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1、本科毕业设计（论文）基于单片机的有毒气体检测系统的设计袁博燕 山 大 学2012年6月本科毕业设计（论文）基于单片机的有毒气体检测系统的设计学 院： 专 业： 学生 姓名： 学 号：0 指导 教师： 答辩日期：2012年6月17日 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：里仁学院 系级教学单位：电子工程系 学号学生姓名专 业班 级0 题目题目名称基于单片机的有毒气体检测系统的设计题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）2.文管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研
2、课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容熟悉掌握89C52单片机，AD转换器，显示模块的功能及硬件设计；熟悉掌握C语言的编程方法，对实际设计一款产品有一个清楚的认识；基本要求要求设计出一个具有多路一氧化碳实时检测功能并能够进行超限判断，发出声光报警，并实时显示具体是哪路传感器报警的检测装置。参考资料1张志良，单片机原理及控制技术M.，北京：机械工业出版社，2002。2侯国章，测试与传感技术M.，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000。周 次第 1 3 周第 4 7 周第8 11 周第1214周第1518周应完成的内容查阅相关资料，做基本需求分析。进行系统整体架构设计。进行系统详细设计
3、；系统的实现与调试，撰写论文。完善系统及论文。指导教师：卢辉斌职称：教授 2012年 3月1 日系级教学单位审批：练秋生 2012年 3月 5日摘要煤矿中含有CO(一氧化碳)等有毒气体，是煤矿下重要的危害源之一，是导致重大事故的因素；家庭中，煤气泄漏将在短时间内产生大量一氧化碳，危及人生安全。对一氧化碳气体检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。本系统利用51单片机做核心控制模块，利用MQ-7一氧化碳传感器探测一氧化碳。实时监控多处一氧化碳浓度变化，如果某处一氧化碳浓度过高，系统将发出声音报警，并显示报警传感器号码，提醒人们及时抢险。本系统可用于家庭环境，也适用于工业环境。由于单片机成本低
4、廉，自动控制功能比较强大，运行稳定，环境适应性好，所以本系统采用单片机做控制的核心元件。MQ-7一氧化碳传感器对一氧化碳的灵敏度高；长寿命，低成本；简单的驱动电路即可。因此，很适用于家庭的一氧化碳检测。数码管能清晰的显示报警的房间号码，即使在光线较暗时，所以选用数码管做显示模块。本文主要叙述了基于单片机的有毒气体检测系统设计的全过程，包括硬件电路设计、软件设计、电脑仿真和实物制作。关键词一氧化碳；单片机；检测；报警AbstractContaining CO (carbon monoxide) and other toxic gases in coal mines, is one of the
5、source of the hazards in the coal, leading to a major accident factors; family, a gas leak in a short time to produce large amounts of carbon monoxide, endangering the life safety. Research and development of the carbon monoxide gas detection instruments have been an issue of concern.The system uses
6、 51 microcontroller to do the core control module, the use of the MQ-7 CO sensor to detect carbon monoxide. Real-time monitoring of multiple carbon monoxide concentration changes, if somewhere in the carbon monoxide concentration is too high, the system will sound an alarm, and alarm sensor number t
7、o remind people to rescue in a timely manner. This system can be used to the family environment, and also applies to the industrial environment.Single-chip low-cost, automatic control function is more powerful, stable operation, environmental adaptability, so this system is a core component of the m
8、icrocontroller as a control.MQ-7 CO sensor has high sensitivity carbon monoxide; long life, low cost; can simple drive circuit. Therefore, it is suitable for industrial and household carbon monoxide detector.Digital tube to clear the alarm number is displayed, even in low light, so use the digital c
9、ontrol to do the display module.This paper describes a microcontroller-based toxic gas detection system design process, including hardware design, software design, computer simulation and physical production.Keywordscarbon monoxide; MCU; test; alarm目 录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题研究背景及意义11.2国内外研究现状21.3本文
10、主要内容及章节安排4第2章硬件系统设计52.1硬件总体设计52.2单片机的最小系统72.2.1单片机简介72.2.2时钟电路和复位电路92.3A/D转换电路112.3.1ADC0809主要特性112.3.2ADC0809引脚功能说明122.3.3ADC0809工作过程122.4一氧化碳传感器介绍132.5显示电路152.6声音报警电路162.7本章小结17第3章软件系统设计193.1软件总体设计思想193.2AD转换函数203.3比较判断函数213.3显示报警函数213.3声音报警函数223.3本章小结22第4章实验过程234.1软件仿真234.1.1软件简介234.1.2绘制电路原理图234
11、.1.3编写程序244.1.4仿真调试244.2实物制作274.2.1绘制布线图并焊接电路板274.2.2下载程序进行实物测试284.3本章小结29结论31参考文献33致谢35附录137附录241附录345附录449第1章绪论1.1课题研究背景及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得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。例如，1995 年 7
12、月，四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏，当场造成 3 人死亡， 6 人受伤，仅约一小时左右，市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此，这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展。危险化学品要加强安全管理，完善安全措施
13、、控制事故隐患。但是，不可能达到绝对安全，仍然会出现万有一失的情况。因此，事故隐患的检测报警，在危险化学品场所有害气体或液体(蒸汽)检测报警，是非常必要的。对避免和控制事故具有重要意义。有害气体检测报警仪是专用的安全卫生检测仪，用来检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃或有毒气体的含量并超限报警。危险化学品场所有害气体检测，主要有以下几种情况：(1)泄漏检测：设备管道有害气体或液体(蒸汽)现场所泄漏检测报警，设备管道运行检漏。(2)检修检测：设备检修置换后检测残留有害气体或液体(蒸汽)，特别是动火前检测更为重要。(3)应急检测：生产现场出现异常情况或者处理事故时，为了安全和卫生要对有害气体或液体(蒸汽)进行检测。(4)进入检测：工作人员进入有害物质隔离操作间，进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时，要检测有害气体或液体蒸汽。(5)巡回检测：安全卫生检查时，要检测有害气体或液体蒸汽。随着人类社会的进步、生产的发展，人们的生活水平不断提高，随之带来了环境空气污染问题。工厂排放的废气、烟道氧、汽车排放废气、内燃机等排放气体对空气环境造成的污染日益严重。一氧化碳虽然不会使酸雨现象严重，但是对人们的身体健康有影响。一氧化碳是一种无色、无味的气体，它与血液中的血红素结合的能力是氧的 240 倍，它与血红素形成稳定的络合物，使血红蛋白丧失了输送氧气的能力，从而导致组织低氧症，甚至死亡
