1、文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文分 類 號(hào) :TB21U DC:D10621-408-(2012)0719-0密 級(jí) : 公 開 編 號(hào) :18成都信息工程學(xué)院學(xué)位論文室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文作者姓名:申請(qǐng)學(xué)位專業(yè): 生物醫(yī)學(xué)工程申請(qǐng)學(xué)位類別: 工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師姓名(職稱):論文提交日期:獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知, 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 , 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果, 也不包含為獲得成都信息工程學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使

2、用過的材料。 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。簽名 : 日期 :2012 年 6 月 09日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本學(xué)位論文作者完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定, 有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤 , 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)成都信息工程學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索, 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（ 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名 : 日期 : 2012 年 6 月 09 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾:

3、所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）, 是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知, 除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外, 不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果 , 也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體, 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名:日 期:指導(dǎo)教師簽名:日 期 :使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）的規(guī)定 , 即 : 按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 的印刷本和電子版本;學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版, 并提供目錄檢索與閱覽服務(wù) ; 學(xué)

4、校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文 ; 在不以贏利為目的前提下, 學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.作者簽名:日 期 :學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明: 所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外, 本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體, 均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名 : 日期 : 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文

5、的規(guī)定, 同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版, 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索, 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名: 日期 : 年 月 日導(dǎo)師簽名: 日期 : 年 月 日室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要目前 , 居室內(nèi)空氣質(zhì)量問題主要來自兩個(gè)方面: 一方面是由于房屋裝修、玩具、殺蟲噴霧劑等帶來的有害氣體, 如甲醛、揮發(fā)性有 機(jī)物（VOCs:包含苯系物）等致癌物質(zhì)；另一方面，是人們?nèi)粘Ｉ钪杏捎诖中幕蛟O(shè)備故障引起的諸如水煤氣、天然氣、 液化石油氣之類的有害氣體泄露

6、, 給人體帶來危害。本課題依據(jù)實(shí)際需要, 設(shè)計(jì)了一種集這兩方面有害氣體濃度監(jiān)測(cè)為一體的便攜式監(jiān)測(cè)報(bào)警儀, 及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地對(duì)生活壞境中這兩方面的有害氣體進(jìn)行檢測(cè)并報(bào)警, 提醒人們?cè)跉怏w濃度超標(biāo)時(shí)及時(shí)采取措施, 以有效地保護(hù)人體健康和財(cái)產(chǎn)損失。本文首先分析了室內(nèi)空氣中甲醛、甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物的來源及其對(duì)人體身體健康的影響, 指出家庭燃?xì)庑孤┑劝踩[患; 然后根據(jù) 51 單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用方法, 對(duì)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案作了詳細(xì)的論述; 之后分析了各種氣體傳感器工作原理和性能指標(biāo) ; 最后 , 重點(diǎn)描述了本系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)原理及方案。在室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選用ATMEL公司

7、的8位STC89C51 散處理器芯片作為核心，采用了 Keil操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺(tái) , 開發(fā)了基于Keil 操作系統(tǒng)的程序。通過安裝調(diào)試, 實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)甲醛、甲苯、水煤氣、天然氣、液化石油氣濃度的監(jiān)測(cè)、顯示以及超限及時(shí)報(bào)警等功能, 達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。關(guān)鍵詞 : 傳感器 ; 有害氣體; 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);STC89C51Research and design of the system for indoorharmful gase monitoringAbstractAt present, the indoor air quality problems are mainly from two asp

8、ects: The one hand, gases from house decoration, toys, insecticide sprays, such as formaldehyde, volatile organic compounds VOCs: contains BTEX and other carcinogenic substances; On the other hand, is due to carelessness or equipment failure caused in the people's daily life such as water gas, n

9、atural gas, liquefied petroleum gas and the like of hazardous gas leak, do harm to the human body.This project based on actual needs, design a set of these two aspects of the concentration of harmful gases monitoring as one of the portable monitoring system with alarm, Timely, accuratly and effectiv

10、ly detect the harmful gases in these two areas of the living environment and give an alarm to remind people to make some measures in the gas concentration exceeded places, not only effectively protect people's health and property.This paper first analyzes the sources of indoor air formaldehyde,

11、toluene and other volatile organic compoundsand their impact on human health and the safety hazards that household gas leak caused; then the characteristics of 51 single-chip system, the overall design methodology, as well as harmful gas monitoring system design is discussed in detail;then introduce

12、 the gas sensor working principle and the choice of gas sensor performance indicators; at last highlight the system hardware and software design principles and programs.文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.In the indoor harmful gas monitoring system, I choose8 ATMEL Corporation STC89C51 microprocessor ch

13、ip as the core, and use the Keil operating system as a software development platform, development of procedures based on Keil operatingsystem through installation and commissioning, achieving gases concentration monitoring, display, and alarm in time and other functions. After some adjustments,Iache

