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1、密 级 公 开 学 号 衡水学院毕业论文（设计）基于气敏传感器煤气泄漏报警电路设计论文作者： 指导教师： 系别：物理与电子信息系专业电子信息工程年级：2015级提交日期： 答辩日期： 毕业论文（设计）学术承诺本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不存在抄袭情况，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。作者签名： 日 期：_ 毕业论文（设计）使用授权的说明本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定。即：学校有权保留或向有关部门送交毕业
2、论文（设计）的原件或复印件，允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公开论文（设计）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计）及相关资料。作者签名： 指导教师签名：_ 日 期： 日 期：_ 2015级电子信息工程专业毕业论文(设计)论文题目：基于气敏传感器的煤气泄漏报警电路设计摘 要：因为大都市燃气的普遍利用无疑对调整都市的生态环境和改善民众的居住环境起到了很大的作用。可是煤气的大范围的使用，很多灾难性的事故剧比如烈爆炸、中毒的也是由于一氧化碳泄漏所导致的，这样的现象提高了都市的各种不利的威胁。降低并预防因煤气泄漏而发生的灾难性的事件，使煤气更好的被民众利用到生活中，公司
3、企业及民众应该选择一种有用灵敏的煤气报警器真的是非常有用的，只有这样才能使煤气更好地被民众利用。本论文课题是基于气敏传感器的煤气泄漏报警电路设计，当煤气泄漏到达设定的有害界限时就马上触发报警，煤气报警器在日常生活中有着十分广泛的作用。本装置中有很多模块，如供电模块电路、MQ-5模块电路、报警模块电路等。关键词：单片机;气敏传感器; 自动采集；自动报警 窗体底端I2015级电子信息工程专业毕业论文（设计）TITLE：DESIGN OF GAS LEAKAGE ALARM CIRCUIT BASED ON GAS SENSORAbstract: Because of the widespread
4、use of metropolitan gas, it will undoubtedly play an important role in adjusting the ecological environment of the city and improving the living environment of the people. However, the use of a wide range of gas, a lot of disastrous accidents such as strong explosion, poisoning is also due to carbon
5、 monoxide leak caused by, such a phenomenon to improve the citys various adverse threats. Reduce and prohibit the catastrophic event due to a gas leak, the gas are better for people to use to life, companies and people should choose a useful and sensitive gas alarm is really very useful, the only wa
6、y to make better use of gas by the people.This paper is based on the gas sensor of the gas leakage alarm circuit design, the gas leakage alarm circuit is used when the gas leakage to a certain harmful concentration, immediately alarm, the alarm plays a very broad role in daily life. Many kinds of ci
7、rcuits are used in this design, such as power circuit, gas sensitive detection circuit, electronic switch circuit, alarm circuit, etc.Key words: Single Chip Microcomputer; Gas Sensor; Automatic Collection; Automatic Alarm3目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1研究现状和发展前景11.2研究意义12系统的硬件设计32.1 单片机的选择与最小系统32.1.1单片机型号
