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1、菏泽学院Heze University本科生课程设计（论文）题目 可燃气检测报警 姓名 隋晓阳 学号 200917137 系 别 蒋震机电工程学院 专业 自动化 指导教师 田秀梅 职称 2013 年 1 月 22 日菏泽学院教务处制目 录摘要2关键词2Abstract2 Key words2第1章 绪论31.1课题研究的目的和意义及来源3 1.1.1课题研究的目的和意义3 1.1.2课题的来源31.2 可燃性气体报警控制器国内外现状41.3本课题主要完成的任务5第2章 可燃性气体报警控制器的方案设计5 2.1 气体传感器的选型5 2.2 MQ-5传感器简介7 2.2.1 MQ5传感器概述7 2
2、.2.2 MQ5传感器详细说明7第3章 可燃性气体报警控制器的硬件设计7 3.1 可燃性气体检测报警器的设计7 3.1.1 可燃性气体报警控制器系统结构8 3.2 STC89C52单片机8 3.3 可燃性气体报警控制器的电路设计10 3.3.1 A/D转换电路10 3.3.2 STC89C52单片机接口电路12 3.3.3 声音报警电路13 3.3.4 显示电路13第4章 可燃性气体报警器的软件设计14 4.1 STC89C52单片机调试及开发工具14 4.2 可燃性气体报警控制器软件流程及设计15 4.3软件设计所用工具16第5章 系统调试17 5.1 硬件的调试17 5.1.1 排除逻辑故
3、障17 5.1.2 排除元器件故障17 5.1.3 排除电源故障18 5.2软件调试18 5.3软、硬件整体调试186. 结论187.总结与体会198.谢辞209.参考文献20附录A：外文文献及译文20附录B: 单片机程序代码24附录C: 硬件电路图30可燃气检测报警自动化专业学生 隋晓阳指导教师 田秀梅摘要：随着电子科学技术的发展，电子技术成为安全方面的有力手段，许许多多安全方面的电子产品，是人们的生活的得力助手。本设计利用单片机技术结合A/D转换芯片构建了一个可燃气体检测报警器。当环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警
4、信号，以提醒工作人员采取安全措施。本文首先简要介绍了设计可燃气体检测报警器的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了可燃气体检测报警器的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。本次设计采用MQ-5气体传感器作为可燃气体的信号采集工具，采集到的模拟电压量经过TLC549转换为数字信号。单片机采集到TLC549的数字信号后经过计算，如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时单片机将驱动1602和蜂鸣器发出报警信号。关键词：MQ-5传感器；STC89C52单片机；TLC549芯片；1602显示 Combustibl
5、e gas detection alarm SuiXiaoYang students majoring automation Teachers TianXiuMeiAbstract: with the development of electronic science and technology, electronic technology as safety aspects of the powerful means, many security electronic products, is the life of peoples right-hand man. This design
6、using the single chip microcomputer technology with the A/D conversion chip constructed A combustible gas detection alarm. When the environment flammable or toxic gas leak, when gas alarm detect combustible gas concentration to alarm set point, combustible gas alarm will send alarm signal, in order
7、to remind staff to take security measures. This paper firstly introduces the design combustible gas detection alarm main method and the advantages of single-chip microcomputer system; Then detailed introduces the combustible gas detection alarm design process, as well as the hardware system and soft
8、ware system design, and gives the hardware circuit design details, including the parts of the circuit to, chip selection and feasibility analysis, etc.This design USES MQ - 5 gas sensor as a flammable gas signal acquisition tool, the collected analog voltage quantity after TLC549 is converted to a d
9、igital signal. SCM acquisition to TLC549 digital signal after calculation, if combustible gas concentration to alarm set point will drive the single chip microcomputer 1602 and buzzer issued a warning signal.Keywords： MQ - 5 sensor; STC89C52 microcontroller; TLC549 chip; 1602 display第1章 绪论1.1课题研究的目的
10、和意义及来源1.1.1课题研究的目的和意义随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都有所增加。液化石油气、天然气、煤气等这些气体主要含有烷类、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳、氢等成分，是易燃、易爆、有毒、有害的气体。它们易流动、易燃烧，在生产、输送、贮存和使用这些气体的过程中，如违反操作规程或设备密封质量不好，都有可能发生可燃气体泄漏的现象。当与空气混合后的混合物达到一定的浓度时，就是一种爆炸性混合物，遇火就会发生剧烈的化合反应，产生大量的热，会燃起大火，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。国内外均有不少这方面的报道，其教训是非常深刻的。为了防患于未
11、然，只有采用先进、可靠的安全监测仪表，严密监测环境中的可燃性气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，将事故消灭在酿成事故之前，才能确保安全生产，居民的人身财产安全才能有保证。可燃性气体报警控制器属于中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录中第46项，它归类于物理化学计量器具。建筑设计防火规范(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃气体、可燃蒸汽的甲类场所，应设置可燃性气体浓度检测报警装置”。但现在国内使用的报警控制器，许多产品使用时间过长，产品老化严重，技术指标达不到标准，报警器的性能也不稳定。有些是保养不当，如电池流水腐蚀仪器，或蓄电池损坏使报警器不能工作;有些是因使用不
12、当而造成故障，因此不能进行准确，安全的报警和控制。2003年12月，国家执行新的可燃性气体探测器标准(GB 15322-2003)可燃气体探测器。在2004年10月国家颁布可燃气体检测报警器规程JJG693-2004 。一部分不合规定的可燃性气体报警控制器将停止使用10。因此，研制一种新型，性能稳定、准确监测可燃性气体，并且合乎国家相关规定的报警控制器势在必行。1.1.2课题的来源随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增加，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视程度日益增加的同时，对
13、生产技术手段也进行不断的提高， 研制一种新型、性能稳定、准确监测可燃性气体报警控制器势在必行。而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、修正效果。因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思路。本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。同时，设计
14、出的可燃性气体报警控制器具有操作简单，实用性强，价格便宜，安全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场所使用，具有很高的实用价值。正是由于可燃性气体报警控制器对于安全生产的重要性，国内外有众多厂家研制、生产这一产品。从运用所学知识和实际意义出发，研制一种固定式可燃性气体报警控制器，它主要对以烷类气体为主的多种可燃性气体进行检测控制。1.2 可燃性气体报警控制器国内外现状可燃性气体报警控制器在国外己经发展成为一种相当成熟的产品。日本是最早发明燃气报警器的国家，己有50多年的历史。无论在气体探测器的研制上，还是在报警器的性能上，均处于国际领先水平。日本政府和生产企业大力推广报警器的使用，使燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美等发达国家。其中FIGARO、理研都是专
