气体测量系统设计
中文摘
现代科技技术水日益发展中燃气已逐步普起提高生活水准时导致类针生活品质定追求想改善生活环境时造成风险发生中CO 危害现象进行燃气泄露检验进行研发课题运气体报警装置单片机题气体传播感应装置数转换芯片等装置连接起单片机进行运作处理数进行分析查设定气体浓度值否超果超够动开启报警装置反会报警系统运简单快捷检测准确度高够拥定程度市场价值进行研究意义
关键词 单机 气体传感装置 报警装置 PCF8591
毕业设计说明书（文）外文摘
Title Gas measurement system design
Abstract
With the rapid development of economic level and science and technology liquefied petroleum gas gas and natural gas have entered ordinary households While improving people＇s living standards people have paid more and more attention to the improvement of their quality of life and living environment People have brought certain potential dangers among which carbon monoxide is the most important source of danger To solve this problem a flammable gas detection system is proposed The design gas alarm adopts STC89C52 singlechip microcomputer as the main control The MQ2 gas sensor is connected with the PCF8591 AD analogtodigital conversion chip The analog signal is converted into a digital signal and transmitted to the singlechip microcomputer It is processed by the STC89C52 singlechip microcomputer and processed The data is analyzed to see if it is greater than the set gas concentration value If it is it will automatically start the alarm circuit to send an alarm sound otherwise it will not alarm The system is easy to operate sensitive to detection and costeffective and has certain market application value and research significance
Keywords Single chip Gas sensor Alarm PCF8591
目 录
11课题背景意义 4
12 国外研究状况 5
13文研究容文结构安排 6
21控制方案确定 7
22控制方式选择 7
221 控芯片选择 7
222声音报警电路方案选择 8
223显示方案选择 8
224 AD采样芯片选择 9
31系统功分析体系结构设计 11
311系统功分析 11
312系统总体结构 11
32模块电路设计 11
321 STC89C52单片机核心系统电路设计 11
322 5V电源电路设计 15
323 LCD1602液晶显示模块电路设计 16
324键电路设计 18
325 蜂鸣器报警电路（低电效）设计 19
326 LED信号指示灯电路设计 20
327 MQ2甲烷CO气体传感器模块电路设计 21
328 PCF8591 AD采样电路设计 25
41 编程语言选择 26
42单片机程序开发环境 26
43 Keil uVision4软件开发流程 27
44 STCISP15xxv685p程序烧录软件介绍 28
45 PL2303串口程序烧写模块介绍 29
46 程序流程图 30
51 电路焊接 32
52 系统调试 33
521 系统程序调试 33
522硬件测试 34
53 实物测试 34
结 35
致 谢 36
参 考 文 献 37
第章 绪
11课题背景意义
安全关问题家庭说忽视问题想减少删种燃气产生损害许生产工厂选择种合适屋子里面煤气泄露时够报警装置必预防CO中毒爆炸定面现象煤气泄漏报警器正引入国家家庭尺寸稳定性高易携带检测率高较低成家煤气泄露报警器作气体检测仪器具高检测精度防止量泄漏造成员财产损失般声音光报警转换模块报警排出气体发射信号等组成通常泄漏具体量导致什光亮调节报警器响响等求种警报器需较体积较高精准度等等传统报警器满足期常52系列单片机进行气体报警
针常报警装置单片机进行掌控模块进行分支掌控种报警器日常生活中发挥作重实时进行精准掌控周边工作状况等等点燃气体毒具危害气体泄露出保护生命安全财产损失
12 国外研究状况
针气体进行检测报警工具高新技术领域日常生活作基础进行生产相关产品检验气体探测装置传播信息装置控制装置报警装置刨析装置传播感应刨析动掌控机制单片机操作说明传播数进行理分析等综合种技术水利
早20世纪60年代日已开发完成首台具真正价值关室煤气泄露报警装置改良产品推市场改善种产品装浴室者利关掌控技术严格进行掌控防止泄露
国关煤气泄露报警装置研究开始较晚厂家芯片数量等关价格原导致国部关种燃气等泄露进行报警装置开发太晚然现时代发展科技进步特历改革开放新中国国正确方针国研发出报警装置已进展许技术已超越国外然目前国相关领域占市场份额够难国找成熟装置报纸出现科技性强报道然现市场出现少量产品存问题预防煤气泄露危险意识薄弱产品研发够重视目前国产品正处尴尬局面
13文研究容文结构安排
第1章 介绍设计课题背景国外研究现状
第2章 说明系统方案选择
第3章介绍硬件电路组成
第4章介绍软件设计
第5章介绍硬件调试
第二章 方案设计证
21控制方案确定
设计STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+AD采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+键电路+MQ2煤气传感器电路+电源电路组成
22控制方式选择
221 控芯片选择
方案
运进行变成逻辑器件作控制中心种控制器完成复杂功规模巨占体积较稳定性较强含资源较全面够延展出许新功运输入输出办法增加系统进行处理速度适作规模进行控制核心然系统需特繁琐途针数处理等求较低济利角度说方案
方案二
运ST企业单片机作控制控制器功消耗较低消耗功率较低金较少符合项目需求
方案三
运单片机芯片掌控美国家仪器公司推出种联合处理信号装置消耗源低适合作项目特实践中生产需求方面容集合芯片中种方式解决机器耗较低体积方便已广泛领域中效提升济方面获益然成太高舍弃
选择方案二
图21 控芯片
222声音报警电路方案选择
方案
