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基于单片机的一氧化碳报警系统设计(附件)【字数:11079】

2023-07-17 22:31编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要一氧化碳一般是由燃料未充分燃烧而产生的。 家中产生一氧化碳的主要原因煤、天然气、炭的不充分燃烧; 热水器安装不当,废气回流; 烟筒、排气管堵塞;在室内烧炭生火取暖,在冬天的时候,将屋子内部的门窗紧闭,并在在屋子里面烧火取暖,将会导致室内的一氧化碳含量增高,因此在屋内进行生活取暖的时候需要安装一氧化碳报警器,该报警器中安装了一氧化碳传感器,传感器能够实现对空气中一氧化碳的含量进行采集,并且将采集到的浓度信号转化成为电信号,电信号的大小与一氧化碳浓度之间呈现正相关关系,依据传感器的不同,可以将报警器分为红外检测仪、电化学、半导体类型的报警器,依据检测的精确度、运行稳定性、对一氧化碳的灵敏度来对这三种报警器进行分析,性能最高的是红外检测仪,但是该报警器的制备成本是比较高的,在实验室中使用较为合适,人们日常生活中使用较为广泛的是其他两种类型的报警器。本论文主要阐述一种基于单片机的CO报警器的设计。本设计通过 来实现将系统中输入模拟信号进行转换,并且使用 单片机来对转换信号进行处理,然后使用来实现将最终处理得到的数字信号进行显示出来,并且将检测到的一氧化碳浓度值与设定值进行比较,从而实现控制声光报警、排风扇工作, 本系统可自行调整报警值。同时软件部分用汇编语言进行编程。该系统硬件电路简单,具有运行速度快,稳定,结构简单,散热迅速等特点。
目 录
第1章 引言 1
1.1课题研究的目的意义 1
1.2本课题的任务内容 1
1.3本课题章节安排 2
第2章 总体设计方案 3
2.1系统的功能要求 3
2.2系统主要设计思路 3
2.2.1液晶显示模块 3
2.2.2单片机模块选择 4
2.2.3声音报警模块 4
2.2.4电源模块方案 5
第3章 系统的硬件设计 6
3.1系统仿真的整体设计 6
3.2单片机最小系统 6
3.2.1单片机STC89C51 7
3.2.2复位电路 9
3.2.3晶振电路 9
3.3 CO气体检测电路的设计 10
3.3.1 MQ7介绍 10
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.3.2 ADC0832转换器简介 12
3.4液晶显示设计 13
3.5 声光报警电路设计 15
3.5.1 灯光提示电路 15
3.5.2 声音报警电路 15
3.6负载控制电路 16
3.7按键电路 16
3.8电源电路 17
第四章 系统的软件设计 19
4.1主程序流程图设计 19
4.2报警电路子程序 19
4.3 STC89C51中断技术概述 20
第五章 实物设计 22
5.1硬件调试 24
5.1.1硬件组装以及焊接 24
5.1.2测量界面 22
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
第1章 引言
1.1课题研究的目的意义
一氧化碳是无色、无味的气体,因不易察觉而易被忽略致产生中毒的现象,在进入到人体内部以后,将会与人体内部的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能够正常运行,不结合氧气,导致人体缺氧。
的产生主要是因为在进行燃烧的过程中,燃烧不充分产生的产物,一般工业窑炉、锅炉、炉灶等在进行燃烧的过程中都会产生一氧化碳,尤其是车辆在行驶过程中,其排放尾气中的含量是非常高的,大气中的存在的时间是非常长的,正常条件下其在大气中能够存在两三年,因此是目前大气污染较为严重的气体。人们呼吸进以后,将会导致细胞中的血红蛋白无法正常与氧气结合,从而导致人体缺氧,产生中毒现象。慢性中毒会出现头晕、记忆力下降等现象,神经出现衰弱。目前在对大量的流行病进行研究以后得到,若人们长期在浓度较高的环境中生活,将会导致心血管病人的并且恶化,这是由于将会导致人体内部的胆固醇、血液中的脂质等沉积在血管中。我国的环境卫生部门目前规定环境中的浓度保证小于;测定时候允许的最大浓度值为。一般在人体内部,含量大约,当不超过10%的时候是安全的,达到,将会出现中毒的现象,人体在几小时以后将会昏迷,当含量达到,将会立即死亡,血液内部的含量达到,此时血液的颜色将呈现出樱红色,并且的口唇、指甲、皮肤处显现出来,并且人体将会出现恶心、呕吐的现象,较为严重的时候将会出现昏倒;中毒较为严重者,脑部、肺部将会产生水肿,心肌损伤,抢救不及时将会导致死亡。
因此,对CO浓度的实时准确测量催生了CO报警器的产生,CO报警器对于防止CO中毒、火灾的预测以及工业生产的安全性具有重大意义。
1.2本课题的任务内容
1)对报警器有关单片机的相关文献进行查询,文献数量在15篇以上,必须具备外文文献,期刊文献超过三篇。
2)掌握Keil 软件与Proteus软件联合仿真调试的方法;掌握硬件电路的焊接与调试;
3)依据报警器的相关设计要求来实现对设计方案进行选择,同时对设计过程进行阐述;
4)在对报警系统硬件电路进行设计的时候通过软件来实现,软件程序设计通过来实现,并完成硬件电路的制作与调试。结果要求如下:在液晶上显示一氧化碳浓度,浓度超过安全范围,通过继电器启动灯光和声音报警电路,液晶中需要显示作者学号、姓名。
5)论文的设计需要符合相关规范。
1.3本课题章节安排
本次论文的设计分为五个部分:
第1章:引言,介绍CO气体的危害以及CO报警器的研究的意义;
第2章:系统方案的设计与论证,介绍了各个模块中硬件的选择;
第3章:介绍硬件电路,讲解了硬件电路的连接与原理;
第4章:软件设计,介绍软件编程语言和程序流程;
第5章:硬件的焊接与系统调试,介绍焊接方法和实物调试结果
第2章 总体设计方案
本课题主要是实现CO浓度实时监测和超过上下限值的报警、控制,下述内容为系统技术、功能要求进行阐述,同时对设计方案进行介绍。
2.1系统的功能要求
本次设计的系统需要实现的功能为:
1)时时监测环境中CO的浓度值;
2)灯光报警功能:当环境CO浓度超过设定值时,报警器要进行灯光报警,同时排气扇工作,降低CO浓度。
2.2系统主要设计思路
CO报警器的原理首先由气体传感器测量到CO气体,系统输入的放大模拟量需要使用模数转换器转化成为数字信号,将其传输到单片机中对信号进行处理,将处理以后的信号传输到LCD1602液晶显示屏中,将浓度显示出来。通过轻触按键来输入被测气体的限定值,气体传感器和ADC0832芯片构成信息采集和模数转换电路。如果浓度超出限定值,就会发生超浓度报警。CO报警器系统结构设计框图2.1如所示。

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