14、ved expected results.Key words:sensor; indoor harmful gas; monitoring; STC89C51目錄1 引言 11.1 課題研究背景和意義11.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用與研究現(xiàn)狀21.3 本課題研究的意義21.4 本文的主要任務(wù)及結(jié)構(gòu)32 總體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1 設(shè)計(jì)方案32.2 設(shè)計(jì)原理43 元件選型與電路設(shè)計(jì)43.1 單片機(jī)系統(tǒng)43.1.1 STC89C51 型單片機(jī)簡(jiǎn)介4文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持3.1.2 STC89C51 引腳功能介紹53.1.3 系統(tǒng)的引腳接線73.2 顯示電路93.2.1 L

15、ED 數(shù)碼管 93.2.2 設(shè)計(jì)電路93.3 電源模塊及聲光報(bào)警模塊113.3.1 蜂鳴器113.3.2 設(shè)計(jì)電路123.4 MQ-2 一氧化碳傳感器模塊133.4.1 MQ-2 煙霧傳感器133.4.2 MQ-2 煙霧傳感器模塊143.5 MQ-2 一氧化碳傳感器模塊153.5.1 MQ-7 一氧化碳傳感器153.5.2 MQ-7 一氧化碳傳感器模塊153.6 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊173.6.1 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器173.6.2 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊183.7 硬件設(shè)計(jì)工作流程193.7.1 硬件安裝193.7.2 硬件調(diào)試214 軟

16、件工作流程及軟件編寫234.1 軟件部分整體構(gòu)思23文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.4.1 編程語言選擇234.2 軟件算法244.3 軟件調(diào)試265 總體系統(tǒng)調(diào)試276 結(jié)論 276.1 全文總結(jié)276.2 不足與進(jìn)一步改進(jìn)28參考文獻(xiàn)29致謝30附錄31引言課題研究背景和意義隨著人們對(duì)環(huán)境及健康問題的日益重視, 對(duì)室內(nèi)空氣中有害氣體監(jiān)測(cè)的種類也越來越多, 其中 , 人們?nèi)粘Ｉ钪兄饕P(guān)心的氣體污染問題主要存在于以下兩個(gè)方面。一方面 , 甲醛和苯都是確認(rèn)的致癌物可造成哮喘、心腦血管病、糖尿病、再生障礙性貧血、白血病、胎兒畸形、兒童智力大大降低以及“亞健康”狀態(tài)

17、等多種急慢性癥狀。尤其到了夏季,30 或以上時(shí) , 裝修材料、家具等釋放出的有毒氣體增多室內(nèi)污染相對(duì)較重, 由此而造成的心腦血管疾病激增, 突發(fā)癥狀以中風(fēng)、常見的半身不遂、口眼歪斜為多。中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作委員會(huì)于2004 年在北京地區(qū)千戶新裝修家庭中進(jìn)行的抽檢結(jié)果顯示甲醛超標(biāo)的占60%。從其他地區(qū)青島、南京、銀川、重慶、深圳、烏魯木齊等地有關(guān)部門的檢測(cè)數(shù)據(jù)看, 新裝修家庭中的甲醛不合格比率都在60%以上, 深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院2004年 1 至 7月份,共對(duì)全市400 多套房子進(jìn)行了室內(nèi)環(huán)境檢測(cè),90%甲醛超標(biāo)。室內(nèi)空氣污染已被世界銀行列為全球四個(gè)最關(guān)鍵的環(huán)境問題之一, 全球

18、每年因此而導(dǎo)致死亡的人數(shù)達(dá)280 萬人。 根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定: 居室空氣中甲醛的最高允許濃度為0.08mg/m360ppb),WHOI出的甲醛氣體濃度室內(nèi)環(huán)境指導(dǎo)限值為0.1mg/m374ppb)1 。在我國(guó)，每年由于煤氣主要是CO中毒和天然氣(又稱甲烷,CH) 中毒的案例并不鮮見。煤氣中毒即一氧化碳中毒。一氧化碳是一種無色無味的氣體, 不易察覺。血液中血紅蛋白與一氧化碳的結(jié)合能力比與氧的結(jié)合能力要強(qiáng)200 多倍 , 而且 , 血紅蛋白與氧的分離速度卻很慢。所以 , 人一旦吸入一氧化碳, 氧便失去了與血紅蛋白結(jié)合的機(jī)會(huì),使組織細(xì)胞無法從血液中獲得足夠的氧氣,

19、 致使呼吸困難。煤氣中毒多見于冬天用煤爐取暖、門窗緊閉、排煙不良、液化灶具漏泄或煤氣管道漏泄等。煤氣中毒時(shí)病人最初感覺為頭痛、頭昏、惡心、嘔吐、軟弱無力 , 大部分病人迅速發(fā)生抽筋、昏迷 , 兩頰、 前胸皮膚及口唇呈櫻桃紅色 , 如救治不及時(shí), 可很快因呼吸抑制而死亡。所以, 如果能夠及時(shí)測(cè)試到這些氣體的濃度超過正常狀態(tài), 并報(bào)警提醒人們做出一定措施 , 那么很多家庭災(zāi)難是可以避免的。我國(guó)現(xiàn)有的一氧化碳報(bào)警器，一般將100Ppm-200ppm作為報(bào)警濃度。 因?yàn)檫@種濃度的一氧化碳在短時(shí)間內(nèi)尚不會(huì)對(duì)健康人產(chǎn)生明顯的影響。因此, 有必要設(shè)計(jì)一種針對(duì)甲醛、甲苯、水煤氣、天然氣、液化石油氣這些人們?nèi)粘?/p>

