(3)时钟电路的要求
元件名称
(1)电源电路的结构框图
方案一:采用固态继电器SSR导通与关闭来控制排气扇是否工作,然后将各模块电路连接起来便可构成单片机智能煤气浓度监控系统,我们可以把它分为如下几个模块:电源部分、AT89S52单片机基本电路部分、浓度采样放大及A/D转换部分、设备控制部分及键盘显示部分,然后再用较简单的电路来实现这些功能块。在设计单片机煤气监控系统的硬件电路时,即把整个电路构想分为若干功能块,也是可以采用这种思想的,从而达到解决大问题的目的。在进行硬件电路设计的时候,分为若干独立、容易解决的小问题,它实质上是把复杂的大问题分解,模块化思想是很有用的,应掌握一定的程序设计原则和开发方法是很重要的。
第4章 系统软件设计
在编写程序时,在开发应用时,更重要的是因为支持它工作的软件不同。另外,不仅是因为它所连接的外围设备不同,所设计的试验样机就没有任何用途。而同一台试验样机之所以也能应用于不同的场合,如果没有软件的支持,更重要的工作是进行系统软件的开发。单片机同其他微型计算机一样,除了必须保证硬件电路的正确连接以外,产品更新换代的节奏也越来越快。
2.2.6 执行控制部分
3.1.1 电源电路的设计
或非门芯片
双键锁定;程序时钟编程为31。
(2)复位电路的作用:
保证关闭电压
(3)电路工作原理
a、特点:
对MCS-51单片机的开发应用,同时也使现代电子产品性能得到进一步提高,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,在其推动下,高电平有效。
3.1.6 声光报警电路的设计
第2章 系统方案论证与比较
软件设计方法
/EA:访问程序存储器控制信号
(1)传感器的选择
20世纪电子技术获得了飞速的发展,高电平有效。
9013
(2) 电路工作原理
3-32VDC
IRQ:中断请求输出端,应在计时子程序相应位置设置断点,检查是否能正确显示“02-2”。若显示不正确,将小区号、煤气浓度单元置为“022”,调试显示模块。例如,调用拆字程序,可在显示子程序相应位置设置断点调试检查。然后修改计时缓冲区内容,应能在数码管上从左到右显示“”。若显示不正确,调试动态扫描显示功能。例如将LED0--LED5单元置为“”,屏蔽拆字程序,学习煤气泄漏自救。LED上循环显示当前各个单元的煤气浓度及系统时钟。
运算放大器
保证开通电压
(1) 修改显示缓冲区内容,并伴有声音报警;没有报警时,对应的报警灯亮,Ⅱ”,浓度,Ⅰ”,Ⅱ级为在LED七段数码管上显示:“单元号,浓度,而且报警时有相应的指示:Ⅰ级为在LED七段数码管上显示:“单元号,Ⅱ级报警的煤气浓度为Ⅱ≥4,系统默认的Ⅰ级报警的煤气浓度为2≤Ⅰ<4(每立方米煤气的浓度),则出现相应的指示。本系统报警分为两个级别Ⅰ级和Ⅱ级,当浓度值大于报警临界值时,得出在0—5之间的浓度值,经过A/D转换后,煤气浓度经转换电路换算成对应的电压值,能否正常运行。
≥100MΩ
第二:直接从单片机外部引入时钟脉冲信号。
绝缘电阻
系统循环采样几个单元的煤气浓度,检查系统是否能用键盘修改当前煤气报警难度临界值,或脚没有接高电平(接地或悬空)等。
控制电压
(3) 运行主程序,煤气泄漏影响。或脚没有接高电平(接地或悬空)等。
3VDC
74F74
4.4 检测子程序流程图
≥2500VAC
(1) 系统不工作。其原因主要有晶振不起振(晶振损坏、晶振电路不正常导致晶振信号太弱等),其中常见的主要故障包括工艺性故障和电路设计错误。
4-20mA
发光二极管
硬件调试的主要任务是排除电路板硬件故障,最后画好逻辑图和接线图,另外,在初始设计完成后一般应对设计进行优化,精心设计,掌握电路线路设计原理,或者是对所用器件的原理没有完全掌握。因此电路设计前一定要深刻理解设计要求,故本次设计采用方案二。
附录2:元件清单
470uF
设计错误自然会造成与预想的结果不一致。原因是对电路要求没有吃透,能很好地满足本课题的基本要求及其扩展要求;且能够使人在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高,因此系统控制灵活,系统能将复杂的硬件功能全部采用软件实现,方案一虽然电路结构简单、工作可靠、成本低和易于实现,但该系统功能单一,只适用于家庭用户使用而不能用于一个小区的监控;方案二此系统硬件资源简洁、价格低廉,时间较慢且大大增加了单片机的负担。
比较上述两种方案,比较繁琐,软件部分显得比较笨重,但是当需要按键消抖和处理多个按键同时按下时,这样的好处是电路比较简单,1999.187~189
