. As science and technology continues to improve, the current rapid growth in the number of cars. In order to f

4、acilitate peer, the Government built a long tunnel to facilitate the opening of the tunnel because relatively confined space is small, the attendant is to solve the problem of sewage tunnel ventilation,. The ventilation

5、of the garage, which is to exclude the automobile exhaust and gasoline vapors, into the fresh air. The content of harmful substances diluted to state health standards re</p><p>　　This graduation project to d

6、esign a ventilation system timing，The system mainly consists of two basic functions of timing ventilation and carbon monoxide acquisition。Fan control ventilation function microcontroller control relay to complete the acq

7、uisition of carbon monoxide on the measurement of carbon monoxide in air at the same time with the default values ??for comparison, in order to achieve control of the microcontroller.</p><p>　　Keyword：Intell

8、igent ventilation system ；STC89S51；mq-5 Sensor.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、引 言1</b></p><p><b>　　2、概 述2</b></p><p>　　2.1

9、.長隧道定時通風(fēng)系統(tǒng)介紹3</p><p>　　2.2.單片機選擇4</p><p>　　2.3本方案設(shè)計思路5</p><p>　　2.4研發(fā)方向和技術(shù)關(guān)鍵6</p><p><b>　　3、總體設(shè)計7</b></p><p><b>　　4、硬件部分8</b>

10、</p><p><b>　　硬件總圖8</b></p><p>　　4.1單片機介紹8</p><p>　　4.2液晶LCD1602顯示模塊12</p><p><b>　　4.3傳感器13</b></p><p>　　4.4.A/D轉(zhuǎn)化電路模塊17</p&

11、gt;<p>　　4.5風(fēng)扇控制電路19</p><p><b>　　5、軟件設(shè)計21</b></p><p>　　5.1軟件流程圖21</p><p>　　5.2模塊說明21</p><p>　　6、制作與調(diào)試27</p><p>　　6.1硬件的布線與焊接27<

12、/p><p><b>　　6.2焊接27</b></p><p><b>　　6.3調(diào)試27</b></p><p><b>　　6.4實物圖28</b></p><p><b>　　7、結(jié)論29</b></p><p><

13、;b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　附錄32</b></p><p><b>　　1引 言</b></p><p>　　近年來，隨著中國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致機動車數(shù)量高速增長，車

14、輛通行問題變成了城市交通的一大困難。這就需要政府工程更注重車輛道路發(fā)展，所以就開山辟石，大量長隧道建造起來了。長隧道是可以很方便車輛通行，大大減輕了城市交通擁堵的壓力，但另一方面，它的通風(fēng)問題也是一大麻煩。</p><p>　　因為隧道是一個相對密閉的空間，所以通風(fēng)換氣的處理顯得非常重要，2003年4月，于都縣，江西省，一個隧道里，因為交通擁堵導(dǎo)致長龍在隧道里，持續(xù)長達(dá)四個小時，一個司機因心肌梗塞而死亡，后來查出

15、是因為長隧道里空氣質(zhì)量差，一氧化碳嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致病情發(fā)作，釀成了惡果。</p><p>　　類似事件，在河北石家莊一個高速路隧道里也同樣發(fā)生過，因車禍造成交通擁堵在隧道里長達(dá)3小時，三人在隧道里中毒死亡；紅谷灘新區(qū)，南昌市的一工地，民工在隧道里洗滌，在下井的時候，一氧化碳中毒墜井，后來施救人員下去，也死亡了；景德鎮(zhèn)市隧道空氣檢驗人員對南德高速長隧道通風(fēng)情況進(jìn)行檢測時，違規(guī)操作，在沒有使用防護設(shè)施的情況下，一人進(jìn)去隧

16、道檢測，由于一氧化碳中毒暈倒，后經(jīng)搶救無效身亡。</p><p>　　2012年4月2日，北京市三環(huán)區(qū)晏安鎮(zhèn)，兩人施工人員在長隧道里清渣時，沒有采取任何防范措施，中毒暈倒在隧道里，雖然120急救人員奮力營救，不幸的是，由于兩人中毒太深，仍不治身亡。這些全都是因為沒有處理好密閉空間通風(fēng)問題導(dǎo)致的悲劇。所以如何處理好長隧道的通風(fēng)問題，提升空氣質(zhì)量就尤為重要。</p><p>　　對于長隧道，衡

17、量長隧道空氣環(huán)境質(zhì)量好壞的兩個重要指標(biāo)就是溫度和一氧化碳濃度。由于長隧道在水泥地的包圍之中，而水泥地的熱穩(wěn)定性比較好，不太容易受大氣溫度的影響，我國的大部分區(qū)域，都能夠達(dá)到這個溫度。汽車在長隧道內(nèi)行駛時，都要排出尾氣，主要有害氣體是一氧化碳。所以 ，應(yīng)該嚴(yán)格控制長隧道里一氧化碳的濃度。</p><p>　　我們國家最近從國外引進(jìn)了蠻多的的現(xiàn)代化長隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)，但是基本都是現(xiàn)成的產(chǎn)品，它的控制方法對于我國目前的

18、具體條件并不一定適用。怎么合理利用先進(jìn)的長隧道“綠色”通風(fēng)控制系統(tǒng)，讓它起一定的示范作用以及推廣現(xiàn)代化智能通風(fēng)控制系統(tǒng)任重而道遠(yuǎn)。</p><p>　　因此，本畢業(yè)設(shè)計使用單片機控制地下長隧道通風(fēng)系統(tǒng)，利用單片機系統(tǒng)簡單高效的特點，一方面能在常規(guī)下進(jìn)行定時通風(fēng)，另一方面在長隧道一氧化碳濃度超標(biāo)時，通過對通風(fēng)設(shè)備的控制使一氧化碳濃度降低，保證空氣質(zhì)量。</p><p><b>　　

19、2概 述</b></p><p>　　當(dāng)代世界, 新技術(shù)革命主要以信息、能源以及材料為三大組成部分,這在世界范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)成共識。人類歷史進(jìn)程正慢慢由工業(yè)化時代朝信息化時代走進(jìn)。而傳感器，因為擁有感知、收集、變換、傳輸以及處理各種信息等重要的功能,使其成為和微電子計算機相同重要的技術(shù)工具,贏得了世人高度的重視和飛速的發(fā)展。傳感器是收集信息系統(tǒng)最重要的部件,也是電子計算機的“五官”,屬于當(dāng)代測量和控制系

20、統(tǒng)(包含遙感、遙測、遙控)的重要關(guān)節(jié)。可以這么說, 傳感器不僅是當(dāng)代社會賴以生存和發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)，更是當(dāng)代產(chǎn)業(yè)信息的源泉。現(xiàn)在,傳感器技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支撐之一, 和通訊技術(shù)、計算機技術(shù)一起成為支持整個并變成現(xiàn)代測量技藝和自動化技術(shù)的主要基礎(chǔ)?？梢韵胂?假如傳感器沒有高度的保真以及可靠的性能,技術(shù)如果不先進(jìn)的話,那么就無法獲得準(zhǔn)確的信息，也無法進(jìn)行精密的檢測,通訊技藝以及計算機技藝就無法有效的融合,繼而發(fā)揮出作用，當(dāng)代測量和