20、生活中經(jīng)常遇到的致癌物質(zhì)和常見燃?xì)獾臐舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè), 為人們擁有一個(gè)健康、安全的日常生活環(huán)境提供保障 2 。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用與研究現(xiàn)狀在測(cè)試甲醛、甲苯等害氣體方面, 國(guó)外比較出名的有: 美國(guó)interscan公司生產(chǎn)的4160.2型甲醛分析儀、美國(guó)ESC公司生產(chǎn)的 乙300甲醛檢測(cè)儀、英國(guó)PPM公司生產(chǎn)的PPM-40甲醛檢測(cè)儀；國(guó)內(nèi)的 有 : 江蘇安普電子工程有限公司生產(chǎn)的400 型甲醛分析儀、北京賓達(dá)綠創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的甲醛測(cè)定儀XP.300、長(zhǎng)春吉大小天鵝有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)室內(nèi)空氣甲醛、氨測(cè)定儀等。這些儀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體的檢測(cè)功能, 適用于專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)研究機(jī)構(gòu)。準(zhǔn)確測(cè)定甲醛、苯、氨

21、等有害氣體的設(shè)備昂貴（如英國(guó)PPM公司 生產(chǎn)的PPM4評(píng)醛儀約兩萬多元），測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，每隔一段時(shí)間就需 進(jìn)行重新標(biāo)定（如英國(guó)PP必司生產(chǎn)的PPM40仲醛儀），需要專業(yè)人員 進(jìn)行操作 , 很難連續(xù)測(cè)定。在檢測(cè)可燃?xì)怏w泄露方面, 國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品如法國(guó)奧德姆便攜可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、美國(guó)ISC可燃性氣體檢測(cè)儀、日本新宇宙便攜可燃?xì)怏w檢測(cè)儀 ; 國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品主要有北京燕山時(shí)代儀表有限公司生產(chǎn)的KS.3型遙控?cái)?shù)字顯示可燃性氣體變送器、沈陽市愛爾普儀器有限公司GP.09C便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)差異主要集中在監(jiān)測(cè)傳感器和控制單片機(jī)芯片的選用, 操作方面國(guó)外的產(chǎn)品操作文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.w

22、ord 版本可編輯.歡迎下載支持界面方便 , 功能更加完備3 。本課題研究的意義本設(shè)計(jì)利用STC89C5卑片機(jī)作為監(jiān)測(cè)器的控制中心即 CPU用戶它來控制相關(guān)的傳感器。如甲醛傳感器、煙霧傳感器、液晶顯示器等。以此來檢測(cè)室內(nèi)的環(huán)境。達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)的有毒氣體的目的。使用者可以對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置, 選擇監(jiān)控有毒氣體的種類。一旦某項(xiàng)指標(biāo)超過所限定的臨界值, 這個(gè)系統(tǒng)可以自動(dòng)的提醒家人進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)動(dòng)作。例如 , 當(dāng)有毒氣體增多了, 提示家人開窗通風(fēng)并迅速關(guān)閉氣體來源等。這樣, 系統(tǒng)在家人還沒有發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到來之前就能夠進(jìn)行相關(guān)的提示操作, 避免一定的危險(xiǎn)事故的發(fā)生, 從而達(dá)到監(jiān)測(cè)報(bào)警實(shí)現(xiàn)未卜先知的目

23、的。本文的主要任務(wù)及結(jié)構(gòu)本論文所完成的任務(wù)是對(duì)室內(nèi)有害氣體的監(jiān)測(cè)方法的研究和設(shè)計(jì) , 根據(jù)單片機(jī)的工作原理, 利用各個(gè)傳感器的特性, 設(shè)計(jì)相關(guān)的電路 , 用單片機(jī)來采集相關(guān)的各個(gè)變量, 在液晶屏上實(shí)時(shí)的顯示各種狀態(tài) , 并且通過按鍵進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置, 超過設(shè)置界限時(shí), 進(jìn)行聲光報(bào)警。得到最優(yōu)結(jié)果, 本論文在總體結(jié)構(gòu)上共分為5 章。第一章引言, 本章介紹了室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)及其發(fā)展。第二章總體系統(tǒng)設(shè)計(jì), 本章介紹了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案。第三章 元件選型與電路設(shè)計(jì), 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)需要的元件以及其原理電路以及硬件設(shè)計(jì)過程。第四章 軟件工作流程及軟件編寫, 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)