方案一:直接使用单片机的I/O口作为键盘行线和列线选择按键,通常用作键盘上、下档功能键。在传感器和选通方式中,燃气报警器生产厂家。高电平有效。它是8279键盘数据的次高位(D6),用来补偿气敏传感器QM-N5温度变化而引起的偏差,第一个运算放大器为比例放大器,第二个运算放大器组成二阶低通滤波器,用以滤掉干扰杂波信号,R15用来调节放大器的灵敏度。
[1] 陈尔绍. 传感器实用装置制作集锦[M].北京:人民邮电出版社,SHIFT无效。
图3-8 固态继电器的外形图图 3-9 固态继电器的电路符号
OUTB0—OUTB3:B组显示数据输出线。
SHIFT:移位信号输入端,并发出声光报警以及将煤气管道关闭并及时打开排气装置 ,以减少空气中的煤气浓度。图中Rt为负温度系数的热敏电阻,经单片机送到七段数码管上显示,将输出数字量,变换成数字量送给单片机的CPU进行数据分析。当空气中的煤气浓度达到用户事先的设定值时,送到A/D转换器,此毫伏级电信号经放大器把信号放大为0~5V后低通滤波滤掉干扰信号,完成对煤气浓度信号的采集、运算、控制。其工作原理是利用电阻气敏传感器QM-N5将煤气浓度变换为对应的模拟电压信号,系统采用单片机作为现场控制器,由于系统对实时性、精确性和可靠性要求非常高,选择第二种方案。
反向电压
电路原理图如图3-7所示,能对双键或N键同时按下进行处理且能大大减轻单片机的负担。综上所述,自动识别出闭合的按键并得到键号,自动消抖,能对64个按键键盘阵列不断扫描,Intel8279对键盘部分提供一种扫描工作方式,低电平有效。它在数字切换显示或使用熄灭命令时关显示。
图3-6 QM-N5的基本测试电路
[10] 李广弟.单片机基础[M]. 北京.北京航空航天大学出版社,2001. 209~211,248~252
⑴ 元件开始通电工作时,没有接触可燃性气体,其电导率也急剧增加1分钟后达到稳定,这时方可正常使用,这段变化在设计电路时可采用延时处理解决。
方案二:采用专用的键盘显示器接口芯片Intel8279,方太煤气灶防泄漏。以提高系统的可靠性。
BD:显示熄灭输出端,从译码器74LSI38的Y1脚引出一条线作为列线, RL0-RL4作为键盘输入的行线,每路驱动1位七段数码管,输出经8路反向驱动芯片74LS244后接到七段数码管的位控端,SLo~SL3扫描输出线接在3~8线译码器74LSI38的输入端 ,该电路为单片机应用系统中常用的键盘显示电路:8279的 A、B两口显示数据输出线与8路反向驱动芯片74LS244的输入端相连,所以我们选择方案一。
(5) 对需要特殊抗干扰的应用系统应采用软件抗干扰措施,由此构成矩阵式键盘。
3.3uF
电路原理图如图3-12所示,夜晚不易清晰观察数据。基于上述考虑,亮度不高,功耗极低;缺点是成本高,体积小,有着良好的人机界面,优点是能显示更多的字符和汉字,此种设计更加增强了报警的警觉效果。
OUTA0--OUTA3:A组显示数据输出线。
方案二:用LCD液晶显示,即可以让蜂鸣器发出音乐以及让发光二极管闪烁,单片机的P1.0端口便输出一个低电平,使得三极管导通,驱动蜂鸣器报警同时点亮发光二极管。改变高电平与低电平出现的频率,用于扫描键盘和显示器。可编程设定为编码(4中选1)或译码输出(16选1)。
当系统检测到煤气泄露时,停止声音报警电路、关闭排气扇并打开煤气通路,固态继电器SSR断开,此时单片机P0口输出低电平,检测信号逐渐变小,不能驱动后级电路而使其工作,气敏传感器QM-N5的极间电阻将逐步增大,然后单片机再根据用户自己设定的报警浓度值进行比较,当浓度超过系统设定值的时候,单片机的P1.0端口便输出一个高电平,使得三极管导通,驱动蜂鸣器报警同时点亮发光二极管,此时,P1.1端口也输出一个高电平驱动三极管导通,使得固态继电器SSR闭合,从而启动执行电路, 即接通排气扇排掉可燃气体和关闭煤气通路。看着煤气泄漏的危害。随着周围环境中煤气浓度的下降,送入A/D转换器模拟输入引脚转换成相应的数字量,再经过信号放大整形、滤波后,其工作原理是:当检测到可燃气体的浓度增大时,气敏传感器QM-N5将煤气的浓度值转换成对应的电压信号,它们是键盘或传感器的列信号输入端。
SL0~SL3:扫描输出端,系统又进行下一轮的实时监控。
1.2 立题的目的和意义
2.1 煤气报警系统总体方案
热敏电阻
图3-12 键盘及显示电路原理图
图4-3 键扫子程序流程图
软件的设计一般原则:
100Ω
加热电压(VH): AC或DC 5±0.5V 回路电压(VC): 最大DC 24V
VCC: +5V电源
负载最小电流
该电路以AT89S52单片机为核心,它们是键盘或传感器的列信号输入端。
附 录1:总电路原理图
方案一:
3、寿命长、响应速度快 4、输出信号大
RL0~RL7:回复线,可以通过复位操作重新启动单片机。
负载电阻(RL): 2KΩ 清洁空气中电阻(Ra):≤2000KΩ
第1章 绪 论
负载电流安全系数
⑷ 负载电阻可根据需要适当改动,不影响元件灵敏度。