21、自動化技術(shù)也會無法有機融合，發(fā)揮它們最大的效用?，F(xiàn)代社會,傳感器技術(shù)作用越來越大，從宇宙搜索、海洋開采,到防御建設(shè)、以及工農(nóng)業(yè)發(fā)展;從研究現(xiàn)代生命科學(xué)的每一個部分，包括環(huán)境保護和困情預(yù)報在內(nèi);從人</p><p>　　目前在各個領(lǐng)域,比如國防科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境維護、交通運輸、智能控制以及家用電器等傳感器己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以傳感器的分類大致可以,分為產(chǎn)業(yè)用、農(nóng)業(yè)用、民用、科技用、醫(yī)療用、軍事用、環(huán)保用和家

22、電用等方面。如果要從不同的場合來分的話,還可以分為汽車、艦船、機器、宇宙飛船、防災(zāi)等用途傳感器。另外,因為傳感器使用目的的不同,分為測量、視覺、檢查、診斷、控制和分析等用途傳感器。我這個作品選用的是簡單而且操作容易的氣體傳感器對空氣中一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行采集測量。</p><p>　　一般長隧道的通風(fēng)系統(tǒng)為貫穿通風(fēng)方式，就是根據(jù)按防火區(qū)域的不同，分成好幾個送、排風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)火災(zāi)出現(xiàn)時，這些系統(tǒng)也可以作為排煙系統(tǒng)，即所謂

23、的“一系兩用”，為了確保排風(fēng)效率排風(fēng)口必須布置均勻。但是這些排風(fēng)系統(tǒng)因為排風(fēng)量比較大，它們的排風(fēng)管都很龐大，這些復(fù)雜碩大的排氣管道，不僅占用了隧道里很大一部分空間，使隧道的使用率下降，還提高了長隧道地基的開挖成本、土地投資以及設(shè)備投資，系統(tǒng)復(fù)雜，安裝工程浩大，有可能引起風(fēng)管和其他管線的交錯問題。所以眼下首要考慮的就是怎么降低能耗，同時提升隨道通風(fēng)效率。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,單片機無疑是人們的重要選擇之一，因為它的效能能給人們帶來很

24、大的方便，比如智能通風(fēng)系統(tǒng)，就是一個很好的例子，隨著單片機技術(shù)的發(fā)展,人們對單片機的要求也越來越高，我們需要它為現(xiàn)代社會包括人們的工作和生活以及科研提供更好更便利的設(shè)施，現(xiàn)代社會向著數(shù)字化，智能化控制方向發(fā)展就需要不斷提高單片機技術(shù)。 本設(shè)計所介紹的定時通風(fēng)控制與傳統(tǒng)自然通風(fēng)及中央空調(diào)控制系統(tǒng)相比，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，讀數(shù)方便，顯示的信息比較多，實現(xiàn)了智能化，反饋行輸出，其輸出測量值采用液晶顯示，易于觀察。</p>

25、<p>　　單片機技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展得比較成熟，已經(jīng)普遍應(yīng)用到我們生活、工作、科研等各個領(lǐng)域,單片機是一種電壓低、性能高的CMOS 8位微處理器，比如AT89C51，它帶有4K字節(jié)，屬于FLASH存儲器，還有AT89C2051，它帶2K字節(jié)，具有閃存可編程可擦除等功能。單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次。和單片機相兼容的是具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳。ATME

26、L的AT89C51是一種效能很高的微控制器，它的一種簡要版本就是AT89C2051，它可以將多功能8位CPI和閃存儲器組合在單個芯片中。AT89C51單片機為好多嵌入式系統(tǒng)提供了一種較靈活且價格實惠的。同時也為本文設(shè)計提供了現(xiàn)實的條件支持。我寫的這篇論文主要介紹了C89S51單片機的定時控制風(fēng)扇系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了利用氣體傳感器mq-5開發(fā)檢測氣體系統(tǒng)的過程其中部分電路也進(jìn)行了介紹,這系統(tǒng)可以方便實現(xiàn)氣體的采集以及顯示。</p>

27、<p>　　2.1.長隧道定時通風(fēng)系統(tǒng)介紹</p><p><b>　　2.11.工作原理</b></p><p>　　單片機現(xiàn)在和我們生活的息息相關(guān)，幾乎沒有什么地方不會用到單片機的。例如計算機網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)傳送，航天儀器上的各種儀表控制，重型武器上的導(dǎo)航裝置，錄像機、攝像機、遙控電視機的控制，工業(yè)智能化過程的有效控制和數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)在被廣泛使用的智能I

28、C卡，私人轎車的安保系統(tǒng)，以及機器人，遙控玩具等等，這些都離不開單片機。更不用說智能控制領(lǐng)域的機器人、智能防爆、醫(yī)療器械等了。所以現(xiàn)在好多工程師，科學(xué)家們都致力于學(xué)習(xí)、開發(fā)單片機，希望能實現(xiàn)單片機最大智能化。長隧道定時通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理是用傳感器采集空氣中的氣體濃度信息，交由單片機處理后顯示，并在濃度超過設(shè)定的閥值時啟動通風(fēng)反饋系統(tǒng)，是風(fēng)扇能持續(xù)運作使空氣中有害氣體降低。該系統(tǒng)一般包括濃度采集部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、顯示部分以及定時通風(fēng)系

29、統(tǒng)部分。</p><p><b>　　2.12系統(tǒng)原理</b></p><p>　　傳感器在空氣中接收氣體的濃度信息，隨著氣體濃度的不同，A/D轉(zhuǎn)換電路得到不同的輸入電壓，并輸出不同的數(shù)字信號，單片機會對這些數(shù)字信號進(jìn)行處理，并在LCD顯示屏上顯示對應(yīng)的濃度值。一旦單片機發(fā)現(xiàn)輸入過來的值超過了規(guī)定的閥值，便會啟動風(fēng)扇使其持續(xù)運作，實現(xiàn)反饋功能，在傳感器濃度低于限定值時

30、，通過單片機對鍵盤掃描控制風(fēng)扇按照設(shè)定的通風(fēng)時間運作。</p><p>　　單片機是一種集成電路芯片，具有超強的處理功能，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，它的的中央處理器CPU和隨機存儲器ROM、只讀存儲器RAM，還有多種I/O口以及中斷的系統(tǒng)、計時器等功能，把這些器件集成到一塊芯片上，組成一個很小的計算機系統(tǒng)，繼而在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)大量使用，使其功能最大化?？梢宰匪莸?0年前，當(dāng)時的單片機只有4到8位，然而現(xiàn)在卻有32位