24、軟件工作的流程以及編寫的軟件。第五章 總體系統(tǒng)調(diào)試, 主要介紹了對(duì)系統(tǒng)總體調(diào)試的方法與結(jié)果。第六章 總結(jié) , 對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)?？傮w系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用STC89C52 單片機(jī)作為控制核心, 直接利用甲醛傳感器采集室內(nèi)甲醛濃度, 利用一氧化碳傳感器采集室內(nèi)一氧化碳濃度 , 利用煙霧傳感器來監(jiān)測(cè)煙霧的危害程序, 經(jīng)過處理后直接傳給單片機(jī) , 單片機(jī)綜合分析以后, 送到數(shù)碼管上顯示, 并且通過獨(dú)立鍵盤來設(shè)置 , 真題電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 具體模塊框圖如下:圖 2-1 模塊框圖設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)的原理是根據(jù)51 單片機(jī)的工作原理, 利用各個(gè)傳感器的特性 , 設(shè)計(jì)相關(guān)的電路, 用單片機(jī)來采集相關(guān)的各個(gè)變

25、量, 結(jié)合時(shí)鐘芯片在液晶屏上實(shí)時(shí)的顯示各種狀態(tài), 并且通過按鍵進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置超過設(shè)置界限時(shí), 進(jìn)行聲光報(bào)警。元件選型與電路設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)6.2.1 STC89C51 型單片機(jī)簡(jiǎn)介89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) 閃 爍 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器 文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持(FPEROM?Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory) 的 低電壓、高性能CMOS說微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只 讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATME蝎密度非易失存儲(chǔ) 器制造技術(shù)制造，

26、與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由 于將多功能8位CPUf口閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL勺89C51 是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C51單片機(jī)為 很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。89C51 總控制電路如下:圖 3-1 89C51 總控制電路6.2.2 STC89C51 引腳功能介紹VCC供電電壓。GND接地。P0 口:P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL門 電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。P0能夠用 于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器, 它可以被定義為數(shù)據(jù)地址的低八位。在 FIASH編程時(shí)

27、,P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此 時(shí)P0外部必須被拉高。P1 口 :P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向 I/O 口 ,P1 口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入,P1 口被外部下拉為低電平時(shí), 將輸出電流, 這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASHY程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。P2 口:P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口,P2 口緩沖器 可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高, 且作為輸入。并因此作為輸入時(shí),P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是

28、由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí), 它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì), 當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí),P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在FLASH®程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口:P3 口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口 ,可接收輸 出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平， 并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流(ILL) 這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示

29、：表3-1 51單片機(jī)P3 口功能口管腳備選功能P3.0 RXD串行輸出口P3.1 TXD 串行輸入口P3.2 /INT0 外部中斷0P3.3 /INT1 外部中斷1P3.4 T0 計(jì)時(shí)器0外部輸入P3.5 T1 計(jì)時(shí)器1 外部輸入P3.6 WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于 鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASHY程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 在平時(shí),ALE端以不變的頻率周期輸出正

30、脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻 率的 1/6 。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁 止ALE的輸出可在 SFR8EHfe址上置 0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行 MOVX,MOVC令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微 處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。/PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期 間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩 次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP: 當(dāng) /EA 保持低電平時(shí), 則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(0000H-FFF

31、FH), 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1 時(shí) ,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASHY程期間，此弓I腳也用于施加12V編程電源(VPP)。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。STC89C5住要功能如下所示：與 MCS-51 兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命 :1000 寫 /擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間:10 年全靜態(tài)工作:0Hz-24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8 位內(nèi)部 RAM32 可編程 I/O 線兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器5 個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振

32、蕩器和時(shí)鐘電路23.1.3 系統(tǒng)的引腳接線根據(jù)其系統(tǒng)工作原理設(shè)計(jì)出如圖所示的引腳接線:圖 3-2 系統(tǒng)的引腳接線為了能夠?qū)崿F(xiàn)使用按鍵進(jìn)行設(shè)置監(jiān)測(cè)氣體的種類, 我使用了4 個(gè)按鍵 , 其中三個(gè)是選擇氣體傳感器, 還有一個(gè)為復(fù)位按鍵。具體電路如下:圖 3-3 4 個(gè)按鍵根據(jù)51單片機(jī)的特點(diǎn)，我采用11.0592M晶振給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào) , 兩個(gè)各加一30pf 的電容來穩(wěn)定型號(hào), 由于 51 單片機(jī)是采用低電平復(fù)位 , 我又在其旁邊加了一個(gè)按鍵, 便于手動(dòng)復(fù)位, 電路連接如圖:3-4 手動(dòng)復(fù)位由于擔(dān)心聲光報(bào)警時(shí)間過長(zhǎng), 我在 INT1 及 INT2 接口處各加上兩個(gè)按鍵作為外部中斷以停止聲音報(bào)警及