b、当系统由于程序运行出错或操作失误使系统处于死锁状态时,中断后观察A累加器中的键号是否正确;然后恢复用显示子程序延时消抖,在求取键号后设置断点,先用延时10ms子程序代替显示子程序延时消抖,双向三态总线。
(2) 调试键盘扫描模块,以减小寄生电容的存在,晶体振荡器和电容应尽量安装得与单片机靠近些,严格地按时序进行工作。另外,在设计电路板时,系统应在唯一的时钟信号控制下,其使用特性及基本参数如下:
D0~D7:数据总线,家里煤气泄漏怎么办。从而更好的保障系统稳定、可靠的工作。
5.2 系统脱机运行
⑹ 避免腐蚀性气体及油污染,长期使用时需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网。
-20-70℃
单列直插式
4.3 键扫子程序流程图
感性负载取30-40%
/PSEN:外部程序存储器读选通信号
其基本原理如下:
为了保证单片机同步工作方式的实现,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高,当元件接触还原性气体时,该型号的气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件,听听邻居家煤气泄漏怎么办。在此谨向宋老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
2.2 单元电路的方案论证与比较
本次设计采用专用的煤气检测传感器QM-N5,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,宋教授不仅在学业上给我以精心指导,宋老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。一个多月来,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,精益求精的工作作风,严谨的治学精神,但控制方便且价格便宜。
本设计及论文是在我的导师宋绍民副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,精度稍低,家用煤气检测器。有利于保证整个装置工作的可靠性。
方案一:采用带多路模拟开关功能的芯片ADC0809,分辨率为8位,从而可大大延长该传感器的使用寿命,又可使其中所用的气敏传感器有足够的间歇周期,既可充分满足实时监控环境中的气体浓度,在将其工作时间和停止时间设定为工作时间短而停止时间长,如果系统采用间歇工作方式,那就是系统没有采用间歇工作方式,该系统中存在一定的不足,如果稍微改装可以做烟雾检测系统、实验室有毒气体监控系统等等。此外,设计系统可以作为气体浓度监控系统,给予我不少的帮助,更给我提供很多的技术文章。
本设计应用性比较强,他们对本课题做了不少工作,直至本文的顺利完成。特别感谢彭焦、吴年兴、江君等同学,我才能克服一个一个的困难和疑惑,维系着寝室那份家的融洽,特别是在搞毕业设计的一个月当中, 正是由于你们的帮助和支持,是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情,从遥远的家来到这个陌生的城市里,高电平有效。复位状态为:16个字符显示;编码扫描键盘
(1)信号引脚介绍(第一功能)
感谢我的室友们,高电平有效。复位状态为:16个字符显示;编码扫描键盘
32VDC
RESET:系统复位输入端,系统以单片机为核心, 其主要包括以下五个部分:气体检测及放大整形电路部分、声光报警执行电路部分、键盘显示部分、时钟及复位电路部分。该方案的优点是系统设计简单,结构合理且能很好的满足系统设计要求。煤气罐煤气不完。
≤1.6VAC
如图2-1所示,从而保证单片机正常工作。单片机工作所需的同步时钟信号主要有以下两种方法产生:
(2)电路设计错误
时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号,Rdg 与Vdg的关系: Rdg=RL(VC/Vdg-1)
可变电阻器
5.1.4 调试中的注意事项
⑶ 检测气体中电阻Rdg ,检测气体中电压Vdg ,各程序模块间能否正确传递参数,接口电路的控制是否正常等;最后逐步将各子程序连接起来总调。联调需要注意的是,检验程序是否能够实现预期的功能,首先单独调试各功能子程序,同时也能发现硬件故障。程序的调试应一个模块一个模块地进行,发现和纠正程序错误,以保护自身的合法的知识产权权利。
2.2.4 键盘部分
图2-1 系统组成框图
2.2.3 模拟信号与A/D转换部分
软件调试的任务是利用开发工具进行在线仿真调试,以保护自身的合法的知识产权权利。
图8-1 总电路原理图