运声音合成芯片进行报警需进行扩充启动电路等身操作较复杂太稳定基考虑放弃方案
方案二
采蜂鸣器进行报警结构单性强需资金较少方案二适合
方案三
运音乐片段作体系门铃模块较简单通振荡电路加连接较独立零件进行操作够发出种音乐现广泛运玩具面者家里门铃等等具电路简单成低廉等优点
选择方案二
223显示方案选择
方案
运LED数码动态装置进行扫描价格中规中矩作显示数字特适合运动态扫描办法单片机进行连接占线较少电路较单性价较高
然数码显示数限设计显示数较舍弃
方案二
运点阵数码进行显示种发光二极组成八行八列果显示文字容特合适果作显示数字会导致特浪费价格会较昂贵作种显示
方案三
LCD液晶显示屏幕单片机驱动显示文字图案等等显示够展示较容时较美观种显示屏程序较单价格低廉运种方式
采种显示屏显示力较强里面192字符显示字符等耗较低
选择方案三
图22 LCD2602模块正面
图23 LCD2602模块反面
224 AD采样芯片选择
方案
采ADC0832芯片种芯片美国家公司生产出种具8位分辨效率两通道进行相互转换芯片体积较够容纳数较丰富性价较高单片机喜爱者公司迎合普率已高
方案二
采PCF8591芯片系统选择PCF8591作AD采样芯片单片机集成独立供应电耗较低获取数较快
根性价选择方案二
第三章 硬件电路设计
31系统功分析体系结构设计
311系统功分析
设计STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+AD采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+键电路+MQ2煤气传感器电路+电源电路组成
(1)LCD1602液晶实时显示前煤气浓度显示
(2)浓度0~20ppm时绿灯亮浓度达20ppm设置值时黄灯亮浓度超设置值时红灯亮
(3)通键设置煤气浓度阈值设置范围1200前阈值超设置阈值蜂鸣器报警
312系统总体结构
系统具体框图图示：
图31 系统硬件框图
32模块电路设计
321 STC89C52单片机核心系统电路设计
STC89C52RCSTC企业进行生产研发耗低功强具强控制功8k字节体系编程动画储存运典核做改进新功单芯片具备功：动画功八字节RAM五百十二字节门狗定时装置复合电路定时装置计数装置四中断四级装置外降低静止操作模式两种软件时进行节约电模式空闲状态cpu中断工作状态允许设施进行继续工作电量降低保护措施RAM容保存起振荡器冻结操作完成步工作终止硬件回应运转频率达35赫兹
STC89C52特性：
（1）8K字节程序存储空间
（2）数储存达512字节
（3）4千字节储存空间
（4）直接串口载
二STC89C52参数：
（1）8051增强类型单片机6钟头12钟头周期进行机切换代码完全兼容
（2）户应程序空间8K字节
（3）片集成512 字节RAM
（4）通IO 口（32）复位行漏极开路输出总线路进行扩展程中必加电阻果作电流O开口需电阻
（5）ISPIAP需进行专门编程需进行专门仿真串联入口（RxDP30TxDP31）迅速进行载户程序快完成
（6）具EEPROM功
（7）定时器T0T1T2
（8）外围中断4路着中断部位者电量较低时候触发电路Power Down形式通外部进行阻断低电进行触发断方法进行
（9）联合异步串行入口（UART）运定时软件
（10）工作温度：40～+85℃0～75℃
（11）PDIP封装
三STC89C52单片机相关引脚说明：
（1）VCC：供电电压
（2）GND：接
（3）P30 RXD（串行输入口）
（4）P31 TXD（串行输出口）
（5）P32 INT0
（6）P33 INT1
（7）P34 T0
（8）P35 T1（记时器1外部输入）
（9）P36 WR
（10）P37 RD
（11）RST：复位输入
（12）ALEPROG：果访问外围存储装置时候址允许输出电量作锁存址位置果进行动画编程时候引入输进编程里面脉日输入脉信号时频率振荡器频率六分部分外进行输出时定时果需停止输出址置零时ALE执行MOVXMOVC指令ALE起作外该引脚略微拉高假微处理装置外围进行执行操作状态时禁止置位没效果
（13）PSEN：果外部程序进行存储装置选择通信号外部程序存储装置周期两次效果然果访问外部相关数程中两次信号会出现
（14）EAVPP：果EA电量较低稳运行时期外部关程序存储装置程序存储应该注意保密方式果电量较高部存储装置动画进行编程程中加12V编程电
（15）XTAL1： 反方振荡放装置输入部时工作程输入
（16）XTAL2：反振荡器输出
单片机引脚图图示：
图32 STC89C52单片机引脚图
四STC89C52单片机系统说明：
STC89C52单片机体系三部分电路构成时钟复位电源三部分正常进行工作运行原理图
图33 单片机系统原理图
（1） VCCGND提供电量源：
（2） 复合电路根键电容量电阻构成作工钮进行复位工作电动进行复位功体系中电进行复位功键口两高端信号进行工复位种系统检验电压升高定时间时间体系通电阻连接面间形成条道路然高电压降低变低电压完成次电位复位
（3） 时钟电路Y1＼C1＼C2构成具掌控芯片构成数字电路进行工作程中会少时钟电路需发出体系时间控制芯片正常进行工作芯片工作程进行时钟信息般种工作拍整体够稳运行工作保证控制体系需正常进行工作提升工作效率药晶振电容联合起满足运行需达正常工作目
（4） JD1单片机载接口
322 5V电源电路设计
体系运5v直流电源进行供电线路较简单稳DC电源DC插座直接接USB电源线端插DC插座外端插5V电源红色指示灯检验系统否含足够电量电阻防止电流太指示灯烧坏动锁开关SW开关灯亮时候直流电流出次开关红灯灭时候系统电源没办法保证5v电源输出
图34 5V电源电路原理图
323 LCD1602液晶显示模块电路设计
显示屏幕进行字符显示进行字段显示中字段显示指示灯类似果够接收应方出基需决定课题采种方式体系中运作输出显示器信息传统进行较液晶显示板块体积较显示容较途广泛方需显示装置方显示两行16文字
LCD1602技术参数：
（1）显示容量16×2字符
（2）芯片工作电压45～55V
（3）工作电流20mA（50V）
（4）模块佳工作电压50V
二LCD1602运14脚接口进行引脚操作说明：
（1）第1脚：VSS电源
（2）第2脚：VDD接5V正电源
（3）第3脚：V0液晶显示器度调整端
（4）第4脚：寄存器选RS电压较高运数寄存器电压较低采指令寄存器
（5）第5脚：获取信号线路RW电压较高进行日常操作读取电压较低进行写操作两种电压较低写指令显示出址读取忙信号高电压写数
（6）第6脚：量端E端电压高变低时候进行执行操作
（7）第7～14脚：D0～D78位双数线
（8）第15～16脚：空脚
三控制指令说明
LCD1602显示装置控制系统11指令说明：
序号
指令
RS
RW
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
ID
S
4
显示开关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标字符移位
0
0
0
0
0
1
SC
RL
*
*
6
置功
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存贮器址
0
0
0
1
字符发生存贮器址
8
置数存贮器址
0
0
1
显示数存贮器址
9
读忙标志址
0
1
BF
计数器址
10
写数CGRADDRAM）
1
0
写数容
