单片机的瓦斯报警系统的设计毕业设计

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1、单片机的瓦斯报警系统的设计摘要本文设计的用单片微机控制的瓦斯浓度监控报警系统，是采用热催化原理(俗称黑白元件)探头制成的甲烷浓度测量仪，适用于煤矿井下各作业场所中测量空气中的瓦斯浓度。仪器能够根据瓦斯浓度报警限(1.00%)进行声、光报警，并启动排风设备，同时具有通信功能。系统由AT89C51单片机、敏感元件、看门狗监控电路、小信号放大电路、A/D转换电路、通信电路、显示电路、报警电路等组成。其中CPU是监控仪的核心，完成数据采集、处理、输出、显示等功能;敏感元件是准确检测瓦斯气体含量的主要元件之一，其输出是与瓦斯浓度相对应的电压信号;

2、小信号放大电路则是用来放大敏感元件输出的电压信号;A/D转换电路把放大了的电压信号由模拟信号变为数字信号送入单片机;显示电路则显示实时瓦斯浓度;报警电路对超限瓦斯浓度进行报警。该系统的特点是测量范围宽，精度高;结构简单，成本低;可靠性和稳定性好，是一种电路设计新颖、参数测量准确、操作方便的矿用瓦斯浓度监控报警系统。关键词:AT89C51，A/D转换电路，敏感元件AbstractTheconcentrationofmethanemonitorcontrolledbychipmicroprocessors15abletosoundtheal

3、armbellbasedonthelimitofmethaneconcentration，andstartdevicetodrainthegasatthesametime.TheinstrumentincludeCPU，sensitiveelement，Canmengoumonitoringcircuit，littlesignalamplifycircuit，A/Dtransformcircuit，communicationcircuit，displaycircuit，monitoringcircuit，CPUisthecoreinth

4、einstrument，completedatagather，Process，export，displayandsoon.Sensitiveelementisoneoftheimportanttomeasuretheconcentrationofmethane，andit’sexportisalittlevoltagesignal，littlesignalamplifycircuitistotransformtheanaloguesignaltodigitalsignal，displaycircuitistodisplaytheconc

5、entrationofmethane，monitoringcircuitistomonitortheoversteplimitofmethaneconcentration·Thefeatureisnewdesign，accuratelymeasureparameter，convenienttooperateandsoon.Keywords:AT89C51，sensitiveelement，A/DtransformationCircuit.目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1瓦斯的介绍11.2煤矿安全系统概况31.3

6、测量仪器的基本性能41.3.1测量仪器的概念41.3.2测量仪器的基本性能5第2章研究内容方法和原则82.1研究内容方法82.1.1设备和功能82.1.2计时92.1.3主要实现方法92.2设计原则92.2.1总体设计的原则102.3课题研究的总体思路11第3章监控系统工作原理123.1瓦斯浓度检测系统原理分析123.1.1分类123.2热催化元件的结构及工作原理133.2.1热催化元件的结构133.2.2敏感元件工作原理143.2.3整机工作原理14第4章硬件电路设计164.1微控制器CPU164.1.1AT89C51164.2敏感元

7、件194.2.1催化元件的特性194.2.2敏感元件的组成及作用214.3小信号放大电路224.4A/D转换电路224.4.1ADC0809的内部结构224.5通信电路274.5.1串行通讯274.5.2信号的调制和解调294.5.3芯片的选择294.5.4串行通信的软件304.6可编程看门狗电压监控电路334.7显示电路374.8声光报警电路384.8.1光报警电路384.8.2声报警电路384.9排风电路394.10电源电路41第5章软件设计465.1系统软件设计原则465.2软件实现功能465.2.1主程序流程图465.2.2定时

8、器中断服务程序485.2.3串行口中断服务程序48第6章仪器标定及主要技术指标516.1仪器的标定516.2仪器的主要技术指标516.3仪器的校正方法51结论53致谢54参考文献55附录157附录263附录