22μF
ADC0809
P3.0~P3.7:
3.2 煤气报警系统整机电路设计
(6) 如有必要可增加加密措施, XTAL1接地,此时,用于连接外部时钟脉冲信号,用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,当使用芯片内部时钟时,以实现低位地址和数据总线信息的分离。
外接晶体引线端,即锁存地址的低位字节,ALE的输出用于控制把P0口输出的低8位地址送锁存器锁存,此信号可以作为外部时钟或外部定时脉冲使用;在扩展单片机系统时,但ALE端仍产生频率为晶体振荡器振荡频率fosc的1/6的周期性正脉冲信号,环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上使用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采用热敏电阻补偿之。
0.05A
(2)键盘及显示电路的设计
在不扩展单片机系统时不使用,环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上使用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采用热敏电阻补偿之。
10KΩ
3.1.3 时钟电路的设计
按键开关
⑸ 使用条件:温度-15~35℃;相对湿度45~75%RH;大气压力80~106KPa,精度较高,分辨率为12位,AD574进行模拟数字信号的转换,对各功能程序的运行状态、运行结果以及运行要求都要严格控制。
与非门芯片
(1) 电路原理图
参考文献
(2)电源电路图
③ 具有超限声光报警功能。
图3-5 时钟原理图
12MH Z
5.1.3 整机调试
Intel8279
[8] 谢自美.电子线路设计.实验.测试 [M].武汉:华中科技大学出版社.2003
⑤ 故障排除后可自动煤气管道电磁阀进行供气。
3.1.2 复位电路的设计
d、使用方法及注意事项
方案二:采用芯片AD574和多路模拟开关CC4051,CC4051完成多路煤气浓度的切换功能,at89s。发出报警声响并启动排风扇系统,用QM-N5作为检测探头为报警电路工作,如天燃气、煤气、液化石油气、氢气、一氧化碳、烯烃类等气体。因此用QM-N5可作为煤气、可燃气等的检测探头。当有煤气泄漏时,它的适用范围:可燃性气体,具有灵敏度高、稳定性好、响应和恢复时间短、电导率变化很大等优点,它适用于对可燃性气体的检测、检漏、监控,使单片机从0000H单元开始执行程序。
(4) 运行状态应实现标志化管理,使单片机从0000H单元开始执行程序。
采用NE555时基电路设计,本报警电路采用的传感器为国产的QM-N5型气敏传感器,可正是它们无偿地向我们提供了大量的论文蓝本,其具体功能极其使用方法将在第3章详细介绍。
图3-13 煤气报警系统整机电路结构框图
30KΩ
5.1.2 软件调试
图3-3 复位电路原理图
uA741
⑵ 加热电压的改变会直接影响元件的性能,所以在规定的电压范围内使用为佳。
50KΩ
a、完成单片机的初始化,即把系统的PC值初始化为0000H,保证了贫穷的我们也能得到所需要的参考资料。
输出漏电流
220V交流
QM-N5
b、技术指标:
感谢那些免费的论文网站。虽说这些网站都是些不起眼的小网站,其本身较大的存储器使得本系统不需要扩展即能满足设计要求,对于毕业设计时间紧、任务多的开发来说是极为有利的。另外,软硬件调试方便,集成了内部看门狗、双数据指针、在系统编程(串行下载目标程序)等功能,存储器可循环写入/擦除1000次。该单片机内部资源丰富功能强大,使用高密度、非易失存储技术制造,与MCS-51微控制器产品系列兼容,AT89S52是一种低功耗、高性能的片内4kB快闪可编程/擦除只读存储器CMOS微控制器,此时不管单片机是否有内部程序存储器。
74LS02
本设计采用AT89S52单片机实现,CPU访问内部程序存储器4KB的地址范围。但在PC(程序计数器)值超过OFFFH时(即PC值超出4KB地址时),将自动转向执行片外程序存储器内的程序;当/EA保持低电平时,则单片机只访问外部程序存储器,则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的误差。
通态压降
当/EA输入端保持高电平,AT89S52的引脚图。若测量仪器输入阻抗小,能完成对整个小区的总体监控。
50-60Hz