11
CGRAMDDRAM读数
1
1
读出数容
表31 控制命令表
四液晶板块进行读写运作显示屏等操作相关指令（说明：1高电0低电）
（1）指令1： 清空显示指令操作时01H
（2）指令2：字符发生器RAM址设置
（3）指令3：DDRAM址设置
（4）指令4：读忙信号光标址 BF时候接受指示电压低忙
（5）指令5：写数
（6）指令6：读数
体系中运种液晶显示装置作输出装置电路中电位装置调节显示程度清晰程度具体电路原理图图示
图35 LCD1602液晶显示电路原理图
324键电路设计
种键种输入体制连接中点作种键控制机制默认高电压情况键变成低电压进实现系统手动输入电路原理图图示
图36 键电路原理图
325 蜂鸣器报警电路（低电效）设计
源头蜂鸣器种联合体式结构进行电子通讯工具运直流电压进行供应电量办公具等日常生活中类电子关产品中作发出声音电器体系中运报警装置电压5V种源头蜂鸣器板块电路中运三极进行启动单片机掌控制成低电压模式蜂鸣器会动启动报警装置相反情况会发出声响通掌控输出方式掌握报警器鸣方式电阻限流电阻保护作
图37 蜂鸣器报警电路原理图
326 LED信号指示灯电路设计
指示灯发光二极具备方导电性质电路设计中电阻电流进行限制保护指示灯果控制单片机引脚降低指示灯会发光相反情况指示灯发光具体电路原理图图示
图38 LED灯指示电路原理图
327 MQ2甲烷CO气体传感器模块电路设计
MQ2气体感受器配备气敏原料扫气体环境时较适合SnO2材料感受器原理温度循环方法进行低温监察氧化碳浓度进行感受器电导率室氧化碳浓度呈正关系进行温度高监察方法够检验空气中燃气体存清洁空气中害气体设计款简易方法够电导率高低转化成种读信息更加直观空气中种气体含量MQ9类够迅速感受液化气甲烷CO含量感受器较适合更场合价格接受范围
注意：传感器插电必须进行缓慢加热20s样保证信息精准性部含电热丝原会具适发热现象
模块参数
（1） 工作电压：直流5伏
（2） 够精准感受乙醇存选择
（3） 功耗（电流）：150mA
（4） 够虚拟输出05V电压呈正关系
（5） 实价值较高均工作时间长
（6） 快速响应恢复特性
（7） 四螺丝孔便定位
二接口说明
（1）VCC 接电源正极5V
（2）GND 接电源负极
（3）DO TTL开关信号输出
（4）AO 板虚拟输出数0103V（基清洁）浓度高时电压4V
MQ2酒甲烷CO传感器部线路图显示出R6电阻分压电阻MQ2甲烷CO传感器监控CO甲烷等气体数转化成虚拟电压信号AO模拟量信号接入LM393较器LM393较器芯片2号引脚接电位器分压模拟电压进行较进出DO数字信号（高低电信号）C1C2称滤波电容C1电源采取滤波模式电源稳定进行输出C2虚拟信号采取滤波模式确保虚拟信号够稳定进行输出R2R3均限流电阻具保护 LED灯作避免LED灯短路LED灯低电效R4拉电阻疑惑数电阻钳位实现高电方法具限流效果确保LM393够产生高低电数单片机引脚焊接时候够稳采集电数
图39 MQ2甲烷CO传感器部电路图
MQ2甲烷CO传感器接口说明图图示
图310 MQ2甲烷CO传感器插口说明图
MQ2甲烷CO传感器模板接口原理图图示
图311 MQ2甲烷CO传感器部电路线图
MQ2甲烷CO传感器板块实物图展示
图312 MQ2甲烷CO传感器模块实物图
328 PCF8591 AD采样电路设计
系统选择PCF8591作AD采样芯片该芯片种低耗高效独供单片合成8bit CMOS类型数采集芯片芯片具备1虚拟输出4虚拟输入1串行I²C总接口该芯片3IP A2 A0A1够硬件IP编写够实现I2C总插口面连接8芯片零件硬件协助该芯片数信息控制系统进出IP皆互相通I2C总线实现
芯片特性
（1）单独供电
（2）PCF8591运行电压程度25V6V
（3）低机电流
（4）采取I2C串行实现输入输出
（5）PCF8591通3硬件址引脚寻址
（6）PCF8591采样率I2C总线速率决定
（7）模拟输入够改变成差分单端类型模式
（8）动增量频道选择
（9）PCF8591模拟电压范围VSSVDD
（10）PCF8591置踪保持电路
（11）8bit逐次逼AD转换器
具体原理图图示拉电阻设置2更加方便信号数字读取
图313 传感器接电路接口原理图
第四章 系统软件设计
单片机项目简单讲分硬件软件设计软件设计分单元模块驱动程序设计系统逻辑设计项目进行源美国Keil Software企业Keil uVision4继续研究编码语言广知易学解C语言进行首先建立系统软件工程文件配置开发环境编写单元模块驱动程序模数转换芯片单元驱动程序保存然进行检验检验结束进行编码软件然驱动软件全部转移系统程序里编译零错误零警告通STCICP烧录工具工程HEX文件载芯片中断调试直实现设计功需求
41 编程语言选择
全部项目较庞时涉计算方法较中涉浮点数方法该工程编码语言C语言
针绝类单片机说C语言编码具备优势：
（1） 该编码方式更加容易整合程序面适范围较广学较简单够更群众接受解读结构功方面转移性解读方面维修方面具备更加良性
（2） 该编码语言素材库里提供量标准化操作方法
（3） 编码语言够提升编程技术进够已写代码整合新项目里
（4） 相汇编语言言该编码语言更加省时省力
（5） 该编码语言更加贴类思维模式够更理解利
（6） 规定操作象增加工程易理解性
（7） 搜索址方法保存皆编译器进行处理进行编写时候必思考储存器数址等问题
（8） 免理解处理器种方案存储器功类型
（9） 42单片机程序开发环境
项目里单片机研发环境Keil uVision4Keil uVision4开发软件51系列中众研发系统Keil uVision4STC企业款专门针单片机编码焊接测试研发环境降低开发周期减少成Keil uVision4仅提供完整Windows开发环境界面支持CC++语言开发C语言编辑效率高方便 研究者利C语言开发软件编码里面Keil uVision4含许方面：
（1）Keil uVision4时进行WIN7WINVP运行
（2）Keil uVision4够实现编码翻译焊接检验全套工程
（3）Keil uVision4 C51Keil C51基础增加新功Keil uVision4更加增强核微控制器开发支持Keil C51开发形式开发界面进行相应改进Keil uVision4软件界面图示
图41 Keil uVision4开发界面图
43 Keil uVision4软件开发流程
首先需建立Project工程点击Keil uVision4界面中菜单中Project选择New uVision Project新建工程命名点击保存然选择开发单片机芯片型号工程选择STC89C52样完成Project建立建立结束单击Source Group够断增加想加c文件然单击Add便够进行文档编辑常c文件拷贝建立Project目录面完成工程软件建立完毕具体开发流程图示
图42 Keil uVision4软件开发流程图
44 STCISP15xxv685p程序烧录软件介绍
Keil uVision4开发环境STC89C52RC芯片编写软件采stcisp15xxv685p烧录程序该芯片具备代码记忆线仿真串口查起软件备51系列智产品研发程中广泛实价值较高51系列单片机调控体系研究中重环节Keil uVision4开发环境中需进行定配置载器（PL2303串口烧写模块）PC设备安装完毕然程序里点击串口号单片类型需软件程序调节波特率相然选项目程序hex文件址点击程序载钮具体载界面图示
图43 烧录软件话框