31、，可見其發(fā)展速度之快。 </p><p>　　一氧化碳傳感器是統(tǒng)稱，所有可以檢測一氧化碳濃度的傳感器都可以稱為一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器按原理可分為紅外一氧化碳傳感器（紅外光原理）可達(dá)高精確度，激光一氧化碳傳感器（二極管激光原理）量程可達(dá)百分級別，光干涉式CO傳感器（差不多也是光學(xué)原理），催化燃燒式CO傳感器（力學(xué)原理），電催化式CO傳感器（物理學(xué)原理）。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)

32、換器，也就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通常稱為ADC，是將一個模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件件。在實際應(yīng)用中，通常用模數(shù)轉(zhuǎn)換器把一個輸出數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個輸入電壓信號?？墒菙?shù)字信號沒有太大的用處和意義，它只是表示一個量詞。所以每一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要用一個參照物來作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，一般比較常用的是可轉(zhuǎn)換信號大小，因為它很有參考標(biāo)準(zhǔn)價值。可是輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)量就表示輸入信號和參考信號的差值大小。</p><p>　　ADC0833 是美

33、國墨爾本半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種芯片，它有8 位分辨率、可以進(jìn)行雙通道A/D轉(zhuǎn)換。但它讓單片機愛好者歡迎的是因為它體積小，價格優(yōu)惠而且兼容性好，性價比很高，目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。對本設(shè)計來說價格方面也能承受，故選擇該款芯片。</p><p>　　我的設(shè)計將采用AT89B51單片機和,MQ-5傳感器和ADB8032A/D轉(zhuǎn)換芯片[5]。</p><p><b>　　2.2.單片機選擇&

34、lt;/b></p><p>　　89C51單片機電壓低，性能高，帶有4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的CMOS8位微處理器。各個領(lǐng)域,單片機是一種電壓低、性能高的CMOS 8位微處理器，比如AT89C51，它帶有4K字節(jié)，屬于FLASH存儲器，還有AT89C2051，它帶2K字節(jié)，具有閃存可

35、編程可擦除等功能。單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次。和單片機相兼容的是具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳。89C單片機價格實惠，所以很多嵌入式控制系統(tǒng)方案中都會用到它。同時，在現(xiàn)代教學(xué)中51單片機是被提到次數(shù)最多，使用最廣的單片機系統(tǒng)，編程等方面已經(jīng)十分成熟與完善，因此我選擇51單片機作為我系統(tǒng)的核心控制器[6]。</p><p>　　2.3本

36、方案設(shè)計思路</p><p>　　2.3.1風(fēng)扇控制 </p><p>　　方案1：繼電器控制風(fēng)扇。首先考慮單片機輸出電流較弱，無法控制風(fēng)扇運作的情況下，引入繼電器系統(tǒng)。單片機屬于用電較低的器件,它們的工作電壓一般只在5V左右甚至更低。驅(qū)動電流甚至在mA級別以下。所以如果把它們用在大功率的器件,比如控制電動機,明顯是不可以的，很可能造成事故.所以,就需要有一個環(huán)節(jié)來作鋪墊,這個鋪墊便是所謂

37、的“功率驅(qū)動”。繼電器驅(qū)動便是一個簡單高效率的功率驅(qū)動鋪墊。在這個實驗中,繼電器驅(qū)動包含兩部分:一是對繼電器進(jìn)行驅(qū)動,因為繼電器在對單片機應(yīng)用中需要提供功率;第二是用繼電器去驅(qū)動另外的負(fù)載,例如繼電器能夠驅(qū)動中間繼電器,也能夠直接驅(qū)動接觸器,因而,繼電器驅(qū)動被看做是單片機和其他大功率負(fù)載的接口。</p><p>　　圖2-1 繼電器控制風(fēng)扇電路圖</p><p>　　這里我采用的是用S80

38、50三極管來驅(qū)動相應(yīng)的繼電器，當(dāng)開機后，單片機初始化后的P2.3/P2.4為高電平，＋5伏電源經(jīng)過電阻使三極管導(dǎo)通，所以開機后繼電器一直處于吸合狀態(tài)，如果要使相應(yīng)三極管的基極被拉低到零伏左右，我們就只需在程序中給單片機一條：CLR P2.3或者CLR P2.4的指令，這樣相應(yīng)的三極管截至，從而使繼電器斷電釋放，因為所有繼電器都有一個常開常閉的截點，為了在其他電路中可以方便使用，繼電器線圈兩頭反相串聯(lián)的二極管的功能是吸收反向電動勢，保護對

39、應(yīng)的驅(qū)動三極管，但比較簡單的是這種繼電器驅(qū)動方式的硬件結(jié)構(gòu)。不過在實際操作中，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的耗電十分嚴(yán)重，在使用電池輸入的情況下，并不適合，所以經(jīng)過考慮放棄。</p><p>　　方案2：由于從單片機輸出信號的功率很弱，即使電機驅(qū)動在無其它外在負(fù)載時也不能帶動電機，所以為了提高輸出電機信號的功率，實際電路中我們加入了電機驅(qū)動芯片，所以從圖中可以看出這樣我們能根據(jù)實際需要來控制電機轉(zhuǎn)動，一塊ULN2003芯片可以驅(qū)動

40、兩個電機轉(zhuǎn)動，它的使能端能夠接高低電平，要進(jìn)行軟件控制的話也可以利用單片機來控制，很符合各種復(fù)雜電路的需要。另外，ULN2003的驅(qū)動功率較大，能夠根據(jù)輸入電壓的大小輸出不同的電壓和功率，解決負(fù)載能力不足的問題。電機驅(qū)動電路如下圖2-8所示</p><p>　　圖2-2電機驅(qū)動電路圖</p><p>　　但是在實際的運作中，這個方案所需要的代碼過于繁瑣所以放棄。 </p>&

41、lt;p>　　方案3：用三極管來控制。半導(dǎo)體三極管人稱“晶體三極管”簡稱“晶體管”。在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結(jié)，組成一個PNP（或NPN）結(jié)構(gòu)?；鶇^(qū)在中間的N區(qū)（或者叫P區(qū)），發(fā)射區(qū)和集電區(qū)在兩邊，這三部電極引分都由一條線引導(dǎo)， 基極叫B、發(fā)射極叫E和集電極叫C，它們的作用是能放大、振蕩或開關(guān)等，屬于半導(dǎo)體電子器件。當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)的電壓比PN結(jié)的導(dǎo)通電壓大時，基極電流為0，集電極電流以及發(fā)射極電流都為0，這時

42、集電極就像是開關(guān)的斷開狀態(tài)，導(dǎo)致三極管失去了放大電流的作用，即三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。在實際操作中發(fā)現(xiàn)可控制并且風(fēng)扇能良好的運作，因此選擇該系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.2顯示控制 </p><p>　　方案1：用四位七段數(shù)碼管，對于數(shù)碼顯示，顯示的數(shù)據(jù)信息比較有限，而且顯示的控制比較繁瑣，因此我們放棄了這種方案。</p><p>　　方案2：用液晶