(2) 测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为,它是以单元为单位,利用AT89S52单片机设计的智能煤气监控报警系统,能够准确无误的检测出有没有发生气体泄漏情况。当在空气中含有可燃、危险气体之时报警器会发出声光报警、并及时切断气源,同时还可启动排气扇将有毒气体排出室外,因此防悲剧于未然的必要性就变的更重要,本课题就是在这种趋势下而立项的,而智能煤气泄漏监控报警器,直接威胁着人民的生命和财产安全,引起中毒、爆炸时有发生,单片机技术是电类专业特别是电子信息类学生必须具备的基本功。然而,目前在国内煤气泄漏,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。因此,其使用领域已十分广泛,要注意防止外界的干扰。
开关时间
(1) 软件在结构上应清晰、简洁、流程合理。
单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件,但是也要注意各部分是否有互相影响的地方,还要考虑削抖键盘时间是否合理。到这时候硬件电路出错的可能已经比较小,要注意对现场的保护,由于程序中用到了中断,是否有互相影响的因素,要注意软件上各个部分的衔接,这部分工作量较大,检查是否能满足基本功能,将各部分连起来调,而且这种调节是非常简单的。
各个部分都调通后,从而可充分满足用户的监控要求,使整个装置的监控灵敏度为可调节的,本系统的气体浓度监控装置设置可变电阻器,了解了接口电路是如何巧妙地将气敏传感器的信号转变为不同的电信号并通过A/D转换后送入计算机中进行处理。另外,各项功能的实现满足了课题所有要求。通过对气敏传感器及接口电路的分析,键盘显示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现的过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行浓度的实时监控,声光报警模块,执行控制模块,A/D转换模块,必须充分考虑如下的一些设计原则。
图3-2 电源电路图
复位电路主要有以下两个重要的作用:
5.1.1 硬件调试
第3章 系统硬件设计
地址锁存器
本设计系统包括气敏传感器检测及放大电路,必须充分考虑如下的一些设计原则。
74LS373
第5章 调试与运行
设计一个好的应用软件,这主要是由气敏元件发热而引起的误差,引脚。用于煤气浓度报警临界值及时钟的调整与设置。
(3) 系统误差太大,按下“E”键数字减一, “D”、“E”两键是参量设置键,按下“D”键数字加一,系统进入报警临界值的设置,当按下“C”后,用于时钟的设置与调整, “C”键为设置键,“A”键为运行键,当按下“A”键, 系统则开始运行。“B”键是时钟键,也可以单独修改,以避免通路时通过的电流过大而烧坏器件。
在系统的开始和执行过程中可以按“B”键来修改报警临界值。可以同时修改Ⅰ级和Ⅱ级,该电路还有保险丝保护电路,本系统的设计达到了由一个输入端口控制多个输出端“通”、“断”的目的。此外,即打开排气扇以及关闭煤气通路,各自的输出端接通,SSR1、SSR2、的输入端有输入开启电压,三极管Q1导通,系统不工作;当输入为高电平“1”时,各自的输出端断开,SSR1、SSR2的输入端无输入开启电压,三极管Q1截止,当输入为低电平“0”时,输入信号从单片机的P1.1口接入,OUTB0为最低位。
电路原理图如图3-10所示,当合并使用时OUTA0为最高位,提高动手能力和实践能力, 为将来参加实际工作做好充分的准备。
两组数据输出线可独立使用也可合并使用,学会使用汇编语言编写程序,较好的掌握硬件开发的工作流程及步骤,可以通过此次的毕业设计,性能也相对比较好。并且,更加易于学习和掌握,而且该系列的单片机相对于其它型号的单片机,能够达到题目的设计要求,利用它完成的报警系统有很多。使用MCS-51单片机构成的计算机系统能够实现准确的采样煤气浓度,应用在很多领域,根据本次实际的应用特点,本次设计采用方案一。
工作温度
MCS-51系列单片机是控制系统常用的单片机,由于电磁继电器工作需要较大的控制电压与开启电流、体积大、开关速度慢且不能与TTL、CMOS等集成电路实现良好兼容,可由8或16 位LED数码管显示。
AT89S52
方案二:采用传统的电磁式继电器,其内容通过自动扫描,它有一个16×8位显示RAM,它能自动消除开关抖动并能对多键同时按下提供保护。显示输出时,接收输入信息,能与按键或传感器组成的矩阵相连,它提供自动扫描,它含有键盘输入和显示器输出两种功能。键盘输入时,学会煤气监测。很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。
4.2 时钟显示子程序流程图
(3) 电路工作原理
SSR-DA3805P
(2)时钟电路的作用
4.7KΩ
Intel8279是一种可编程键盘/显示器接口芯片,需注意以下几点:调试结果是否正确,提高测量精度。为此,必须减小测量误差,仪器内阻引起的误差大小将不同。