45 PL2303串口程序烧写模块介绍
项目PL2303串口烧写方法进行单片机编码PL2303串口编写板块利USB接口笔记电脑针STC单片机编码障碍问题进行简单快捷解决软件低高效优点进行研发 STC 体系单片机良软件
PL2303串口烧写模块特点：
（1） 支持 USB11 USB20 通信
（2） 基支持 WIN7VISTAWINXPWIN2000WINMEWIN98系统运行
（3） 采 USB 口供电
（4） 原装进口芯片更加稳高效运行
（5） 运行速度更加方便快捷利广户普遍应
（6） 支持 STC 全系列芯片烧录
（7） 编码器够5V33V输出电压插头
（8） 编码结束工程会妨碍原工程应
（9） 进行编码程序时候身带电源者USB接口电源时确保电流强度500ma避免损坏
模块图示
图44 PL2303串口烧写模块
二PL2303串口烧写模块引脚说明
（1） +5V 5V输出果电路板外接5V供电引脚接
（2） GND 接GND
（3） RXD 接单片机RXD引脚
（4） TXD 接单片机RXD引脚
（5） 3V3 33V输出
三PL2303单片机串口烧写板块详细接线图图显示
图45 PL2303单片机串口烧写模块接线图
46 程序流程图
流程编写测试Keil uVision4软件进行移植性读性C语言进行编码系统运行流程图图示
图46 系统程序流程图
第五章 系统焊接调试
51 电路焊接
手动焊接古老器件连接手艺然着科技发展工厂批量生产种方法显然已适然精细零件组成机器加工达种精密求粗制滥造甚会影响整机器时候手动焊接魅力显现出焊接方法四步骤：
第步开始焊接：
两零件连接处擦拭污迹接进行焊接零件角定角度掰折避免两脚相交情况出现否会成功电烙铁尖端接触零件角处放锡条里必须知道定烙铁尖端触东西否会连接东西
第二步焊接升温：
结束焊接程需焊锡条进行加热滚烫电烙铁置零件脚相邻位置焊锡条会缓慢熔化控制熔化时间温度熔化度会程度损坏器件温度控制400℃熔化2s然零件需特殊进行焊接时候应该已结束零件走果进行加热处理般程连接点补充适锡丝电烙铁开始加热程中必须余零件走控制温度否零件易受损
第三部清理焊接面：
结束步工作时候担心两器件间连接失误者存接错现象略微修正般会出现两种失误首先会产生焊锡余现象解决办法电烙铁置余处进行摩擦剩余部分擦掉方法奏效话吸锡器强制吸走会产生焊锡足情况时候连接处会凹凸解决办法连接处补焊需适量否会误接零件引起事
第四部检查焊点：
结束面检查时候便开始观整工程需观察连接处否光滑饱满色泽否牢固接错接重现象
52 系统调试
整软件进行检测前查验零件焊接间否缺陷焊接牢焊接错误两级接反者接口断裂等错误万表测试电流观察正负极连接否正确接线正确否终保证系统焊接没问题
搭建调试台需软件程序进行调试程序调试没问题接开始验证系统功否满足求功问题需继续调试程序反复进行直功满足止
521 系统程序调试
软件调试步骤：
(1) Keil4软件中先创建工程：开工程软件工程名字设置 源单片机煤气警报系统设计完成保存然器件选择目录
（2）新建户源文件：新建空白文档然里面编写代码结束保存 源单片机煤气警报系统设计完成c新文件创建完成
（3）程序编写检测：点击编码钮该编码文件动进行根弹出窗口里消息进行步操作存error话需根消息进行改正错误操作改全部正确方停止例53显示
提示信息错误
（4）程序编译错误通PL2303串口烧写模块烧写程序开始验证系统功否满足求功问题需继续调试程序反复进行直功满足止
522硬件测试
硬件调试检测步骤示波器直流电源者万表接起零件进行检查测试部件否常规运行检验通常分动态静态两种方法
静态调试该检查方式四步骤：：
（1）肉眼观察观察焊接瑕疵零件零件零件脚焊接瑕疵否短路损坏
（2）万表调试先检验电源短路否检查测量脚连接否错误接线现象
（3）电检查检查完前两部正常损坏够进行电检查检验零件否完进行功检测
（4）综合检查测试项目适合类检查方案仅适单片机启动机器
二动态调试：
表达静态调试正常进行项调试检查零件否损坏机器否完需保证系统够正常开发防机器部破坏阻碍系统正常运行
53 实物展示
设计实物图示
系统测试图
结
课题发现利完成期间历月艰苦奋战该设计属嵌入式领域部分涉知识原理电路系统软件开发程中深感身知识匮乏开题前重新巩固学年学专业知识学相关控制知识方案实施良基础简易梳理全部项目始终直产品户方思考问题市场产品思维定位设计架构硬件材料选型查阅方资料综合现产品技术分析技术行性进行资源整合加创新开发方案设计包括硬件架构设计软件架构设计段程中总结身技术足努力增加软件开发力熟练运时深知前学知识太浅薄然实际项目开发程中软件具备高聚低耦合条件硬件具备高性低成基础方案设计完实际开发元器件单购买回里实总结出寻找硬件供应商重根工程图示工具零件进行焊接编码测试软件进行检验设计系统程序断反复测试调试完善功性成品设计完成断优化升级迭代算开发完成
通努力实际测试次设计开发出实物满足课题需求功时总结出技术身没价值观塑造价值观定断提升技综合素质全面发展样立足社会形成核心竞争力清醒认识掌握知识十分欠缺实战验足想事技术职业必须具备良职业素养严谨工作作风
致 谢
文结束表示学生涯结束感深深舍情然天散筵席学学年中位刚开始懵懂知技术白受老师学启蒙帮助历数知识海洋岁月洗礼理加实践检验独立开发型单片机控制项目动手操作力获巨提高成长成功离开老师学帮助表示深深感谢次毕业设计利完成首先真挚感谢指导老师您迷茫际予灵感开发遇瓶颈际予难题解决方执笔际予建议细心指导您知识渊博职责私奉献您仅学工作处事态度学技术开发道方感恩祝愿次感谢指导老师帮助学生涯课老师非常感激感谢谆谆教导课热心指导样专业知识提升次毕业设计坚实基础教学精神学生营造学术氛围衷心感谢感谢窗友年起学起成长毕设程中陪伴中直支持者直挂云帆利完成设计综合年学知识累积验工作基础谢谢庆幸学期间良师益友
感谢生养教育辛勤父母温馨港湾爱关怀微求回报坚实盾勇直前学生活工作直前进感谢
欲穷千里目更层楼生需断努力拼搏活出生意义篇文学生活画圆满句号未继续前进
参 考 文 献
[1]王洋洋秦浩杨永超刘玺陈中张体磊电化学组分气体传感器设计性分析[J]传感器微系统2018(11)8789
[2]吴丽倩宋红杰吕弋硫化氢气体传感器研究进展[J]分析测试学报2018(10)11921198
[3]秦浩王洋洋杨永超刘洋刘玺程振乾开放式快响应电化学NH_3传感器研制[J]传感器微系统201837(09)8183
[4]韩卫济孙鹤徐光赵全气体传感器综述[J]计算机产品流通2018(02)277
[5]李颖付金宇侯永超害气体检测电化学技术应发展[J]科学技术工程201818(03)132141
[6]王强基电化学传感器毒气体检测器设计[J]科技创新应2017(33)9293
[7]詹志鹏秦超张水纸质低成电化学CO气体传感器[J]电子技术软件工程2017(21)102103
[8]余健 便携式气体浓度检测仪设计[D]郑州学2016
[9]王秋花 基电化学传感器组分气体浓度检测仪[D]西安理工学2010
[10]乔忠 便携式气体检测仪设计研究[D]郑州学2016
[11]王博 便携式甲醛气体检测仪设计实现[D]西安电子科技学2015
[12]邓岩 基新型传感器便携式气体检测仪[D]江西师范学2016
[13]张彤 基STM32便携式气体检测仪研究设计[D]齐齐哈尔学2015
[14]赵灵远 基ADuC7060功手持式气体检测仪设计[D]西安工业学2015
[15]崔超 便携式矿参数气体探测器设计[D]哈尔滨理工学2014
