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河南城建学院课程设计I可燃性气体检测系统的设计摘要随着可燃性气体种类和应用范围的增加，其使用场所和贮气仓库内的泄漏、火灾爆炸事故日益增多。从安全、环保及经济上考虑，研制一种检测可燃性气体自动报警和自动打开排器装置的一种控制器是非常必要的。本设计对可燃性气体泄漏报警、控制器进行了深入的研究，采用了“探测器+单片机控制电路”设计思路，具有检测误差小，反应速度快等优点。选用MQ2气体传感器对现场可燃性气体浓度进行检测，采用功能和性价比较高的STC89C52单片机作为中央处理单元，对浓度信号进行采集、数据处理、显示、报警及打开排气装置等工作。本设计的可燃性气体报警、控制器可以检测空气中以烷类气体为主的多种可燃性气体的浓度，实时显示浓度值，当达到预先设定的上限报警设定值时，发出声音报警和控制信号，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置。该报警器可以实时、准确检测可燃性气体，并且可以长时间可靠无误的报警，具有很广泛的应用前景和推广价值。关键词：报警器；可燃性气体；单片机；气体传感器河南城建学院课程设计1目录1绪论......................................................................31.1课题研究的目的和意义及来源...............................................31.1.1课题研究的目的和意义...................................................31.1.2课题的来源.............................................................31.2可燃性气体报警控制器国内外现状...........................................41.3本课题主要完成的任务.....................................................52可燃性气体报警控制器的方案设计.............................................52.1气体传感器的选型.........................................................52.1.1气体传感器的种类.......................................................52.2MQ-2传感器简介.........................................................72.2.1MQ2传感器概述........................................................72.2.2MQ2传感器详细说明....................................................73可燃性气体报警控制器的硬件设计.............................................83.1可燃性气体检测报警器的设计...............................................83.1.1可燃性气体检测报警器的结构.............................................93.2STC89C52系列单片机系统结构特点..........................................93.3可燃性气体报警控制器的电路设计..........................................103.3.1A/D转换电路..........................................................103.3.2STC89C52单片机接口电路...............................................123.3.3声音报警电路..........................................................133.3.4显示电路..............................................................143.3.5灯光报警..............................................................164可燃性气体报警器的软件设计................................................174.1STC89C52单片机调试及开发工具...........................................174.2可燃性气体报警控制器软件流程及设计......................................184.2.1主程序流程图及设计....................................................184.2.2T0中断子程序.........................................................194.2.3线性化处理子程序设计..................................................204.2.4十六进制转化十进制子程序设计..........................................224.2.5显示子程序设计........................................................234.2.6数据处理模块..........................................................244.3电路仿真...............................................................255系统调试.................................................................285.1硬件的调试..............................................................285.1.1排除逻辑故障..........................................................285.1.2排除元器件故障........................................................285.1.3排除电源故障..........................................................285.2联机仿真调试............................................................295.3软件调试................................................................305.4软、硬件整体调试........................................................30结论........................................................................31致谢........................................................................32参考文献....................................................................33河南城建学院课程设计2附录A：硬件电路总图........................................................33附录B:STC89C52数据手册...................................................35附录C：主要参考文献及摘要..................................................36附录D：程序清单............................................................37河南城建学院课程设计31绪论1.1课题研究的目的和意义及来源1.1.1课题研究的目的和意义随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都有所增加。液化石油气、天然气、煤气等这些气体主要含有烷类、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳、氢等成分，是易燃、易爆、有毒、有害的气体。它们易流动、易燃烧，在生产、输送、贮存和使用这些气体的过程中，如违反操作规程或设备密封质量不好，都有可能发生可燃气体泄漏的现象。当与空气混合后的混合物达到一定的浓度时，就是一种爆炸性混合物，遇火就会发生剧烈的化合反应，产生大量的热，会燃起大火，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。国内外均有不少这方面的报道，其教训是非常深刻的。为了防患于未然，只有采用先进、可靠的安全监测仪表，严密监测环境中的可燃性气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，将事故消灭在酿成事故之前，才能确保安全生产，居民的人身财产安全才能有保证。可燃性气体报警控制器属于《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项，它归类于物理化学计量器具。《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃气体、可燃蒸汽的甲类场所，应设置可燃性气体浓度检测报警装置”。但现在国内使用的报警控制器，许多产品使用时间过长，产品老化严重，技术指标达不到标准，报警器的性能也不稳定。有些是保养不当，如电池流水腐蚀仪器，或蓄电池损坏使报警器不能工作;有些是因使用不当而造成故障，因此不能进行准确，安全的报警和控制。2003年12月，国家执行新的可燃性气体探测器标准(GB15322-2003)《可燃气体探测器》。在2004年10月国家颁布《可燃气体检测报警器规程JJG693-2004》。一部分不合规定的可燃性气体报警控制器将停止使用[10]。因此，研制一种新型，性能稳定、准确监测可燃性气体，并且合乎国家相关规定的报警控制器势在必行。1.1.2课题的来源随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增加，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视程度日益增加的同时，对生产技术手段也进行不断的提高，研制一种新型、性能稳定、准确监测可燃性气体报警控制器势在必行。河南城建学院课程设计4而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、修正效果。因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思路。本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。同时，设计出的可燃性气体报警控制器具有操作简单，实用性强，价格便宜，安全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场所使用，具有