(3)测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
1、用于可燃性气体的检测(CH4、C4H10、H2等) 2、灵敏度高、工作稳定可靠
为了保证效果,测量点不同,1990.136~142
D触发器
(4)要正确选择测量点。用同一台测量仪进行测量,1990.136~142
(1)正确使用测量仪器的接地端
VSS: 地线
负载电压
(1)8279键盘显示芯片介绍
(2) 总电路原理图
[5] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,在加电的情况下,确定其无误后再插入芯片检查。值得注意的是,应先对各IC座(尤其是电源端)电位进行检查,连接是否正确;各个限流电阻是否短路等。为了保护芯片,顺序是否正确;检查各开关按键是否能正常开关,尤其是电源的连接是否正确;检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障,可用万用表逐步按照电路原理图检查印制电路板中所有器件的各引脚,而导致两线粘连。有些很难用肉眼去发现,设定的两线距过窄,又方便操作。
图4-1系统工作流程图
总电路原理图见附录1
3.1.5 执行控制电路的设计
30pF
24-440VAC
在Protel99软件自动布线中,做到既节约内存容量,2003.251~257
(1)工艺性故障
图4-4 检测子程序流程图
键盘的设计有以下两种方案:AT89S52的引脚图。
恢复时间(trec): ≤30S 检测范围: 50-ppm
(3) 程序存储区、数据存储区应合理规划,马岩等.单片机的C语言应用程序设计(第3版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,本系统中只需要6只LED数码管进行动态显示即可以显示煤气浓度和时间。优点是接口简单、易于控制、对电压电流的要求低、价格便宜、寿命长;缺点是只能显示0~9的数字和一些简单的字符。
8路反向器
[4] 马忠梅.张凯,本系统中只需要6只LED数码管进行动态显示即可以显示煤气浓度和时间。优点是接口简单、易于控制、对电压电流的要求低、价格便宜、寿命长;缺点是只能显示0~9的数字和一些简单的字符。
≤10mS
P1.0~P1.7:
图3-7 检测电路原理图
晶体振荡器
图3-11 报警电路原理图
方案一:用LED数码管显示系统时钟、煤气浓度及小区号,完成数据的传送;在单片机处于编程工作方式时,以实现外部ROM单元的操作。
(1)电路原理图
P1口8位双向输入输出口线,/PSEN有效(低电平),才会提高自己的分析能力。
④ 根据报警状态自动关闭煤气管道电磁阀并开启排气装置。
① 实现对煤气泄漏的实时监测。相比看煤气泄漏报警设备。
灵敏度(S=Ra/Rdg):≥4(在1000ppmC4H10中) 响应时间(tres): ≤10S
在读外部ROM时,只有这样我们才会有进步,看成是一次好的学习机会,即使从来也是白干一场。我们应当查找和分析故障原因,切不可一遇故障解决不了的问题就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。如是原理图上的错误,要认真查找故障原因,高电平有效。
(6)试时出现故障,高电平有效。
续表8-1 元件清单
表8-1 元件清单
IRQ:中断请求输出端,无以回报,养育之恩,言树之背,焉得谖草,用来控制直流负载电源的通断。本次设计所用的固态继电器的特性参数及外形和电路符号如下所示。
XTAL1和XTAL2:
阻性负载取50-60%
[3] 王福瑞.单片微机测控系统设计大全 .北京:北京航空航天大学出社,1999.422~431
负载最大电流
图4-2 时钟显示子程序流程图
(2) 检测电路的设计
感谢我的爸爸妈妈,以功率晶体管作为开关器件,有的则为四端器件,输出端电源才导通。 DC-SSR有的为五端器件,负载端立即导通;而过零型必须在负载电源电压接近且输入信号有效时,不管负载电源电压相位如何,在输入信号时,对于随机型SSR,其又可以分为过零型和随机导通型两种,AC-SSR为四端器件,主要有交流固态继电器(AC-SSR)和直流固态继电器(DC-SSR)两类。其中,按其所控制的负载电源区分,均宜使用固态继电器作为开关器件。固态继电器的种类很多,计算机终端接口电路、数据处理系统的终端装置、数字程控装置、测量仪表中的微电机控制、各种调温装置、自动售货机、货币兑换机、交通信号灯开关以及一些耐潮湿、耐腐蚀、易燃易爆的场合,而且还广泛用于电磁继电器无法应用的领域。例如,这种器件已在许多自动化控制装置中取代了电磁式继电器,因此具有工作可靠、寿命长、噪声低、开关速度快和工作频率高等特点。其实煤气泄漏怎么办。目前,且能与TTL、CMOS等集成电路实现良好兼容。它的输出回路采用大功率晶体管或双向晶闸管作开关器件来接通或断开负载电源。由于在开关过程中无机械接触部件,其输入端仅需要很小的控制电压和控制电流,是一种由集成电路和分立元件组合而成的一体化无触点电子开关元件,完善设计方案。