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中文摘
现代科技技术水日益发展中燃气已逐步普起提高生活水准时导致类针生活品质定追求想改善生活环境时造成风险发生中CO 危害现象进行燃气泄露检验进行研发课题运气体报警装置单片机题气体传播感应装置数转换芯片等装置连接起单片机进行运作处理数进行分析查设定气体浓度值否超果超够动开启报警装置反会报警系统运简单快捷检测准确度高够拥定程度市场价值进行研究意义
关键词 单机 气体传感装置 报警装置 PCF8591
毕业设计说明书（文）外文摘
Title Gas measurement system design
Abstract
With the rapid development of economic level and science and technology liquefied petroleum gas gas and natural gas have entered ordinary households While improving people＇s living standards people have paid more and more attention to the improvement of their quality of life and living environment People have brought certain potential dangers among which carbon monoxide is the most important source of danger To solve this problem a flammable gas detection system is proposed The design gas alarm adopts STC89C52 singlechip microcomputer as the main control The MQ2 gas sensor is connected with the PCF8591 AD analogtodigital conversion chip The analog signal is converted into a digital signal and transmitted to the singlechip microcomputer It is processed by the STC89C52 singlechip microcomputer and processed The data is analyzed to see if it is greater than the set gas concentration value If it is it will automatically start the alarm circuit to send an alarm sound otherwise it will not alarm The system is easy to operate sensitive to detection and costeffective and has certain market application value and research significance
Keywords Single chip Gas sensor Alarm PCF8591
目 录
11课题背景意义 4
12 国外研究状况 5
13文研究容文结构安排 6
21控制方案确定 7
22控制方式选择 7
221 控芯片选择 7
222声音报警电路方案选择 8
223显示方案选择 8
224 AD采样芯片选择 9
31系统功分析体系结构设计 11
311系统功分析 11
312系统总体结构 11
32模块电路设计 11
321 STC89C52单片机核心系统电路设计 11
322 5V电源电路设计 15
323 LCD1602液晶显示模块电路设计 16
324键电路设计 18
325 蜂鸣器报警电路（低电效）设计 19
326 LED信号指示灯电路设计 20
327 MQ2甲烷CO气体传感器模块电路设计 21
328 PCF8591 AD采样电路设计 25
41 编程语言选择 26
42单片机程序开发环境 26
43 Keil uVision4软件开发流程 27
44 STCISP15xxv685p程序烧录软件介绍 28
45 PL2303串口程序烧写模块介绍 29
46 程序流程图 30
51 电路焊接 32
52 系统调试 33
521 系统程序调试 33
522硬件测试 34
53 实物测试 34
结 35
致 谢 36
参 考 文 献 37
第章 绪
11课题背景意义
安全关问题家庭说忽视问题想减少删种燃气产生损害许生产工厂选择种合适屋子里面煤气泄露时够报警装置必预防CO中毒爆炸定面现象煤气泄漏报警器正引入国家家庭尺寸稳定性高易携带检测率高较低成家煤气泄露报警器作气体检测仪器具高检测精度防止量泄漏造成员财产损失般声音光报警转换模块报警排出气体发射信号等组成通常泄漏具体量导致什光亮调节报警器响响等求种警报器需较体积较高精准度等等传统报警器满足期常52系列单片机进行气体报警
针常报警装置单片机进行掌控模块进行分支掌控种报警器日常生活中发挥作重实时进行精准掌控周边工作状况等等点燃气体毒具危害气体泄露出保护生命安全财产损失
12 国外研究状况
针气体进行检测报警工具高新技术领域日常生活作基础进行生产相关产品检验气体探测装置传播信息装置控制装置报警装置刨析装置传播感应刨析动掌控机制单片机操作说明传播数进行理分析等综合种技术水利
早20世纪60年代日已开发完成首台具真正价值关室煤气泄露报警装置改良产品推市场改善种产品装浴室者利关掌控技术严格进行掌控防止泄露
国关煤气泄露报警装置研究开始较晚厂家芯片数量等关价格原导致国部关种燃气等泄露进行报警装置开发太晚然现时代发展科技进步特历改革开放新中国国正确方针国研发出报警装置已进展许技术已超越国外然目前国相关领域占市场份额够难国找成熟装置报纸出现科技性强报道然现市场出现少量产品存问题预防煤气泄露危险意识薄弱产品研发够重视目前国产品正处尴尬局面
13文研究容文结构安排
第1章 介绍设计课题背景国外研究现状
第2章 说明系统方案选择
第3章介绍硬件电路组成
第4章介绍软件设计
第5章介绍硬件调试
第二章 方案设计证
21控制方案确定
设计STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+AD采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+键电路+MQ2煤气传感器电路+电源电路组成
22控制方式选择
221 控芯片选择
方案
运进行变成逻辑器件作控制中心种控制器完成复杂功规模巨占体积较稳定性较强含资源较全面够延展出许新功运输入输出办法增加系统进行处理速度适作规模进行控制核心然系统需特繁琐途针数处理等求较低济利角度说方案
方案二
运ST企业单片机作控制控制器功消耗较低消耗功率较低金较少符合项目需求
方案三
运单片机芯片掌控美国家仪器公司推出种联合处理信号装置消耗源低适合作项目特实践中生产需求方面容集合芯片中种方式解决机器耗较低体积方便已广泛领域中效提升济方面获益然成太高舍弃
选择方案二
图21 控芯片