43、LCD1602顯示，可以顯示的數(shù)據(jù)信息比較多，對液晶的控制寫入比較簡單，而且它的價格然我們接受的起，所以我們選擇了方案2。</p><p>　　2.4研發(fā)方向和技術(shù)關(guān)鍵</p><p>　?。?）單片機定時通風(fēng)的系統(tǒng)設(shè)計；</p><p>　?。?）單片機氣體采集電路、最小系統(tǒng)電路、電路檢測的設(shè)計；</p><p>　　（3）一氧化碳超限報

44、警器軟件設(shè)計；</p><p>　?。?）電路的模擬仿真，并記錄所要的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3總體設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計系統(tǒng)是集自動通風(fēng)與一氧化碳濃度自動調(diào)節(jié)為一體的地下車庫自動通風(fēng)系統(tǒng)，利用市場上能買到的器件搭建的方便有效的通風(fēng)系統(tǒng)。其工作原理是，用單片機控制繼電器的通斷實現(xiàn)對風(fēng)扇運作時間的控制，從而實現(xiàn)控制通

45、風(fēng)時間的目的，同時，利用一氧化碳采集器，對空氣中一氧化碳進(jìn)行測量控制，與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較從而使單片機控制繼電器使其持續(xù)運作，從而達(dá)到對空氣中一氧化碳濃度的控制。</p><p><b>　　以下是系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　圖3-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)工作流程介紹：

46、</b></p><p>　?。?）上電，使系統(tǒng)進(jìn)入工作。</p><p>　　（2）MQ-4傳感器采集空氣中一氧化碳濃度信息。</p><p>　?。?）ADC0832把電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入到單片機中。</p><p>　　（4）51單片機將信號處理，轉(zhuǎn)換為一氧化碳的濃度值顯示在LCD1062上。</p>&

47、lt;p>　　（5）在單片機中，對當(dāng)前的一氧化碳濃度與設(shè)定的閥值濃度進(jìn)行比較。沒超過，按照系統(tǒng)設(shè)定的時間間隔開始控制運作。</p><p>　?。?）若當(dāng)前甲烷濃度超過了設(shè)定的閥值，開啟反饋系統(tǒng)，風(fēng)扇持續(xù)運作。</p><p>　?。?）按下復(fù)位鍵后將重新進(jìn)行檢測和比較。</p><p><b>　　4、硬件部分</b></p>

48、;<p>　　STC89C51單片機是本系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)由，液晶顯示系統(tǒng)繼電器，風(fēng)扇以及一氧化碳檢測系統(tǒng)等部分組成。</p><p><b>　　硬件總圖</b></p><p><b>　　圖4-1總體硬件圖</b></p><p><b>　　4.1單片機介紹</b>&

49、lt;/p><p>　　單片機技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展得比較成熟，已經(jīng)普遍應(yīng)用到我們生活、工作、科研等各個領(lǐng)域,單片機是一種電壓低、性能高的CMOS 8位微處理器，比如AT89C51，它帶有4K字節(jié)，屬于FLASH存儲器，還有AT89C2051，它帶2K字節(jié)，具有閃存可編程可擦除等功能。單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次。和單片機相兼容的是具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令

50、集和輸出管腳。ATMEL的AT89C51是一種效能很高的微控制器，它的一種簡要版本就是AT89C2051，它可以將多功能8位CPI和閃存儲器組合在單個芯片中。AT89C51單片機為好多嵌入式系統(tǒng)提供了一種較靈活且價格實惠的。同時也為本文設(shè)計提供了現(xiàn)實的條件支持。我寫的這篇論文主要介紹了C89S51單片機的定時控制風(fēng)扇系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了利用氣體傳感器mq-5開發(fā)檢測氣體系統(tǒng)的過程其中部分電路也進(jìn)行了介紹,這系統(tǒng)可以方便實現(xiàn)氣體的采集以及顯示

51、。</p><p>　　早期階段: 單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次。和單片機相兼容的是具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳。ATMEL的AT89C51是一種效能很高的微控制器。</p><p>　　中期發(fā)展: 單片機技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展得比較成熟，已經(jīng)普遍應(yīng)用到我們生活、工作、科研等各個領(lǐng)域,單片機是一種電壓低、性能高的CMOS

52、 8位微處理器，比如AT89C51，它帶有4K字節(jié)，屬于FLASH存儲器，還有AT89C2051，它帶2K字節(jié)，具有閃存可編程可擦除等功能。單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次。</p><p>　　當(dāng)前趨勢: AT89C51單片機為好多嵌入式系統(tǒng)提供了一種較靈活且價格實惠的。同時也為本文設(shè)計提供了現(xiàn)實的條件支持。我寫的這篇論文主要介紹了C89S51單片機

53、的定時控制風(fēng)扇系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了利用氣體傳感器mq-5開發(fā)檢測氣體系統(tǒng)的過程其中部分電路也進(jìn)行了介紹,這系統(tǒng)可以方便實現(xiàn)氣體的采集以及顯示。</p><p>　　單片機是一種集成電路芯片，具有超強的處理功能，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，它的的中央處理器CPU和隨機存儲器ROM、只讀存儲器RAM，還有多種I/O口以及中斷的系統(tǒng)、計時器等功能，把這些器件集成到一塊芯片上，組成一個很小的計算機系統(tǒng)，繼而在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)大量使

54、用，使其功能最大化?？梢宰匪莸?0年前，當(dāng)時的單片機只有4到8位，然而現(xiàn)在卻有32位，可見其發(fā)展速度之快。 </p><p>　　一氧化碳傳感器是統(tǒng)稱，所有可以檢測一氧化碳濃度的傳感器都可以稱為一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器按原理可分為紅外一氧化碳傳感器（紅外光原理）可達(dá)高精確度，激光一氧化碳傳感器（二極管激光原理）量程可達(dá)百分級別，光干涉式CO傳感器（差不多也是光學(xué)原理），催化燃燒式CO傳感器（力學(xué)原理），電催

55、化式CO傳感器（物理學(xué)原理）。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器，也就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通常稱為ADC，是將一個模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件件。在實際應(yīng)用中，通常用模數(shù)轉(zhuǎn)換器把一個輸出數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個輸入電壓信號。可是數(shù)字信號沒有太大的用處和意義，它只是表示一個量詞。所以每一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要用一個參照物來作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，一般比較常用的是可轉(zhuǎn)換信號大小，因為它很有參考標(biāo)準(zhǔn)價值?？墒禽敵龅臄?shù)字?jǐn)?shù)量就表示輸入信號和參

56、考信號的差值大小。</p><p>　　ADC0833 是美國墨爾本半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種芯片，它有8 位分辨率、可以進(jìn)行雙通道A/D轉(zhuǎn)換。但它讓單片機愛好者歡迎的是因為它體積小，價格優(yōu)惠而且兼容性好，性價比很高，目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。對本設(shè)計來說價格方面也能承受，故選擇該款芯片。。 　　</p><p>　　單片機是一種集成電路芯片，具有超強的處理功能，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，它的的中央處