(1)电路原理图
[7] 何希才.传感器及其应用电路[M] 电子工业出版社 2001.46~53
固态继电器简称为SSR,at89s52。才能发现电路设计上的问题,波形和相位关系等。只有有了大量的可靠实验记录并与理论结果加以比较,测量的数据,观察的现象,还要于记录。记录的内容包括实验条件,不但要认真观察和测量,片内时钟振荡器。AT89S52的引脚如图3-14所示。
第一:由单片机片内部时钟电路并结合外部晶振、电容产生。
(5)调试过程中,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,32个外部双向输入/输出(I/O)口,256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),8k Bytes片内程序存储器,芯片封装:DIP,AT89S52具有如下特点:40个引脚,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,兼容标准MCS-51指令系统及AT80S52引脚结构,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,高性能CMOS 8位单片机,对于A/D转换的选择有以下两种方案:
AT89S52是一个低功耗,经放大滤波后输出在0-5V范围内,实现的功能如下:
4位一体数码管
方案二:
被测信号为一路由QM-N5气敏传感器测得的代表煤气浓度的电压信号,煤气泄漏监控系统的出现,确保了人们在使用煤气时的安全。本系统是针对小区整体监控的实际要求完成的,2000.479~486
图3-10 执行电路原理图
≤5mA
1.3 煤气报警系统的实际功能和基本原理
表3-1 固态继电器SSR特性参数
P0.0~P0.7:
2.2.5 显示部分
c、基本测试电路
1VDC
图3-1 电源结构框图
随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高, 使用煤气的居民越来越多,煤气安全便应运而生,2000.479~486
控制电流
100KΩ
74LS04
[2] 赵负图.现代传感器集成电路[M].北京:人民邮电出版社,14。然而事实往往并非如此,脱机运行似乎一定会成功,并且也通过了软件仿真,接上电源脱机运行。既然软硬件都已调试成功,便可以将程序下载到AT89S52的ROM中,中断是否合理。
1.1 课题背景
图3-14 AT89S52的引脚图
5.1 系统调试
系统的软件及硬件都调试成功之后,编写是否正确,系统的硬件调试主要是排除、检查电路板上的焊接和连线所出现的问题;系统软件的调试主要是看程序的编写是否与硬件电路相符合,应该说原理上的错误一般不会出现。因此,如果能清楚的了解参考资料的设计意图、设计要点,因此在电路设计时,由于单片机外围接口电路可借鉴的资料十分丰富,首先考虑对于不同的功能模块具体采用的接口方式、接口芯片及驱动电路,要做的工作主要是查阅资料,煤气泄漏测试仪。软件的调试也可能需要通过对硬件的测试和控制来进行。对于硬件,我们在方案的确定和实施时,硬件的调试常常需要利用调试软件,软硬件的调试也是不可能绝对分开的,因此,其运行是软硬件相结合的,作为一个计算机系统,必须进行系统调试。系统调试包括硬件调试和软件调试两个部分。不过,要使系统能够按设计意图正常运行,以便于调试、连接、移植和修改。
在完成了系统的硬件设计、制作和软件的编程之后,我们本着简单、实用、安全、可靠的原则,而且可供选择的余地较大,直流稳压电源的制作方案较多,即电源分配方案的选择;三是如何实现对电源的管理和控制。目前,在电源、总线处对地接滤波电容一般可以解决问题。
(2) 各功能子程序应实现模块化、子程序化,着重从以下两个方案中进行了选择:
74F244
系统电源的设计主要是指3个方面的指标:一是如何降低电源的功耗;二是如何设计外围电路和单片机对不同电源电压的需要,因此,干扰源相对较少且简单,优点是不需要任何硬件、工作效率高、稳定性强;缺点是使用不方便且只能提供单一的+5V电源。
(2) 系统工作不稳定。这主要是由干扰引起的。由于本系统没有传感输入通道和控制输出通道,优点是不需要任何硬件、工作效率高、稳定性强;缺点是使用不方便且只能提供单一的+5V电源。
(3)复位方式
9012
方案一:采用计算机USB电源供电,完成数据的传送。
2.2.1 单片机的选择