222声音报警电路方案选择
方案
运声音合成芯片进行报警需进行扩充启动电路等身操作较复杂太稳定基考虑放弃方案
方案二
采蜂鸣器进行报警结构单性强需资金较少方案二适合
方案三
运音乐片段作体系门铃模块较简单通振荡电路加连接较独立零件进行操作够发出种音乐现广泛运玩具面者家里门铃等等具电路简单成低廉等优点
选择方案二
223显示方案选择
方案
运LED数码动态装置进行扫描价格中规中矩作显示数字特适合运动态扫描办法单片机进行连接占线较少电路较单性价较高
然数码显示数限设计显示数较舍弃
方案二
运点阵数码进行显示种发光二极组成八行八列果显示文字容特合适果作显示数字会导致特浪费价格会较昂贵作种显示
方案三
LCD液晶显示屏幕单片机驱动显示文字图案等等显示够展示较容时较美观种显示屏程序较单价格低廉运种方式
采种显示屏显示力较强里面192字符显示字符等耗较低
选择方案三
图22 LCD2602模块正面
图23 LCD2602模块反面
224 AD采样芯片选择
方案
采ADC0832芯片种芯片美国家公司生产出种具8位分辨效率两通道进行相互转换芯片体积较够容纳数较丰富性价较高单片机喜爱者公司迎合普率已高
方案二
采PCF8591芯片系统选择PCF8591作AD采样芯片单片机集成独立供应电耗较低获取数较快
根性价选择方案二
第三章 硬件电路设计
31系统功分析体系结构设计
311系统功分析
设计STC89C52单片机电路+LCD1602液晶显示电路+AD采样PCF8591电路+蜂鸣器报警电路+LED指示灯电路+键电路+MQ2煤气传感器电路+电源电路组成
(1)LCD1602液晶实时显示前煤气浓度显示
(2)浓度0~20ppm时绿灯亮浓度达20ppm设置值时黄灯亮浓度超设置值时红灯亮
(3)通键设置煤气浓度阈值设置范围1200前阈值超设置阈值蜂鸣器报警
312系统总体结构
系统具体框图图示：
图31 系统硬件框图
32模块电路设计
321 STC89C52单片机核心系统电路设计
STC89C52RCSTC企业进行生产研发耗低功强具强控制功8k字节体系编程动画储存运典核做改进新功单芯片具备功：动画功八字节RAM五百十二字节门狗定时装置复合电路定时装置计数装置四中断四级装置外降低静止操作模式两种软件时进行节约电模式空闲状态cpu中断工作状态允许设施进行继续工作电量降低保护措施RAM容保存起振荡器冻结操作完成步工作终止硬件回应运转频率达35赫兹
STC89C52特性：
（1）8K字节程序存储空间
（2）数储存达512字节
（3）4千字节储存空间
（4）直接串口载
二STC89C52参数：
（1）8051增强类型单片机6钟头12钟头周期进行机切换代码完全兼容
（2）户应程序空间8K字节
（3）片集成512 字节RAM
（4）通IO 口（32）复位行漏极开路输出总线路进行扩展程中必加电阻果作电流O开口需电阻
（5）ISPIAP需进行专门编程需进行专门仿真串联入口（RxDP30TxDP31）迅速进行载户程序快完成
（6）具EEPROM功
（7）定时器T0T1T2
（8）外围中断4路着中断部位者电量较低时候触发电路Power Down形式通外部进行阻断低电进行触发断方法进行
（9）联合异步串行入口（UART）运定时软件
（10）工作温度：40～+85℃0～75℃
（11）PDIP封装
三STC89C52单片机相关引脚说明：
（1）VCC：供电电压
（2）GND：接
（3）P30 RXD（串行输入口）
（4）P31 TXD（串行输出口）
（5）P32 INT0
（6）P33 INT1
（7）P34 T0
（8）P35 T1（记时器1外部输入）
（9）P36 WR
（10）P37 RD
（11）RST：复位输入
（12）ALEPROG：果访问外围存储装置时候址允许输出电量作锁存址位置果进行动画编程时候引入输进编程里面脉日输入脉信号时频率振荡器频率六分部分外进行输出时定时果需停止输出址置零时ALE执行MOVXMOVC指令ALE起作外该引脚略微拉高假微处理装置外围进行执行操作状态时禁止置位没效果
（13）PSEN：果外部程序进行存储装置选择通信号外部程序存储装置周期两次效果然果访问外部相关数程中两次信号会出现
（14）EAVPP：果EA电量较低稳运行时期外部关程序存储装置程序存储应该注意保密方式果电量较高部存储装置动画进行编程程中加12V编程电
（15）XTAL1： 反方振荡放装置输入部时工作程输入
（16）XTAL2：反振荡器输出
单片机引脚图图示：
图32 STC89C52单片机引脚图
四STC89C52单片机系统说明：
STC89C52单片机体系三部分电路构成时钟复位电源三部分正常进行工作运行原理图
图33 单片机系统原理图
（1） VCCGND提供电量源：
（2） 复合电路根键电容量电阻构成作工钮进行复位工作电动进行复位功体系中电进行复位功键口两高端信号进行工复位种系统检验电压升高定时间时间体系通电阻连接面间形成条道路然高电压降低变低电压完成次电位复位
（3） 时钟电路Y1＼C1＼C2构成具掌控芯片构成数字电路进行工作程中会少时钟电路需发出体系时间控制芯片正常进行工作芯片工作程进行时钟信息般种工作拍整体够稳运行工作保证控制体系需正常进行工作提升工作效率药晶振电容联合起满足运行需达正常工作目
（4） JD1单片机载接口
322 5V电源电路设计
体系运5v直流电源进行供电线路较简单稳DC电源DC插座直接接USB电源线端插DC插座外端插5V电源红色指示灯检验系统否含足够电量电阻防止电流太指示灯烧坏动锁开关SW开关灯亮时候直流电流出次开关红灯灭时候系统电源没办法保证5v电源输出
图34 5V电源电路原理图
323 LCD1602液晶显示模块电路设计
显示屏幕进行字符显示进行字段显示中字段显示指示灯类似果够接收应方出基需决定课题采种方式体系中运作输出显示器信息传统进行较液晶显示板块体积较显示容较途广泛方需显示装置方显示两行16文字
LCD1602技术参数：
（1）显示容量16×2字符
（2）芯片工作电压45～55V
（3）工作电流20mA（50V）
（4）模块佳工作电压50V
二LCD1602运14脚接口进行引脚操作说明：
（1）第1脚：VSS电源
（2）第2脚：VDD接5V正电源
（3）第3脚：V0液晶显示器度调整端
（4）第4脚：寄存器选RS电压较高运数寄存器电压较低采指令寄存器
（5）第5脚：获取信号线路RW电压较高进行日常操作读取电压较低进行写操作两种电压较低写指令显示出址读取忙信号高电压写数
（6）第6脚：量端E端电压高变低时候进行执行操作
（7）第7～14脚：D0～D78位双数线
（8）第15～16脚：空脚
三控制指令说明
LCD1602显示装置控制系统11指令说明：
序号
指令
RS
RW
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
ID
S
4
显示开关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标字符移位
0
0
0
0
0
1
SC
RL
*
*
6
置功
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存贮器址
0
0
0
1
字符发生存贮器址
8
置数存贮器址
0
0
1
显示数存贮器址
9
读忙标志址
0
1
BF
计数器址
10
写数CGRADDRAM）
1
0
写数容
11
CGRAMDDRAM读数
1
1
读出数容