57、理器CPU和隨機存儲器ROM、只讀存儲器RAM，還有多種I/O口以及中斷的系統(tǒng)、計時器等功能，把這些器件集成到一塊芯片上，組成一個很小的計算機系統(tǒng)，繼而在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)大量使用，使其功能最大化。可以追溯到30年前，當(dāng)時的單片機只有4到8位，然而現(xiàn)在卻有32位，可見其發(fā)展速度之快。 </p><p>　　一氧化碳傳感器是統(tǒng)稱，所有可以檢測一氧化碳濃度的傳感器都可以稱為一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器按原理可分為紅外一

58、氧化碳傳感器（紅外光原理）可達(dá)高精確度，激光一氧化碳傳感器（二極管激光原理）量程可達(dá)百分級別，光干涉式CO傳感器（差不多也是光學(xué)原理），催化燃燒式CO傳感器（力學(xué)原理），電催化式CO傳感器（物理學(xué)原理）。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器，也就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通常稱為ADC，是將一個模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件件。在實際應(yīng)用中，通常用模數(shù)轉(zhuǎn)換器把一個輸出數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個輸入電壓信號?？墒菙?shù)字信號沒有太大的用處

59、和意義，它只是表示一個量詞。所以每一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要用一個參照物來作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，一般比較常用的是可轉(zhuǎn)換信號大小，因為它很有參考標(biāo)準(zhǔn)價值?？墒禽敵龅臄?shù)字?jǐn)?shù)量就表示輸入信號和參考信號的差值大小。</p><p>　　ADC0833 是美國墨爾本半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種芯片，它有8 位分辨率、可以進(jìn)行雙通道A/D轉(zhuǎn)換。但它讓單片機愛好者歡迎的是因為它體積小，價格優(yōu)惠而且兼容性好，性價比很高，目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。對本設(shè)計

60、來說價格方面也能承受，故選擇該款芯片。</p><p>　　4.11.STC89C51單片機硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC89C51單片機按照功能劃分的話，它主要由并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、以及特殊功能寄存器等部分組成，是把那些控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的電路芯片上。電壓低、性能高的CMOS 8位微處理器，比如

61、AT89C51，它帶有4K字節(jié)，屬于FLASH存儲器，還有AT89C2051，它帶2K字節(jié)，具有閃存可編程可擦除等功能。單片機運用ATMOL高密度易保留存儲器制造技術(shù)，造就了其可擦除只讀存儲器能重復(fù)擦除1000多次，它應(yīng)該可以算是一個完整的微計算機，只是這個微計算機與一般的不同，它有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程控制等方面1位機非常有效；和1位機不同的是，8位機的長處是在數(shù)據(jù)采集和運算處理等方面

62、。將51單片機中的8位機以及1位機的硬件資源組合在一起，讓它們兩個互助互利，這是單片機技術(shù)發(fā)展上的一個重大突破，單片機設(shè)計的精妙之處也在于此。</p><p>　　4.12.最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　STC89C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單可靠。如果STC89C51單片機組成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復(fù)位電路就可以，如

63、圖2-3所示。受集成度的影響，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能運用在一些小型控制單元中。它運用特點如下：</p><p>　　有大量I/O口線可以讓用戶使用。</p><p>　　內(nèi)部存儲器容量有限。</p><p>　　應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。</p><p>　　圖4-2 STC89C51單片機最小系統(tǒng)</p><p><

64、b>　　4.13時鐘電路</b></p><p>　　STC89C51要想形成時鐘的話也不容易，雖然它內(nèi)部有振蕩電路，，但還不夠，外部必須附加電路。STC89C51單片機生產(chǎn)時鐘的方法一共有兩種。內(nèi)部時鐘方法和外部時鐘方法。</p><p>　　我的設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方法，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件，因為芯片內(nèi)部有振蕩電路，這時內(nèi)部的振蕩電路就會產(chǎn)生自激振蕩

65、。我本著簡便的概念采用最簡單的內(nèi)部時鐘方式，就是用外接晶體以及電容組成并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體頻率在11.059MHz左右。雖然大小沒有嚴(yán)對電容格要求，但因為電容大小會對振率輸出的穩(wěn)定蕩頻性和振蕩起振速度會電路有些許影響，CX1、CX2的取值在20pF-100pF之間，因為在20pF-30pF時振蕩器的頻率穩(wěn)定性比較高。所以本設(shè)計中，電容選擇22pF。</p><p><b>　　4.14復(fù)位電路<

66、/b></p><p>　　STC89C51想要必須實現(xiàn)復(fù)位通過外部電路來實現(xiàn)。施密器用來抑特觸發(fā)制噪聲，通過復(fù)位引腳RST，在每個機器周期的S5P2, 復(fù)位電過施特路通觸發(fā)器的電平輸出采樣一次，這樣就所需要得到內(nèi)部位和按復(fù)位操作的信號。</p><p>　　復(fù)種方式：上電位電路兩自動復(fù)鈕復(fù)位。</p><p>　　上電自動就能夠復(fù)位電簡單的是路中最通過外部給

67、電容充電復(fù)位電路來實現(xiàn)上電自動復(fù)位。只要電壓的上升超過1毫秒,自動上時間不電復(fù)位實現(xiàn)。</p><p>　　4.2液晶LCD1602顯示模塊</p><p>　　圖4-3 LCD電路圖</p><p>　　1602字符型液晶模塊，帶有背光，現(xiàn)在大部分制系統(tǒng)中都會工業(yè)控使用到它。1602的16腳接口非常標(biāo)準(zhǔn)，其引腳功能如下：</p><p>　

68、　第1腳：VSS為地電源，接GND。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL使能夠個10K的電位通過一用的時侯整對比度，從而器來調(diào)為液晶顯示對器調(diào)整比度，當(dāng)接正時候?qū)Ρ鹊谋容^度電源弱，反之的比接地電源度較高，當(dāng)對高時時候?qū)Ρ榷忍蜁a(chǎn)生“鬼魅”。</p><p>　　第4腳：RW是寄存器，當(dāng)電平器選擇高時選寄存器，當(dāng)電平擇

69、數(shù)據(jù)低時選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RS是讀寫開始寫信號線，電平高時操作，電平開始讀低時操作。如低電果都是平時就指RS和RW令或能寫入顯示地址，如果平高電而RW是平就能RS是低電讀忙信號，如果而R使能W是低電是高電平RS平就能寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端變成低稱為端，要讓液執(zhí)行命晶模塊令，就E端必須把從高電平跳電平。</p><p>

70、;　　第7腳：~ D7 D0 8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：BLA反光電源的正極(+5V)引腳輸入。</p><p>　　第16腳：BLK反光電源負(fù)極，接地。</p><p>　　1602液帶有標(biāo)準(zhǔn)晶模塊內(nèi)部字庫，內(nèi)部（GROM）已經(jīng)存儲了的存儲器195個5×8點陣字符，34個5×20點陣字符。除此之外還有字符生成RAM（CGR