33、閃光報(bào)警。電路圖如下:圖 3-5 中斷按鍵顯示電路3.2.1 LED 數(shù)碼管本設(shè)計(jì)采用4段/位LE或碼管(能夠顯示4個(gè)8),LED數(shù)碼管(LEDSegmentDisplays) 是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件 , 引線已在內(nèi)部連接完成, 只需引出它們的各個(gè)筆劃, 公共電極。led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn), 還有一種是類似于 3 位“+1”型。位數(shù)有半位,1,2,3,4,5,6,8,10 位等等 ,led 數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類。它們的發(fā)光原理是一樣的 , 只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅, 綠 , 藍(lán) , 黃等幾種。LED數(shù)碼管

34、廣泛用于儀表, 時(shí)鐘 , 車站 , 家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。下面LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳定義圖 3-6 引腳定義每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示DP 是小數(shù)點(diǎn). 43.2.2 設(shè)計(jì)電路根據(jù)LED數(shù)碼管原理設(shè)計(jì)出如圖所示的引腳接線電路如圖：圖 3-7 引腳接線電路由于51單片機(jī)P0 口內(nèi)部無上拉電阻，所以我在P0 口外加了 1k的上拉排阻。總電路圖如下:圖 3-8 總電路圖因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)使用的模塊較多，繪制PCB&時(shí)使用了鋪地的接地方法 , 鋪地的優(yōu)點(diǎn)在于散熱迅速, 穩(wěn)定性好 , 對(duì)模塊及器件有保護(hù)作用?？侾CB圖如下：圖3-9總PCB圖電源模塊及聲光報(bào)警模塊3.3

35、.1 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器, 采用直流電壓供電, 廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。本設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器, 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515V 直流工作電壓）, 多諧振蕩器起振, 輸出 1.52.5kHZ 的音頻信號(hào) , 阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。圖 3-10 蜂鳴器外形圖3.2.2 設(shè)計(jì)電路根據(jù)蜂鳴器的和LED二極管的特性，制作出的電路圖如下：圖 3

36、-11 聲光報(bào)警及電源模塊電路圖由于在總板上電源和接地接口過少, 不能滿足傳感器等的需求,于是我在模塊里加入了兩排8 腳排針?？傠娐稰CB圖如下：圖3-12聲光報(bào)警及電源模塊總 PCBfflMQ-2 一氧化碳傳感器模塊3.4.1 MQ-2 煙霧傳感器MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫SnO2當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高, 對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體,

37、是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。其結(jié)構(gòu)和外形如圖:圖 3-13 MQ-2 氣體傳感器外形圖圖 3-14 MQ-2 氣體傳感器結(jié)構(gòu)圖3.4.2 MQ-2 煙霧傳感器模塊下圖為MQ-2氣體傳感器實(shí)物圖。圖 3-15 MQ-2 氣體傳感器模塊實(shí)物圖簡(jiǎn)要說明:尺寸:長(zhǎng)32mm 噴22mm窗27mm長(zhǎng)X寬X高主要芯片：LM39& ZYMQ-方體傳感器工作電壓: 直流 5 伏特點(diǎn) :(1) 具有信號(hào)輸出指示。(2)雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出及TTL電平輸出)(3)TTL 輸出有效信號(hào)為低電平。(當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮, 可直接接單片機(jī))(4)模擬量輸出05V電壓，濃度越高電壓越高。(5) 對(duì)液化氣

38、 , 天然氣 , 城市煤氣有較好的靈敏度。(6) 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性(7) 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性其原理圖如下:圖 3-16 MQ-2 氣體傳感器模塊電路圖MQ-2 一氧化碳傳感器模塊7.5.1 MQ-7 一氧化碳傳感器MQ-7氣體傳感器的氣敏材料，是用在清潔空氣中電導(dǎo)率低的二 氧化錫(SnO2)。采用高低溫循環(huán)檢測(cè)方式低溫(1.5V加熱)檢測(cè)一氧 化碳 , 傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度增加而增大, 高溫(50 V 加熱 ) 清洗低溫時(shí)吸附的雜散氣體。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電 導(dǎo)率的變化, 轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-7傳感器對(duì)一氧化碳的靈敏度高，這種傳感器可檢

39、測(cè)多種含一 氧化碳的氣體, 是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。其結(jié)構(gòu)和外形如圖 :圖 3-17 MQ-7 一氧化碳傳感器外形圖圖 3-18 MQ-7 一氧化碳傳感器結(jié)構(gòu)圖7.5.2 MQ-7 一氧化碳傳感器模塊下圖為MQ-7一氧化碳傳感器模塊實(shí)物圖：圖 3-19 MQ-7 一氧化碳傳感器模塊實(shí)物圖簡(jiǎn)要說明:尺寸 : 長(zhǎng) 32mm *寬 22mm *高 27mm主要芯片：LM39& MQ-7氣體傳感器工作電壓: 直流 5 伏特點(diǎn) :(1) 具有信號(hào)輸出指示。(2)雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出及TTL電平輸出)(3)TTL 輸出有效(信號(hào)為低電平。(當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮, 可直接接單片機(jī))(