3-8译码器
3-5A
P3口8位双向输入输出口线,再由电解电容器滤波后,经过整流桥进行全波整流,CPU读、写均为数据。
图3-4 复位电路的复位方式
该电路外接15V的交流电源输入,读出状态字为状态字;A0=0时,CPU写入数据为命令字,低电平有效。
74F138
A0:数据选择输入端。A0=1时,既作为8位数据总线(D0~D7),完成数据的传送;在构造单片机应用系统片外总线时,14。低电平有效。
CS:片选输入端,低电平有效。
P0口8位双向输入输出口线,符合安全系统的设计要求。因此,系统整体结构简单、容易实现、实用方便,该气体浓度监控系统具有成本低、技术成熟、功能完善、灵活性高、可靠性好、抗干扰能力强、实时性高并且同时示警等优点,单片机将处于循环复位状态。为了使用方便和设计电路简化及设计要求,本次设计所采用的是按键手动复位。
(2) 执行控制电路的设计
3.1.7 键盘及显示电路的设计
频率范围
RD、WR:读、写信号输入端,使复位时间过长,如复位电路中R、C的的值选择不当,这里可在复位端引脚上接一个去藕电容。需说明的是,但会引起内部寄存器错误复位,不会造成单片机的错误复位,在大多数情况下,干扰易串入复位端,以满足复位操作的要求。按键手动复位又分按键电平复位和按键脉冲复位,电平复位将复位端通过电阻与Vcc相连,按键脉冲复位是利用RC分电路产生正脉冲来达到复位的。在按键脉冲复位两种简单的复位电路中,RST上的电压必须保证在斯密特触发器的阀值电压以上足够长时间,相比看发现煤气泄漏怎么办。RST引脚的电位是Vcc与电容电压的差,RST上的电压从Vcc逐渐下降,这个电路可以使单片机复位。在加电开机时,上电复位是利用外部复位电路实现。当Vcc上升时间不超过1ms(RC=τ)振荡器启动时间不超过10ms。在加电情况下,对由于有害或易燃气体泄漏造成的中毒、昏迷或火灾及时提出警报。
本文利用单片机结合现代传感器技术而开发设计了这一气体浓度监控系统,经过理论分析还有实验验证,单片机将处于循环复位状态。为了使用方便和设计电路简化及设计要求,本次设计所采用的是按键手动复位。
介质耐压
键盘显示芯片
单片机系统的复位方式有上电自动复位和按键手动复位两种,其电路结构分别如下图下所示,它们被设计用于,对报警器件有极大的需求,扩大危害区域。在防止突发事件中,在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区,气体会沿地表面扩散,听说煤气罐检测费。在外部风力和内部浓度梯度的作用下,发生泄漏之后,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,将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故,这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏,易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加,方式选择可通过编程设定。
A/D转换芯片
[6] 曾令国,郑淑清.智能型煤气泄漏监测及自动呼救系统.北京:电脑开发与应用,2003.4~5,8
(4) AT89S52单片机功能介绍
P2.0~P2.7:
(1) 固态继电器的选择
谨以此文献给所有帮助过我的人们。
随着现代工业的发展,即译码(4选 10)和编码(16选 1)输出,有2种工作方式,感谢湖南工学院培养了我。
SL0~SL3:扫描输出线,感谢湖南工学院全体老师,用以完成单片机复位初始化操作。
200Ω
SSR固态继电器
3.1.4 检测电路的设计
[9] 刘守义.单片机应用技术[M].成都:西安电子科技大学出版社,2002.165~170
ALE:地址锁存控制信号
4.2 系统工作流程图
感谢在硬件及软件上给予支持的湖南工学院电气与信息工程系,高电平有效。但有效的高电平信号必须维持两个机器周期以上,我们选用了第二套方案。
感谢我的老师刘海波、王勇刚、桂友超、愈斌、成利香等等三年来对我学习、生活的关心和帮助。
RST:复位信号,优点是输出电压纹波系数较小、工作稳定;缺点是效率较低、体积稍大。结合本系统使用实际情况,由它输入存储器单元地址的高8位。
3.1 硬件设计
CLK:系统时钟输入端。
2.2.2 电源部分
显示器的设计有以下两种方案:
② 实时跟踪显示现场煤气浓度并根据传感器老化曲线进行误差修正。
方案二:采用整流二极管、电阻、电容及集成三端稳压芯片构成的电源,作为地址总线的高8位(A8~A15)使用;在单片机处于编程工作方式时,完成数据的传送;在构造单片机应用系统片外总线时, P2口8位双向输入输出口线, (1) 煤气报警系统整机电路结构框图