71、AM）512字節(jié)，讓我們自己定義字符。如表1所示，這些字符有：中文字母、英文字母的大小寫字母以及常用的符號和日文字母等等，每一個字有相應(yīng)的代碼，例如大寫 “A”的符都會代碼是01000001B（40H），在顯模塊把地址40H中示的時候的點陣圖以看到形顯示出來，我們就可字母“A”。</p><p>　　液晶模塊這個效率顯示顯示器件比較慢，所以在每條之前一定要確指令執(zhí)行認(rèn)模字符的塊顯示為，即表示空閑，不然示字符的時指

72、令失敗。為了告訴模低電平塊顯示位置，在顯器這個候必須要先示字輸入顯符地址。</p><p><b>　　4.3傳感器</b></p><p>　　4.31氣體傳感器概述</p><p>　　氣體裝傳份和置可以將氣體的成體濃度等可被人員和儀器儀表以及計算機利用的信息！氣體傳感器的歸類一般不確定也不科學(xué)，歸為化學(xué)傳感器類。氣體傳感器有5種類型：半導(dǎo)

73、傳感體氣感器、電化學(xué)氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導(dǎo)傳感定以及器、紅信式氣體息變成外體傳感器等，其特性有線氣線氣以下幾個方面。穩(wěn)有目標(biāo)定性：穩(wěn)區(qū)工是基性響移間應(yīng)的穩(wěn)定性，在傳時間內(nèi)，由零點（即沒感器作氣體時）決定，整個本是基本漂移構(gòu)出時間內(nèi)傳結(jié)漂所使指感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂響應(yīng)理想情況下是傳感變作移器連續(xù)中的輸化，表現(xiàn)為傳工整個作器輸出信號在工感時間內(nèi)的降低。，一個傳感變化量在連器輸出續(xù)工作條測輸入件下，每于10%。靈敏度：置

74、于目指傳標(biāo)氣靈敏度是感器與被變化量之比，主于年零點漂要依賴移小傳術(shù)。大多感技數(shù)氣體傳器用的感器的設(shè)采用要理和是種求要有特計理都足原體性電化學(xué)、物光學(xué)。首先生學(xué)、考慮的是選擇一標(biāo)夠化感種敏物技術(shù)，它對敏性。選擇目的靈性：選擇通過測量由以氣體要某一的干擾氣體種濃度所產(chǎn)生的傳所應(yīng)來性可感體確定，也被稱響為交產(chǎn)生器叉靈個響一定濃敏應(yīng)等價于度這度的目的傳器響感標(biāo)氣應(yīng)。這蹤多種氣體的應(yīng)用中在追非常重要的，靈降低抗</p><p&

75、gt;　　氣體傳般包括，靈感器的一敏基本度、選定特征性等，為了感器的敏讓氣體傳擇特性達(dá)性和穩(wěn)感到最好，可以料和開發(fā)通當(dāng)?shù)牟倪^選材料來達(dá)擇適新到目的。</p><p><b>　　4.32傳感器分類</b></p><p><b>　　1.半導(dǎo)氣體傳感器</b></p><p>　　這些類型的傳感器比例大概是60%在氣體傳感

76、器中，可分為電導(dǎo)型以及非電導(dǎo)型，根據(jù)原理,可以分為表面型以及容積控制型。(1 ) 電導(dǎo)型中SnO2半導(dǎo)體是典型的氣敏元件，其傳感原表面型理是型半導(dǎo)體材料。當(dāng)SnO2為n強加電壓時，半導(dǎo)度升高，氧氣被電子元件體材科溫吸附從而氣體H2、CO、CH4存在時，就會讓半導(dǎo)電阻下降，電導(dǎo)體表面上升，因為電導(dǎo)體濃度成比倒。這類變化和氣傳件稱為電化感器元學(xué)池，可以為離解隔質(zhì)進(jìn)行膜傳導(dǎo)，子對固體電分為兩類陽離子選擇性傳導(dǎo)以及陰離子傳導(dǎo)，它的較強，感器研究

77、也比較多的是固體電解質(zhì)傳感器，它的人們對這類固體電氧化鋯傳原理是利用側(cè)兩個等于濃差電池的電勢。電池之位差從而創(chuàng)造出鉻間的電解質(zhì)，現(xiàn)在穩(wěn)定這類隔的氧化膜兩傳感器已成功應(yīng)用于鋼水及發(fā)動機空燃成分比等測量中。為了中氧的測固態(tài)電定以改變固體電解質(zhì)導(dǎo)電不足的缺陷，近年來科學(xué)解質(zhì)上通過燕鍍一層氣體敏膜，把家在圍周環(huán)境中的及介質(zhì)中可以移動的粒子數(shù)量結(jié)合起來。這類氣體分子數(shù)量以傳感器元件稱學(xué)池，可以為電化為離子對固進(jìn)行隔膜傳導(dǎo)，分為兩類體電解質(zhì)離子傳導(dǎo)

78、以及陰離子傳導(dǎo)，它的選擇隔膜兩性較強，人感器研究也比較多的電池的是氧化鋯固體電</p><p>　　2.固體電解質(zhì)氣體傳感器</p><p>　　件稱為電為兩類化學(xué)池，可以為離子對固體電隔膜解質(zhì)進(jìn)行傳導(dǎo)，分陽離子傳導(dǎo)離子傳導(dǎo)，擇性以及陰較強，人們它的選傳感器研究也比較多的是氧對這類化鋯固體，它的隔側(cè)電解膜兩質(zhì)傳化鉻固體感器兩個電池之間的電位差等于濃差電池的電勢。從而原理是利用創(chuàng)造出穩(wěn)定的氧

79、電解質(zhì)，現(xiàn)在可以移器元來科動的粒這類傳感器已成功應(yīng)用于鋼中子數(shù)水中氧及發(fā)動機環(huán)境中的氣體分子空燃成分比等測量中。為了改變燕鍍一固體導(dǎo)電不足的缺陷，近年這的測定以類傳感學(xué)家在固態(tài)電解質(zhì)上通過層氣體敏膜，把圍周數(shù)電解質(zhì)量以及介質(zhì)量結(jié)合起來。</p><p>　　3.接觸燃燒式氣體傳感器</p><p>　　接觸燃燒式傳感器可以用來檢測H2、CO、CH4等氣體。燃燒熱和氣體濃度有關(guān)，可燃?xì)怏w表面

80、接觸催化劑 Pt 、Pd就會燃燒、破熱。這種傳感器應(yīng)用廣泛、而且體積不大、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性較好，缺點就是選擇性差。</p><p>　　4 ．電化學(xué)氣體傳感器</p><p>　　電化學(xué)方法一般的氣體傳感器有兩種 ：一恒電位電解式傳感器，這種傳感器有較高的靈敏度，電離在特定電場下的被測氣體，氣體濃度是被流經(jīng)的電解電流測出的，繼而改變選擇的檢洌氣體的電位，所以在毒性氣體檢測中發(fā)揮很大作用。二