表31 控制命令表
四液晶板块进行读写运作显示屏等操作相关指令（说明：1高电0低电）
（1）指令1： 清空显示指令操作时01H
（2）指令2：字符发生器RAM址设置
（3）指令3：DDRAM址设置
（4）指令4：读忙信号光标址 BF时候接受指示电压低忙
（5）指令5：写数
（6）指令6：读数
体系中运种液晶显示装置作输出装置电路中电位装置调节显示程度清晰程度具体电路原理图图示
图35 LCD1602液晶显示电路原理图
324键电路设计
种键种输入体制连接中点作种键控制机制默认高电压情况键变成低电压进实现系统手动输入电路原理图图示
图36 键电路原理图
325 蜂鸣器报警电路（低电效）设计
源头蜂鸣器种联合体式结构进行电子通讯工具运直流电压进行供应电量办公具等日常生活中类电子关产品中作发出声音电器体系中运报警装置电压5V种源头蜂鸣器板块电路中运三极进行启动单片机掌控制成低电压模式蜂鸣器会动启动报警装置相反情况会发出声响通掌控输出方式掌握报警器鸣方式电阻限流电阻保护作
图37 蜂鸣器报警电路原理图
326 LED信号指示灯电路设计
指示灯发光二极具备方导电性质电路设计中电阻电流进行限制保护指示灯果控制单片机引脚降低指示灯会发光相反情况指示灯发光具体电路原理图图示
图38 LED灯指示电路原理图
327 MQ2甲烷CO气体传感器模块电路设计
MQ2气体感受器配备气敏原料扫气体环境时较适合SnO2材料感受器原理温度循环方法进行低温监察氧化碳浓度进行感受器电导率室氧化碳浓度呈正关系进行温度高监察方法够检验空气中燃气体存清洁空气中害气体设计款简易方法够电导率高低转化成种读信息更加直观空气中种气体含量MQ9类够迅速感受液化气甲烷CO含量感受器较适合更场合价格接受范围
注意：传感器插电必须进行缓慢加热20s样保证信息精准性部含电热丝原会具适发热现象
模块参数
（1） 工作电压：直流5伏
（2） 够精准感受乙醇存选择
（3） 功耗（电流）：150mA
（4） 够虚拟输出05V电压呈正关系
（5） 实价值较高均工作时间长
（6） 快速响应恢复特性
（7） 四螺丝孔便定位
二接口说明
（1）VCC 接电源正极5V
（2）GND 接电源负极
（3）DO TTL开关信号输出
（4）AO 板虚拟输出数0103V（基清洁）浓度高时电压4V
MQ2酒甲烷CO传感器部线路图显示出R6电阻分压电阻MQ2甲烷CO传感器监控CO甲烷等气体数转化成虚拟电压信号AO模拟量信号接入LM393较器LM393较器芯片2号引脚接电位器分压模拟电压进行较进出DO数字信号（高低电信号）C1C2称滤波电容C1电源采取滤波模式电源稳定进行输出C2虚拟信号采取滤波模式确保虚拟信号够稳定进行输出R2R3均限流电阻具保护 LED灯作避免LED灯短路LED灯低电效R4拉电阻疑惑数电阻钳位实现高电方法具限流效果确保LM393够产生高低电数单片机引脚焊接时候够稳采集电数
图39 MQ2甲烷CO传感器部电路图
MQ2甲烷CO传感器接口说明图图示
图310 MQ2甲烷CO传感器插口说明图
MQ2甲烷CO传感器模板接口原理图图示
图311 MQ2甲烷CO传感器部电路线图
MQ2甲烷CO传感器板块实物图展示
图312 MQ2甲烷CO传感器模块实物图
328 PCF8591 AD采样电路设计
系统选择PCF8591作AD采样芯片该芯片种低耗高效独供单片合成8bit CMOS类型数采集芯片芯片具备1虚拟输出4虚拟输入1串行I²C总接口该芯片3IP A2 A0A1够硬件IP编写够实现I2C总插口面连接8芯片零件硬件协助该芯片数信息控制系统进出IP皆互相通I2C总线实现
芯片特性
（1）单独供电
（2）PCF8591运行电压程度25V6V
（3）低机电流
（4）采取I2C串行实现输入输出
（5）PCF8591通3硬件址引脚寻址
（6）PCF8591采样率I2C总线速率决定
（7）模拟输入够改变成差分单端类型模式
（8）动增量频道选择
（9）PCF8591模拟电压范围VSSVDD
（10）PCF8591置踪保持电路
（11）8bit逐次逼AD转换器
具体原理图图示拉电阻设置2更加方便信号数字读取
图313 传感器接电路接口原理图
第四章 系统软件设计
单片机项目简单讲分硬件软件设计软件设计分单元模块驱动程序设计系统逻辑设计项目进行源美国Keil Software企业Keil uVision4继续研究编码语言广知易学解C语言进行首先建立系统软件工程文件配置开发环境编写单元模块驱动程序模数转换芯片单元驱动程序保存然进行检验检验结束进行编码软件然驱动软件全部转移系统程序里编译零错误零警告通STCICP烧录工具工程HEX文件载芯片中断调试直实现设计功需求
41 编程语言选择
全部项目较庞时涉计算方法较中涉浮点数方法该工程编码语言C语言
针绝类单片机说C语言编码具备优势：
（1） 该编码方式更加容易整合程序面适范围较广学较简单够更群众接受解读结构功方面转移性解读方面维修方面具备更加良性
（2） 该编码语言素材库里提供量标准化操作方法
（3） 编码语言够提升编程技术进够已写代码整合新项目里
（4） 相汇编语言言该编码语言更加省时省力
（5） 该编码语言更加贴类思维模式够更理解利
（6） 规定操作象增加工程易理解性
（7） 搜索址方法保存皆编译器进行处理进行编写时候必思考储存器数址等问题
（8） 免理解处理器种方案存储器功类型
（9） 42单片机程序开发环境
项目里单片机研发环境Keil uVision4Keil uVision4开发软件51系列中众研发系统Keil uVision4STC企业款专门针单片机编码焊接测试研发环境降低开发周期减少成Keil uVision4仅提供完整Windows开发环境界面支持CC++语言开发C语言编辑效率高方便 研究者利C语言开发软件编码里面Keil uVision4含许方面：
（1）Keil uVision4时进行WIN7WINVP运行
（2）Keil uVision4够实现编码翻译焊接检验全套工程
（3）Keil uVision4 C51Keil C51基础增加新功Keil uVision4更加增强核微控制器开发支持Keil C51开发形式开发界面进行相应改进Keil uVision4软件界面图示
图41 Keil uVision4开发界面图
43 Keil uVision4软件开发流程
首先需建立Project工程点击Keil uVision4界面中菜单中Project选择New uVision Project新建工程命名点击保存然选择开发单片机芯片型号工程选择STC89C52样完成Project建立建立结束单击Source Group够断增加想加c文件然单击Add便够进行文档编辑常c文件拷贝建立Project目录面完成工程软件建立完毕具体开发流程图示
图42 Keil uVision4软件开发流程图
44 STCISP15xxv685p程序烧录软件介绍
Keil uVision4开发环境STC89C52RC芯片编写软件采stcisp15xxv685p烧录程序该芯片具备代码记忆线仿真串口查起软件备51系列智产品研发程中广泛实价值较高51系列单片机调控体系研究中重环节Keil uVision4开发环境中需进行定配置载器（PL2303串口烧写模块）PC设备安装完毕然程序里点击串口号单片类型需软件程序调节波特率相然选项目程序hex文件址点击程序载钮具体载界面图示
图43 烧录软件话框
45 PL2303串口程序烧写模块介绍
