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(毕业论文)基于单片机的酒精、煤气检测报警系统的设计.doc

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(毕业论文)基于单片机的酒精、煤气检测报警系统的设计.doc

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(毕业论文)基于单片机的酒精、煤气检测报警系统的设计.doc

文档介绍

文档介绍:基于AT89C51单片机的煤气、酒精
检测报警系统的设计
学院(系): 机电汽车工程学院
专业班级: 机101—2班
学生姓名:
指导教师:
学号:
同组成员:
目录
目录 2
3
3
3
二、酒精、煤气测试仪总体方案设计 4
三、硬件设计 4
1、传感器的选择 4
2、MQK2传感器的特性及性能指标 4
3、MQ-7传感器的特性及性能指标 6
4、模/数转换器ADC0808 7
(Ⅰ)、引脚功能 8
(Ⅱ)、主要特性 9
5、单片机AT89C51的概述 9
(Ⅰ)、AT89C51简介 9
(Ⅱ)、主要性能参数 10
(Ⅲ)、引脚图 11
6、其他各硬件模块设计 11
(Ⅰ)、复位及晶振电路 11
(Ⅱ)、显示电路设计 11
(Ⅲ)、声光报警设计 12
(Ⅳ)、按键功能设计 12
四、软件部分设计 12
1、主程序流程图设计 13
2、功能子程序 13
(Ⅰ)、按键管理子程序 13
(Ⅱ)、显示子程序 15
(Ⅲ)、浓度检测子程序 16
(Ⅳ)、浓度越限报警子程序 17
(Ⅴ)、BCD码转换子程序 17
五、参考文献 18
六、附录 19
附录一、整体电路图 19
附录二、参考程序 19

酒精、煤气浓度检测仪的设计


本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,选用合适的气体传感器,检测气体浓度,数码管显示,当浓度超标时报警。

本课题分为两部分:硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQK2半导体酒精传感器测量空气中酒精浓度,利用MQ-7气体传感器测量CO浓度(煤气的主要成分为CO),并转换为电压信号,经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统,由单片机及其相应外围电路进行信号的处理,显示酒精、煤气浓度值以及超阈值蜂鸣器报警。
程序设计采用模块化设计思想,各个子程序的功能相对独立,便于调试和修改。
而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED动态显示电路以及按键电路。
二、酒精、煤气测试仪总体方案设计
设计时,考虑酒精、煤气浓度是由传感器把非电量转换为电量,传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定,外部干扰小等。因此,可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外,还需接人LED显示,按键,报警电路等。
其总体框图如图1所示。被测
环境
气敏
传感器
A/D转换电路
单片机
声光报警电路
LED显示
按键
图1 基本工作原理图
三、硬件设计
1、传感器的选择
检测酒精采用MQK2传感器,检测煤气(主要成分为CO)采用MQ-7传感器
2、MQK2传感器的特性及性能指标
气敏传感器,考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性,所以传感器只能对酒精气体敏感,对其他气体不敏感,故选MQK2型气敏传感器。其有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQK2型气敏传感器由微型Al2O3,陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内,加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。传感器的标准回路有两部分组成。其一为加热回路,其二为信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻RS的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。-200K。加热电压Uh为5v。上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V。MQK2型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图2所示。为了使测量的精度达到最高,误差最小,需要找到合适的温度,一般在测量前需将传感器预热5分钟。

图2 传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度之间的关系
(Ⅰ)、特性参数
l、回路电压:(Vc) 5-24V
2、取样电阻:(RL) -20KΩ
3、加热电压:(VH)5±
4、加热功率:(P)约750mW
5、灵敏度:R0(air)/RS (100ppmC2H5OH)>5
6、响应时间:Tres<10秒
7、恢复时间:Trec<30秒
(Ⅱ)、工作环境:温度-10-+50℃、相对湿度0-90%RH。
(Ⅲ)、传感器输出电压与酒精浓度关系
通过测量MQK2输出信号同酒精浓度为近似的线性关系,如图2-1所示。
图2-1 酒精浓度同输出电压的近似关系
由图形可知只设计0-,在进行A\,0时对应3V的