81、： 原電池的氣體傳感器：在KOH電解質(zhì)溶液中，pt —Pb或Ag —Pb 電極構(gòu)成電池，已成功用于檢測O2，它的靈敏度較高，有一點不好就是容易吸潮，電極后容易中毒。</p><p>　　5 ．光學(xué)氣體傳感器</p><p>　　( 1 )氣體直接吸收式傳感器：最典型的氣體直收譜從而氣式傳感接吸收器是紅外線氣體傳感器，它根有各自的光變?nèi)缓笞V據(jù)氣體吸體來檢測成分，這個對SO2、CO、C O2、

82、NO等氣傳感器體擁有比靈敏度。除此之外還對如NO、N O2 SO2、C H( CH4) 等氣體也有比較高的靈敏度。（2）氣體光反應(yīng)傳感器：氣體受到較反應(yīng)傳感器影響產(chǎn)生色引起光高的光強度吸收等光學(xué)特性的改變，因為氣體光感受到限制，即使傳感器的自感元件是理想的，但傳由度也會變小。( 3 )光學(xué)特性的氣體新傳溫度傳感器：光導(dǎo)纖維感器為這種類型，在光纖頂?shù)綄嵱枚送糠笥|媒與氣體反應(yīng)、發(fā)熱。溫度改變，導(dǎo)致光纖纖測溫已溫度改變。利用光達(dá)化程度，檢測氣

83、體也是成功的。</p><p>　　4.33 MQ-5傳感器</p><p>　　本設(shè)計將采用MQ-5傳感器作為檢測模塊，下面我將介紹下MQ-5的一些參數(shù)。</p><p>　　MQ-5特點：探圍較廣、靈敏測范度高、恢度很快、穩(wěn)定復(fù)速性優(yōu)異、壽命長、驅(qū)路簡單。</p><p>　　MQ-5的應(yīng)用:一般都家庭動電火災(zāi)下室用在氣體泄和地漏等監(jiān)測裝

84、置上，可用來探測天然氣、沼氣、甲烷、瓦斯氣等氣體。</p><p>　　MQ-5適用氣體: 一氧化碳</p><p><b>　　MQ-5規(guī)格:</b></p><p>　　探測范圍：300～10000ppm。</p><p>　　特征氣體：5000ppm一氧化碳。</p><p>　　靈敏度 R

85、 in air/R in typical gas≥5</p><p>　　敏感體電阻 ：1KΩ～20KΩ in 5000ppm一氧化碳。</p><p>　　響應(yīng)時間：≤10s。 </p><p>　　恢復(fù)時間：≤30s。</p><p>　　加熱電阻 ：31Ω±3Ω </p><p>　　加熱電流：≤180

86、mA</p><p>　　加熱電壓：5.0V±0.2V</p><p>　　加熱功率：≤900mW</p><p><b>　　測量電壓：≤24V</b></p><p><b>　　MQ-5工作條件</b></p><p>　　環(huán)境溫度：-20℃～+55℃<

87、/p><p><b>　　濕度：≤95%RH</b></p><p><b>　　環(huán)境含氧量：21%</b></p><p><b>　　MQ-5貯存條件</b></p><p>　　溫度:-20℃～+70℃</p><p><b>　　濕度:≤7

88、0%RH</b></p><p>　　圖4-4 傳感器電路圖</p><p>　　4.4.A/D轉(zhuǎn)化電路模塊</p><p>　　4.41ADC8032特點</p><p><b>　　8位分辨率； </b></p><p>　　雙通道A/D轉(zhuǎn)換； </p><p&

89、gt;　　輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； </p><p>　　5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間； </p><p>　　工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32μS； </p><p>　　一般功耗僅為15mW； </p><p>　　8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝； </p><p>

90、;　　商用級芯片溫寬為0°C to +70°C，工業(yè)級芯片溫寬為?40°C to +85°C； </p><p><b>　　芯片接口說明： </b></p><p>　　CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 </p><p>　　CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。 </p>&l

91、t;p>　　CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。 </p><p>　　GND 芯片參考0 電位（地）。 </p><p>　　DI信號進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，控制通道選擇。 </p><p>　　DO 信號進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出， 數(shù)據(jù)輸出轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　CLK 芯片時鐘輸入。 </p><p>　　Vcc

92、/REF 電源輸入和參考電壓輸入。 </p><p>　　4.42單片機對ADC0832 的控制原理</p><p>　　ADC0832 與單片機的接口一般都只有4條數(shù)據(jù)線，這4條數(shù)據(jù)線是CS、CLK、DO、DI。因為DO端和DI端在數(shù)時不是同時有據(jù)通信效而且和單口是雙片機的接向的，所以在傳中可以將DO和DI端 并輸設(shè)計聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上來用。當(dāng)ADC0832沒有工作即空閑時，它CS輸入端就

93、是高電平，這時芯片不能用，CLK 以及DO/DI 的電平可隨意變換。。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19 個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后在芯片不能用的時候，將CS置于高電平，轉(zhuǎn)換后的數(shù)接處據(jù)在直理后就可以用了。</p><p>　　ADC0832屬于單通位分辨率的道模擬信號，輸入時的輸入電壓是0-5V而且8電壓精度為9.43mV。當(dāng)作不可忽為輸出接口時入和輸輸入時，為了提高轉(zhuǎn)換的廣度，可以壓將電

94、值設(shè)一個比較定在大的范圍以內(nèi)。但略的是，在作為輸輸出接入和口入時，如果輸時輸出的電輸入的電壓大于壓則轉(zhuǎn)換后據(jù)結(jié)的數(shù)果始終為00H</p><p>　　4.13ADC0832電路圖</p><p>　　圖4-5 數(shù)模轉(zhuǎn)化電路圖</p><p><b>　　4.5風(fēng)扇控制電路</b></p><p>　　圖4-6風(fēng)扇控制電路

95、</p><p>　　本設(shè)計采用PNP三極管9012，利用其開關(guān)特性，作定時通風(fēng)控制。</p><p>　　9012晶體三極管生活中一般經(jīng)常會用到，比如在收音機和各種放大電路中基本都用到它，很受人們歡迎,它是PNP型小功率三極管，接下來介紹它的相關(guān)參數(shù)</p><p>　　集電極-發(fā)射極電壓：-30V。 </p><p>　　集電極-基電壓：

96、-40V。 </p><p>　　射極-基極電壓：-5V。 </p><p>　　集電極電流：0.5A。 </p><p>　　耗散功率：0.625W。 </p><p><b>　　結(jié)溫：150℃。 </b></p><p>　　特怔頻率：最小 150MHZ。 </p><p

97、>　　放大倍數(shù)：D64-94；E75-112；F98-135；G132-166；H145-220；I180-300。</p><p>　　三關(guān)特性極管開簡要原理</p><p>　　當(dāng)管子的VC《VB，且VE《VB時，集電發(fā)射結(jié)以及結(jié)都正偏，三極于飽管處和狀態(tài)，此時管的電三極壓降約為0.1-0.3V。IC=VCC/RC ，集電流基極電本由集源和集電電極電極電阻決定，與IB無關(guān)，類個閉