8、选择32.1.2单片机的最小系统42.2气敏传感器件的选型与设计电路42.2.1气敏传感器的选型42.2.2 MQ-5传感器的设计电路52.3 A/D转换ADC0832电路52.4显示器的选型与电路设计52.4.1显示器的选型52.3.2 LCD显示器的电路设计62.5 报警器电路72.6按键电路设计73煤气泄漏检测报警系统的软件部分93.1主要编程思想93.2 煤气检测传感器驱动分析103.2.1检测驱动程序流程103.2.2 系统误差的调试113.3液晶显示屏驱动程序分析113.3.1显示驱动程序思路113.3.2显示程序流程114 系统测试部分13结语14参考文献1致谢2附录3III1
9、绪论1.1研究现状和发展前景现今在使用方面，最普遍的是识别可燃性气体的气敏元件传感器，气敏传感器又被称作“气体传感器”是指利用各类型的化学、物理的效应把气体组成、浓度按一定规则转换成电信号输出的气敏传感器，可以说在化学传感器中是最活跃的一种，已被大众用于检测气体的泄漏和气体监控事故的发生。在实业工厂和居民家庭都应用十分广泛。20世纪30年代科学家就已经知道金属氧化物是具有气敏效应，而半导体气敏元器件是在50年代末60年代初期研制成功的，最早研制的ZnO薄膜元件，这个元器件是利用ZnO薄膜电阻接触的可燃性气体浓度增加而降低的，从而实现对可燃性气体检测。后来发现在SnO2中添加Pt或Pd等珍贵的金
10、属做增感剂能提升其灵敏度。日本气体传感器经过几十年的不断创新，其制造工艺与产品程度已提高到很高的水平，由日本费加罗技术研究公司大规模出产的SnO2系列气敏传感器达二十多种规格，广泛用于十多种气体的检测。英国电气阀门公司出产的催化燃料型气敏传感器，德国DraegerwerkAC出产的医用薄膜型气敏传感器，瑞士CerbertlsLImited出产的火灾预警用气敏传感器等，都是大家所熟知的。20世纪70年代期间我国开始研发金属氧化物半导体气敏传感器和钯栅MOS场效应氢敏晶体管，而且在普通居民家中使用煤气报警器。近年来国内的气敏传感器技术突飞猛进的发展，全国有几十多所高等学府和研究所创新开发很多种类型
11、的气敏传感器，在做工和工艺方面引进表面掺杂、外表面覆膜以及修改制作外表面的催化反应层和修隔离层等技艺；除此之外开发的石英晶体、AL2O3气敏材料和有机半导体也开始用于气敏材料。大众对气敏传感器的认识非常模糊，对气敏传感器的开发也落后与在生活上的应用，影响了气敏传感器的深入发展。今后，对气敏传感器机理的研究必将引起大众的广泛关注。希望以后更应加对强气敏传感器的实际应用性的开发与研究，比如在检测家庭煤气泄漏的应用时，可以避免现在多发的居民煤气泄漏事故。1.2研究意义人们对气敏机理的认识较为模糊，对气敏机理的研究工作也落后与实际应用，影响了气敏技术的进一步发展。今后，对薄膜型气体传感器机理的研究必将
12、引起人们的关注。最后，更应加强气敏传感器的实际应用研究，例如在检测家庭煤气泄漏的应用，以避免目前多发的居民煤气泄漏事故。人们面对煤气泄漏而造成的事故威胁，需要一个有效的解决办法。据有关专家介绍，使用煤气报警器是检测煤气的重要手段之一。煤气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论，煤气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，有利于为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所以怎样防止煤气中
13、毒与爆炸已成为人们的迫切需要。为此设计出家用煤气泄漏报警装置。第 13 页 共 14页2015级电子信息工程专业毕业论文（设计）2系统的硬件设计本装置可以检测被测环境煤气的浓度值，基本组成部分有：信号气体检测模块、显示器模块、单片机最小系统。MQ-5传感器与模拟放大电路组成了煤气信号采样电路。有毒气体检测电路可经过数字模拟电路发送的模拟指令使可送入单片机的指令并且由单片机识别。进行处理单片机的数字信号，转化改变后的数值大于或者等于给定值的时候一定要及时开启警报装置鸣响报警，如若不然则是平常状态。可依据高分贝声音提醒增加给灯光声音提醒，光的闪烁的变化可以使用户注意在混乱的环境中弥补高分贝声音提醒
14、的缺陷。这样的鸣响报警设备大大提高了功能。气体传感器和单片机是两个基本核心，如果气体泄漏该装置会根据程序预先设定的的阀值来判断周围环境空气中煤气浓度是否有危害，所以我们应该选择性价比高且只对煤气敏感的传感器。单片机芯片选择，要其灵活性以及性价比上考虑。硬件设计部分，MQ-5将非电量信号转换成电量信号，内部输出电压值非常稳定，且环境对其影响非常小，大大减少了误差。传感器对气体敏感，数模转换后输送给单片机，最后到显示器，如煤气在被测空间中的含量超出最大安全值，那么该装置将进行高分贝声音提醒。其原理框图如图2-1所示。传感器A/D单片机液晶显示器声光报警 图2-1 原理框图2.1 单片机的选择与最小系统2.1.1单片机型号选择在程序启动之后，会进行依次的执行代码，中途会进入不同的中断。煤气浓度检测的中断程序，是对煤气在空气中含量的实时监测。开启并进入中断之后，数据经行初始数据口的定义，写入并计算煤气浓度值，最后显示煤气的浓度数据。2.1.2单片机的最小系统单片机在工作时需要从最初的状态开始从而使核心控制区域也从最初始状态开始工作。AT89S52的初始工作指令自RST引入到Schmidt trigger中。该器件的核心控制区能够将装置初始化的条件是，装置的工作状态和振荡
