一氧化碳报警器大学论文.docVIP

摘 要 本文研究的是我厂解冻库作业区煤气报警系统的扩展应用，我厂解冻库作业区负责冬季炼铁原料的解冻工作，使用的加热设备为煤气炉，通过煤气（高炉煤气、焦炉煤气）的燃烧产生热量，通过送风机将热量吹入暖库内。 众所周知，煤气含有的主要气体为一氧化碳，而且炼铁所用的煤气不同于家用可燃煤气，其中高炉一氧化碳含量最高可达25%，而转炉煤气的一氧化碳含量高达60-80%，对人有致命的伤害，因此对空气中煤气含量的检测是保证安全生产的重要环节。 本设计通过对煤气的检测，当煤气含量超过安全标准时，报警器发出声光报警，同时对室内的空气进行排风，降低室内煤气含量。保证作业人员安全。 关键词：一氧化碳检测；气体传感器；单片机；声光报警。 目 录 第1章 煤气报警系统的总体设计 2 1.1 系统的设计目标 2 1.2 系统硬件的总体结构 2 第2章 煤气报警系统硬件设计 3 2.1 硬件构成 3 2.2 主模块设计 3 2.2.1 单片机选择 3 2.2.2 “看门狗”电路设计 3 2.3 数据采集功能模块设计 4 2.3.1 传感器型号选择 4 2.3.2 传感器信号检测回路、加热回路及气体传感器信号调理 5 2.3.3 A/D转换电路 7 2.4 声光报警单元与排风机电路 8 2.5 人机接口电路设计 9 2.5.1 键盘电路 9 2.5.2 LED显示电路 10 2.6 电源模块设计 10 第3章 煤气报警系统软件设计 12 3.1 主程序设计 12 3.2 部分功能模块程序设计 13 3.2.1 看门狗软件接口设计 13 3.2.2 数据采集模块设计 14 3.2.3 显示模块软件设计 15 3.2.4 键盘模块软件设计 16 第4章 结论 17 参考文献 18 附 录 I 19 煤气报警系统的总体设计 系统的设计目标 本设计主要研究任务是关于解冻库煤气报警系统硬件设计部分。本设计的核心是一片AT89C52单片机，软件程序主要是完成监测、运算、显示等功能，包括主程序、信号采集和处理子程序、数据传送程序、显示子程序、执行子程序等。以上程序由MCS-51汇编语言开发完成，力求实现程序的结构化、模块化，加强软件的抗干扰能力。 系统硬件的总体结构 系统的总体结构如图2.1所示，由图可以看出，整个系统的工作流程是： CO浓度传感器将参数采集以后经A/D转换送至AT89C52经过智能处理以后，通过I/0扩展口做出相应的输出。 煤气报警系统硬件设计 硬件构成 本系统由传感器电路传感器信号处理电路、A/D转换电路、A/D转换参考电源、气体泵单元、单片机及其外围电路、液晶显示电路、键盘电路、声光报警电源、排风机电路组成。系统的工作流程为非电信号的待测气体由传感器转化为模拟电信号后由A/D转换单元将该模拟信号进行数模转换，转换后的数字信号送至单片机，单片机将检测之后的数据进行处理，根据其浓度得出的系统所处环境是否安全，对传感器测得数据进行补偿和修订，如果达到报警值则通过声光报警单元进行报警，并可通过液晶显示芯片读出结果。 主模块设计 单片机选择 主模块是整个单片机控制器的核心，主模块的核心器件是单片机AT89C52是Atmel公司推出，其内部数据存储器为256字节，功耗低、高性能价格比的8位CMOS微处理器，20K字节的可编程、可擦除(可擦除1000次)Flash存储器，采用了高密度、非易失存储技术，其指令集、引脚与工业标准80C51兼容。 “看门狗”电路设计 美国Xicor公司生产的X25045芯片是集看门狗、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体的集成电路产品，当系统发生故障时，只要看门狗定时器达到其可编程的超时极限(“看门狗”定时器的超时周期是可选，可参考表3.1), RESET引脚立即自动产生一个持续200ms的高电平复位信号。 表3.1看门狗定时器的超时周期 WD1 WD0 看门狗超时周期 0 0 1.4秒 0 1 600毫秒 1 0 200毫秒 1 1 禁止 （注：WD0 、WD1:“看门狗”状态寄存器超时周期选择位） 当电源电压VCC降到4. 5V以下时，RESET引脚立即自动产生电平复位信号，并一直保护到电源电压恢复正常。在系统电源上电或掉电时，RESET引脚也立即自动产生一个高电平复位信号。这样，就能有效地防止系统死机、数据误写及误操作等故障现象的发生。图3.1是X25045在煤气报警器中的连接电路图。 数据采集功能模块设计 传感器型号选择 可燃性气体传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。 该系统用于室内空气质量检测，主要指标为： (l)响应时间：60S； (2)