98、似于一合的開關(guān)。</p><p>　　當(dāng)VC》VB VE》VB時，兩個PN結(jié)都反偏，三極截管處于止?fàn)顟B(tài)。三極管的三這時都沒個電極有電流。類個斷似于一開的開關(guān)。</p><p><b>　　5、軟件設(shè)計</b></p><p>　　在進(jìn)行單片設(shè)機系統(tǒng)計時，一方進(jìn)行系面要統(tǒng)硬計，除此之外，還要進(jìn)行大量的程件設(shè)序設(shè)作。在程計工序設(shè)程中中，一般計過要進(jìn)

99、行數(shù)理程控?fù)?jù)處制兩個基本過程。數(shù)據(jù)處和過理包括：數(shù)采集、數(shù)據(jù)的字處理、數(shù)據(jù)換，顯變示處理等。過程控序就是讓單制程片機定的方法進(jìn)按特行計算，計此來輸出信號，以控算好后制生產(chǎn)。</p><p><b>　　5.1軟件流程圖</b></p><p>　　圖5-1 軟件流程圖</p><p>　　本設(shè)計中，軟件主決的問題是檢測一氧要解化碳信號，然后對信

100、濃度號進(jìn)行顯斷，在超過預(yù)示和判警值時，控制風(fēng)設(shè)報扇持續(xù)工作。</p><p>　　模塊說明由于軟件較多，故只選部分說明。</p><p><b>　　6、制作與調(diào)試</b></p><p>　　6.1硬件的布線與焊接</p><p><b>　　6.11總體特點</b></p><

101、;p>　　本次系統(tǒng)所設(shè)計的各個部分的總體特點有</p><p>　　1.本次系上比統(tǒng)所設(shè)計的元器較簡單，在市場較常件都比見。</p><p>　　2.各塊區(qū)分明個模顯，布線簡單。</p><p>　　根據(jù)這個特點，我選的萬用行設(shè)用常用計，并致版來進(jìn)力于使設(shè)單明了，避免布計簡線過多帶來的不必要麻煩。</p><p><b>　　

102、6.12電路劃分</b></p><p>　　各個模鍵模塊，傳感塊為按器模塊，顯塊，風(fēng)示模扇控塊，布制模局簡單明了，利用一版就能實塊萬用現(xiàn)，外同一個地線接到上。</p><p><b>　　6.2焊接</b></p><p>　　焊照電路圖，熟接前參悉各芯腳，把各個引片的引腳連接好。按行焊照以下原則進(jìn)接：</p>&l

103、t;p>　　（1）為了確芯片有穩(wěn)保所以定的工作電壓，就先片的電源把各芯線和地線焊接好了，；</p><p>　?。?）焊同類的芯接好片后，其他的同片都參類芯照了第一次接方法進(jìn)行焊接。這樣就可以節(jié)芯片的焊省大量時間，也能低出錯率。本次使用芯夠降片只有單片機，AD芯片，因此芯片位置后能快在選定速的布局。</p><p>　　（3）在焊接片后，我在繼續(xù)把按完芯鍵，三極管照從小等按到大，按模

104、塊布則進(jìn)行焊局的原接。</p><p>　　最后記接時時得焊間不要過長，避傷器免損件。</p><p><b>　　6.3調(diào)試</b></p><p>　　本次試驗中我利用的是protel軟件，對軟件進(jìn)行分別調(diào)試。</p><p>　?。?）我首先對風(fēng)行調(diào)扇進(jìn)試，利單的程序，是風(fēng)用簡扇能運行，并經(jīng)過一段時間之后能停止，見

105、過試扇運作正驗風(fēng)常。</p><p>　?。?）然后對LED顯進(jìn)行調(diào)試，寫入程示屏序后顯示正常。</p><p>　?。?）最關(guān)鍵的是對傳的顯示，不過由于設(shè)感器計中度的精對濃確度要求并不高，因此在設(shè)計完成后寫序進(jìn)行微入程調(diào)，在氣度增加過體濃程中數(shù)增加就算滿字能足效果。</p><p>　?。?）對整體調(diào)試，在把最序拷入程v序后，將報設(shè)為警值低的水平，上電啟動，使程正

106、常使用，實驗表明結(jié)序能果與預(yù)設(shè)相同。</p><p><b>　　6.4實物圖</b></p><p><b>　　圖6-1 實物圖</b></p><p>　　如圖所示，本設(shè)計的上方是液晶顯示，中間是51單片機，下方從左到右分別是傳感器，按鍵，風(fēng)扇和輸入電源，本設(shè)計所使用的輸入電節(jié)干源是四電池。</p>&

107、lt;p>　　接下去我稍微介紹下四個按鍵的作用。</p><p>　　最上方靠近液到預(yù)晶顯示的按鍵是復(fù)位按鍵，幫助我們將程近電序復(fù)位設(shè)的值。下方靠源輸入口的按鍵是選擇按鍵，用于切換濃度設(shè)置和時間隔間間隔設(shè)置，當(dāng)點擊下按鍵后，左個按鍵分別用于對濃邊的兩度或者實際數(shù)字的增加和減少。</p><p>　　液示的內(nèi)容主晶顯要有兩個，一個設(shè)間間隔和報置的時警濃度，另一個是當(dāng)前濃度。</p

108、><p><b>　　7、結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計基制通本上做到了任務(wù)書定時控風(fēng)的要求，在對目體的檢測反饋中也基本上完成任務(wù)。只是由于時標(biāo)氣間的限制，無法對度沒有很精準(zhǔn)高的要求。</p><p>　?。?）設(shè)核心定計的時控能成功完成，利用簡制功單的三管開關(guān)極功能，結(jié)構(gòu)簡單，程序易于編寫。</p><p>　　

109、（2） 顯示程夠顯示關(guān)序能鍵的通隔與檢測氣風(fēng)間體濃度.</p><p>　?。?） 傳感測到被檢器能檢測氣體，并且能夠在單的控制下對風(fēng)片機扇起到調(diào)節(jié)反饋作用。</p><p>　　在時間，水平和精力的限制下對于濃確度沒有一個很高的測度的精量是本次設(shè)計的不足，同時因路傳輸延遲以及其他因為電素導(dǎo)致實際的定時不能非常精確。</p><p>　　在這次畢業(yè)論文的創(chuàng)作過程中，

110、我收獲良多，不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí)到了好多專業(yè)知識，提高了我的手動能力，更讓我對自己有了一個全新的認(rèn)識，我發(fā)現(xiàn)我要學(xué)習(xí)的還有很多很多，任重道遠(yuǎn)，期間雖然遭受了很多困難，但后來都一一排除了困難，最后順利完成了畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)作，我自己也是很欣慰。</p><p><b>　　8、致謝</b></p><p>　　在這次畢業(yè)論文的創(chuàng)作過程中，我收獲良多，不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí)到了好多專業(yè)知識