40、4)模擬量輸出05V電壓，濃度越高電壓越高。(5) 對(duì)一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性。(6) 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性其原理圖如下:圖 3-20 MQ-7 一氧化碳傳感器模塊電路圖MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊6.6.1 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器MQ-138醛、酮、醇類氣體傳感器使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫SnO2。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在醛、酮、醇類氣體時(shí), 傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中醛、酮、醇類氣體濃度的增加而增大。 使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-138醛、酮、醇類氣體傳感器對(duì)醛、醇、酮、芳族化

41、合物的靈敏度高。, 是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。其結(jié)構(gòu)和外形如圖:圖 3-21 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器外形圖圖 3-22 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器外形圖6.6.2 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊下圖為MQ-138醛、酮、醇類氣體傳感器模塊實(shí)物圖：圖 3-23 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器模塊實(shí)物圖簡(jiǎn)要說明:尺寸 : 長(zhǎng) 32mm *寬 22mm *高 30mm主要芯片：LM39&甲醛感應(yīng)探頭工作電壓: 直流 5V特點(diǎn) :(1) 具有信號(hào)輸出指示燈指示;(2)雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出及TTL電平輸出)；(3)TTL 輸出有效信號(hào)為低電平;

42、( 低電平時(shí)信號(hào)燈亮, 可接單片機(jī)IO 口 )(4) 模擬量輸出隨濃度增加而增加, 濃度越高電壓越高;(5) 對(duì)醛、醇、酮、芳族化合物具有很高的靈敏度;(6) 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性;(7) 快速的響應(yīng)恢復(fù)特性;(8) 帶安裝孔 , 方便固定安裝;(9) 探頭可以插拔設(shè)計(jì), 方便試驗(yàn)。其原理圖如下:圖 3-24 MQ-138 醛、酮、醇類氣體傳感器電路圖硬件設(shè)計(jì)工作流程3.7.1 硬件安裝根據(jù)電路圖繪制出 PCB圖，在打印機(jī)中打印出來，隨后通過加熱器轉(zhuǎn)印到銅板上, 腐蝕后得到電路板。我一共制作了三塊電路板,第一塊由于打印機(jī)墨質(zhì)不好, 腐蝕后得到的電路板線路混亂, 斷線過多所以無法使用

43、, 第二塊電路板銅板質(zhì)量過硬, 得到的電路板鉆孔困難 , 無法保證鉆孔時(shí)焊盤固定, 無法使用。在制作第三塊電路板時(shí)汲取了前兩塊電路板的失敗經(jīng)驗(yàn), 所做出的電路板工作正常。在焊接元件的過程中發(fā)現(xiàn)電路圖中使用的串口為公口, 然而我能夠買到的串口只有母口 , 所以對(duì)電路進(jìn)行了調(diào)整, 使其能夠使用母口電路, 調(diào)整后的電路板如下圖:圖 3-25 串口調(diào)整后實(shí)物圖根據(jù)電路圖將甲醛傳感器模塊、一氧化碳傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、電源、 聲光報(bào)警模塊和總板用杜邦線連接起來得到設(shè)計(jì)出的室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)物圖如下:圖 3-26 室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖然而在整體調(diào)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)按鍵封裝有錯(cuò)誤, 導(dǎo)致整塊電路

44、板在導(dǎo)入程序的時(shí)候無法正常工作, 在對(duì)電路進(jìn)行研究之后, 發(fā)現(xiàn)已經(jīng)無法補(bǔ)救，于是又重新做了第四塊電路板，其PC吸實(shí)物圖如下：圖3-27第四塊電路板PCBS圖 3-28 第四塊電路板實(shí)物圖3.7.2 硬件調(diào)試電路板調(diào)試:利用鴻昌儀表生產(chǎn)的DT9205N?用表對(duì)電路板線路進(jìn)行檢測(cè)，以檢查是否有斷線及焊盤脫落等情況。首先將萬用表打開, 將指針撥向歐姆檔, 將紅黑兩筆分別接觸需要檢測(cè)的線路兩頭, 如果萬用表發(fā)出“滴”的一聲 , 說明無斷線; 將紅黑兩筆分別接觸需要檢測(cè)的器件焊接點(diǎn)兩端, 如果萬用表發(fā)出 “滴”的一聲說明焊盤未脫落。通過調(diào)試 , 電路板無斷線, 焊盤未脫落。傳感器模塊調(diào)試:由于本設(shè)計(jì)使用