项目PL2303串口烧写方法进行单片机编码PL2303串口编写板块利USB接口笔记电脑针STC单片机编码障碍问题进行简单快捷解决软件低高效优点进行研发 STC 体系单片机良软件
PL2303串口烧写模块特点：
（1） 支持 USB11 USB20 通信
（2） 基支持 WIN7VISTAWINXPWIN2000WINMEWIN98系统运行
（3） 采 USB 口供电
（4） 原装进口芯片更加稳高效运行
（5） 运行速度更加方便快捷利广户普遍应
（6） 支持 STC 全系列芯片烧录
（7） 编码器够5V33V输出电压插头
（8） 编码结束工程会妨碍原工程应
（9） 进行编码程序时候身带电源者USB接口电源时确保电流强度500ma避免损坏
模块图示
图44 PL2303串口烧写模块
二PL2303串口烧写模块引脚说明
（1） +5V 5V输出果电路板外接5V供电引脚接
（2） GND 接GND
（3） RXD 接单片机RXD引脚
（4） TXD 接单片机RXD引脚
（5） 3V3 33V输出
三PL2303单片机串口烧写板块详细接线图图显示
图45 PL2303单片机串口烧写模块接线图
46 程序流程图
流程编写测试Keil uVision4软件进行移植性读性C语言进行编码系统运行流程图图示
图46 系统程序流程图
第五章 系统焊接调试
51 电路焊接
手动焊接古老器件连接手艺然着科技发展工厂批量生产种方法显然已适然精细零件组成机器加工达种精密求粗制滥造甚会影响整机器时候手动焊接魅力显现出焊接方法四步骤：
第步开始焊接：
两零件连接处擦拭污迹接进行焊接零件角定角度掰折避免两脚相交情况出现否会成功电烙铁尖端接触零件角处放锡条里必须知道定烙铁尖端触东西否会连接东西
第二步焊接升温：
结束焊接程需焊锡条进行加热滚烫电烙铁置零件脚相邻位置焊锡条会缓慢熔化控制熔化时间温度熔化度会程度损坏器件温度控制400℃熔化2s然零件需特殊进行焊接时候应该已结束零件走果进行加热处理般程连接点补充适锡丝电烙铁开始加热程中必须余零件走控制温度否零件易受损
第三部清理焊接面：
结束步工作时候担心两器件间连接失误者存接错现象略微修正般会出现两种失误首先会产生焊锡余现象解决办法电烙铁置余处进行摩擦剩余部分擦掉方法奏效话吸锡器强制吸走会产生焊锡足情况时候连接处会凹凸解决办法连接处补焊需适量否会误接零件引起事
第四部检查焊点：
结束面检查时候便开始观整工程需观察连接处否光滑饱满色泽否牢固接错接重现象
52 系统调试
整软件进行检测前查验零件焊接间否缺陷焊接牢焊接错误两级接反者接口断裂等错误万表测试电流观察正负极连接否正确接线正确否终保证系统焊接没问题
搭建调试台需软件程序进行调试程序调试没问题接开始验证系统功否满足求功问题需继续调试程序反复进行直功满足止
521 系统程序调试
软件调试步骤：
(1) Keil4软件中先创建工程：开工程软件工程名字设置 源单片机煤气警报系统设计完成保存然器件选择目录
（2）新建户源文件：新建空白文档然里面编写代码结束保存 源单片机煤气警报系统设计完成c新文件创建完成
（3）程序编写检测：点击编码钮该编码文件动进行根弹出窗口里消息进行步操作存error话需根消息进行改正错误操作改全部正确方停止例53显示
提示信息错误
（4）程序编译错误通PL2303串口烧写模块烧写程序开始验证系统功否满足求功问题需继续调试程序反复进行直功满足止
522硬件测试
硬件调试检测步骤示波器直流电源者万表接起零件进行检查测试部件否常规运行检验通常分动态静态两种方法
静态调试该检查方式四步骤：：
（1）肉眼观察观察焊接瑕疵零件零件零件脚焊接瑕疵否短路损坏
（2）万表调试先检验电源短路否检查测量脚连接否错误接线现象
（3）电检查检查完前两部正常损坏够进行电检查检验零件否完进行功检测
（4）综合检查测试项目适合类检查方案仅适单片机启动机器
二动态调试：
表达静态调试正常进行项调试检查零件否损坏机器否完需保证系统够正常开发防机器部破坏阻碍系统正常运行
53 实物展示
设计实物图示
系统测试图
结
课题发现利完成期间历月艰苦奋战该设计属嵌入式领域部分涉知识原理电路系统软件开发程中深感身知识匮乏开题前重新巩固学年学专业知识学相关控制知识方案实施良基础简易梳理全部项目始终直产品户方思考问题市场产品思维定位设计架构硬件材料选型查阅方资料综合现产品技术分析技术行性进行资源整合加创新开发方案设计包括硬件架构设计软件架构设计段程中总结身技术足努力增加软件开发力熟练运时深知前学知识太浅薄然实际项目开发程中软件具备高聚低耦合条件硬件具备高性低成基础方案设计完实际开发元器件单购买回里实总结出寻找硬件供应商重根工程图示工具零件进行焊接编码测试软件进行检验设计系统程序断反复测试调试完善功性成品设计完成断优化升级迭代算开发完成
通努力实际测试次设计开发出实物满足课题需求功时总结出技术身没价值观塑造价值观定断提升技综合素质全面发展样立足社会形成核心竞争力清醒认识掌握知识十分欠缺实战验足想事技术职业必须具备良职业素养严谨工作作风
致 谢
文结束表示学生涯结束感深深舍情然天散筵席学学年中位刚开始懵懂知技术白受老师学启蒙帮助历数知识海洋岁月洗礼理加实践检验独立开发型单片机控制项目动手操作力获巨提高成长成功离开老师学帮助表示深深感谢次毕业设计利完成首先真挚感谢指导老师您迷茫际予灵感开发遇瓶颈际予难题解决方执笔际予建议细心指导您知识渊博职责私奉献您仅学工作处事态度学技术开发道方感恩祝愿次感谢指导老师帮助学生涯课老师非常感激感谢谆谆教导课热心指导样专业知识提升次毕业设计坚实基础教学精神学生营造学术氛围衷心感谢感谢窗友年起学起成长毕设程中陪伴中直支持者直挂云帆利完成设计综合年学知识累积验工作基础谢谢庆幸学期间良师益友
感谢生养教育辛勤父母温馨港湾爱关怀微求回报坚实盾勇直前学生活工作直前进感谢
欲穷千里目更层楼生需断努力拼搏活出生意义篇文学生活画圆满句号未继续前进
参 考 文 献
[1]王洋洋秦浩杨永超刘玺陈中张体磊电化学组分气体传感器设计性分析[J]传感器微系统2018(11)8789
[2]吴丽倩宋红杰吕弋硫化氢气体传感器研究进展[J]分析测试学报2018(10)11921198
[3]秦浩王洋洋杨永超刘洋刘玺程振乾开放式快响应电化学NH_3传感器研制[J]传感器微系统201837(09)8183
[4]韩卫济孙鹤徐光赵全气体传感器综述[J]计算机产品流通2018(02)277
[5]李颖付金宇侯永超害气体检测电化学技术应发展[J]科学技术工程201818(03)132141
[6]王强基电化学传感器毒气体检测器设计[J]科技创新应2017(33)9293
[7]詹志鹏秦超张水纸质低成电化学CO气体传感器[J]电子技术软件工程2017(21)102103
[8]余健 便携式气体浓度检测仪设计[D]郑州学2016
[9]王秋花 基电化学传感器组分气体浓度检测仪[D]西安理工学2010
[10]乔忠 便携式气体检测仪设计研究[D]郑州学2016
[11]王博 便携式甲醛气体检测仪设计实现[D]西安电子科技学2015
[12]邓岩 基新型传感器便携式气体检测仪[D]江西师范学2016
[13]张彤 基STM32便携式气体检测仪研究设计[D]齐齐哈尔学2015
[14]赵灵远 基ADuC7060功手持式气体检测仪设计[D]西安工业学2015
[15]崔超 便携式矿参数气体探测器设计[D]哈尔滨理工学2014
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