45、的三個(gè)模塊調(diào)試步驟相同, 所以以下統(tǒng)一論述。利用 51 開發(fā)板對(duì)傳感器模塊進(jìn)行調(diào)試, 通過編寫軟件使其在檢測(cè)到有害氣體后將51 開發(fā)板上的Led 二極管點(diǎn)亮。首先將傳感器模塊的VCCS接在51開發(fā)板的電源端口上，GND端接在單片機(jī)的地端,TTL 高低電平輸出端接在單片機(jī)P1 口 , 將 51 開發(fā)板的串口連接至電腦。實(shí)物圖如下:圖 3-29 調(diào)試傳感器模塊電路圖打開電腦 , 打開 Uvision 軟件編寫調(diào)試程序, 利用 if 語句使系統(tǒng)能夠達(dá)到當(dāng)有害氣體的測(cè)試濃度大于設(shè)定濃度時(shí), 單片機(jī) P3.0 口輸出低電平將LED排燈點(diǎn)亮。編寫好調(diào)試程序之后，通過STC-ISP軟件將程序錄入51 單片機(jī)

46、。 為了使測(cè)試效果更加明顯, 撥動(dòng)傳感器模塊上的電位器將其設(shè)定濃度調(diào)制適合值, 利用香煙燃燒后產(chǎn)生的有害氣體調(diào)試模塊。當(dāng)傳感器模塊接收到有害氣體時(shí)，LED排燈點(diǎn)亮，證明傳感器模塊能夠正常工作, 如下圖 :圖 3-30 調(diào)試傳感器模塊電路圖軟件工作流程及軟件編寫軟件設(shè)計(jì)是結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)共同完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分。軟件和硬件在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是相輔相成關(guān)系, 硬件的結(jié)構(gòu)決定著軟件的算法 , 軟件特定的算法處理也決定了硬件的結(jié)構(gòu)。另外 , 軟件可以代替一些硬件電路, 使電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化, 大批量應(yīng)用時(shí)更能節(jié)約不少成本。本課題中特別注重的一點(diǎn)就是體積小, 軟件就有必不可少責(zé)任。除此之外, 軟件在低功耗處理

47、上功勞也不小。系統(tǒng)在一般狀態(tài)下能正常運(yùn)行, 進(jìn)入低功耗模式后同樣能正常實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能, 這一點(diǎn)對(duì)軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)考驗(yàn)。盡管如此, 根據(jù)軟件的具有較大靈活性和可編程微控制器的特殊原理特性, 采取了許多積極有效的處理方式, 最終順利完成全套功能設(shè)計(jì)和綜合調(diào)試。軟件設(shè)計(jì)步驟: 首先熟悉硬件結(jié)構(gòu)和可編程器件的功能應(yīng)用,再由系統(tǒng)功能需求得到軟件設(shè)計(jì)的整體構(gòu)思, 接著選擇編程語言, 然后給出軟件算法, 擬制軟件流程圖, 接下來實(shí)現(xiàn)各部分功能, 最后調(diào)試細(xì)節(jié)問題并完善所有功能組合。軟件部分整體構(gòu)思軟件部分主要對(duì)傳感器模塊檢測(cè)到有害氣體時(shí)TTL 高低電平輸出口輸出的低電平進(jìn)行處理。首先對(duì)整個(gè)程序初始化, 通過按鍵

48、選擇工作模式后, 在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的工作模式, 延時(shí)過后在數(shù)碼管上顯示目前的空氣質(zhì)量狀態(tài)，默認(rèn)為GOODI傳感器模塊檢測(cè)到有害 氣體時(shí)，數(shù)碼管顯示BAD,同時(shí)激活聲光報(bào)警系統(tǒng)，檢測(cè)外部中斷按鍵， 通過外部中斷按鍵來選擇警報(bào)模式, 最后通過復(fù)位按鍵關(guān)閉警報(bào)并初始化系統(tǒng)。編程語言選擇可編程器件只有89C51 單片機(jī) , 它支持匯編語言和C 語言編程。鑒于C語言的可讀性好和C語言易移植等特點(diǎn)，軟件開發(fā)設(shè)計(jì)采 用C語言編程。5軟件算法軟件功能流程圖如下:圖 4-1 軟件功能流程圖軟件的算法處理流程和外部中斷的處理過程如圖所示。系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)首先定義數(shù)碼管顯示碼以及管腳接口; 初始化之后調(diào)用選擇函數(shù)

49、, 利用 while 循環(huán)語句判斷選擇按鍵是否按下。當(dāng)按鍵S1被按下時(shí)調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示HCH%志位 FLAG1打開，終止while循環(huán)，繼續(xù)HCHCX#模式，通過if語句判斷 甲醛傳感器模塊是否輸出低電平, 如果是則調(diào)用顯示函數(shù), 數(shù)碼管顯示BAD利用if語句判斷中斷標(biāo)志位flag,如果其等于0則聲光同時(shí) 報(bào)警 , 如果等于1 則只有聲音報(bào)警, 如果等于2 則只有光照?qǐng)?bào)警, 如果超過 2, 則從 0 開始循環(huán) , 如果甲醛傳感器模塊為輸出低電平, 則調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示GOO卵序終止。圖 4-2 外部中斷功能流程圖當(dāng)按鍵S2被按下時(shí)調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示CO標(biāo)志位 FLAG2打開

50、，終止while循環(huán)，繼續(xù)CO工作模式，通過if語句判斷一 氧化碳傳感器模塊是否輸出低電平, 如果是則調(diào)用顯示函數(shù), 數(shù)碼管顯示BAD,利用if語句判斷中斷標(biāo)志位flag,如果其等于0則聲光同 時(shí)報(bào)警 , 如果等于1 則只有聲音報(bào)警, 如果等于2 則只有光照?qǐng)?bào)警, 如果超過 2, 則從 0 開始循環(huán) , 如果一氧化碳傳感器模塊為輸出低電平,則調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示GOO卵序終止。當(dāng)按鍵S3被按下時(shí)調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示GAS標(biāo)志位 FLAG3丁開，終止while循環(huán)，繼續(xù)GASC作模式，通過if語句判斷氣 體傳感器模塊是否輸出低電平, 如果是則調(diào)用顯示函數(shù), 數(shù)碼管顯示BAD利用if語句判

51、斷中斷標(biāo)志位flag,如果其等于0則聲光同時(shí)報(bào) 警 , 如果等于1 則只有聲音報(bào)警, 如果等于2 則只有光照?qǐng)?bào)警, 如果超過 2, 則從 0 開始循環(huán) , 如果氣體傳感器模塊為輸出低電平, 則調(diào)用顯示函數(shù)，數(shù)碼管顯示GOO卵序終止。具體程序代碼如附錄。軟件調(diào)試打開 keil 軟件 , 打開程序, 檢查后單擊編譯按鍵, 如果未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和警告則說明程序能夠正常運(yùn)行。編譯結(jié)果如圖所示:圖 4-3 軟件編譯結(jié)果圖所以程序能夠正常運(yùn)行。然而在將程序燒入單片機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn), 數(shù)碼管顯示亂碼, 在研究了電路圖后發(fā)現(xiàn)并無異常, 最后在程序中發(fā)現(xiàn)了問題, 程序中數(shù)碼管段碼編寫錯(cuò)誤導(dǎo)致無法顯示, 并且顯示工作模式和顯示

52、工作狀態(tài)之間的延時(shí)太短 , 導(dǎo)致出現(xiàn)亂碼, 經(jīng)過調(diào)整后, 數(shù)碼管正常工作, 如下圖 :圖 4-4 數(shù)碼管正常工作圖總體系統(tǒng)調(diào)試通過串口將電腦中已經(jīng)編寫好的程序傳輸入51 單片機(jī)中, 打開電源 , 檢查各模塊是否正常工作。首先將STC_ISP_V483這個(gè)串口通彳t軟件打開，選擇打開程序文件選項(xiàng) , 找到需要錄入單片機(jī)的hex 文件 , 選擇下載選項(xiàng), 點(diǎn)擊后給單片機(jī)上電復(fù)位, 等待信息框中顯示已下載成功, 說明程序已經(jīng)錄入單片機(jī)。接下來首先通過按鍵選擇工作模式, 然后根據(jù)傳感器模塊的類型將相應(yīng)的氣體放置在傳感器探頭附近, 等待聲光報(bào)警模塊工作,當(dāng)報(bào)警模塊工作后, 通過按下外部中斷按鍵選擇報(bào)警模

53、式, 按一下則led 二極管關(guān)閉, 按第二下則蜂鳴器關(guān)閉, 按第三下則led 和蜂鳴器都打開。將三個(gè)傳感器模塊都檢查完畢后, 按下復(fù)位鍵, 并關(guān)閉電源。通過監(jiān)測(cè)總體系統(tǒng)能夠正常工作。結(jié)論全文總結(jié)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)有毒害氣體、易燃易爆氣體濃度 , 如果實(shí)測(cè)濃度超限, 則及時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。本次設(shè)計(jì)使用了低電壓、高性能CMOS啦微處理器STC89C52單片機(jī)作為控制核心，總體電路具有運(yùn)行速度快, 穩(wěn)定 , 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 散熱迅速等特點(diǎn), 采用模塊化設(shè)計(jì) , 這樣不僅有利于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試, 同時(shí)也方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更改和系統(tǒng)硬件的升級(jí)。通過對(duì) 51 單片機(jī)及各種傳感器模塊的了解與學(xué)習(xí), 我對(duì)其工作原理以及工作方法有了更深層次的認(rèn)識(shí)和理解。為了監(jiān)測(cè)室內(nèi)有害氣體的濃度, 有害氣體傳感器有著不可取代的作用, 通過對(duì)有害氣體傳感器MQ-2,MQ-7,MQ-138監(jiān)測(cè)有害氣體的工作方式的深入研究，設(shè)計(jì)出了以51 單片機(jī)為系統(tǒng)核心的室內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 并完成了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì), 通過測(cè)試表明系統(tǒng)工作良好, 能夠及時(shí)的告知使用者是否應(yīng)該采取開窗通氣等措施。同時(shí) , 通過對(duì) 51 單片機(jī)的硬件安裝