煤气泄漏检测装置设计课程设计

2023年至2023年第1学期

《单片机原理与应用》课程没计

班级_1006402

指导教师立_歪迤

学生人数_^

设计份数1

2023年12月23日

课程设计报告

一.设计时间

2023.12.19-2023.12.23

二.设计地点

一实验楼101实验室

三.设计目的

1.掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。

2.通过实际程序设计和调试逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

3.掌握keiIc51集成开发二具的操作及调试程序的方法。

4.熟悉使用Protel电路制图软件绘图。

5.学会使用Visio绘制_L程的流程图。

四.设计小组成员

五.指导老师

涂立老师、李旎老师。

六.设计课题

通过小组大部分成员的讨论,决定选取十三题，设计一个煤气泄漏检测装置。

理由：L系统综合度高,设计此装置要用到多种控件和图标,有助于大家纯熟掌握和运用。

2.系统简洁明了，适于初学者。

3.代有运用提高综合应用能力。

七.基本思绪及关键问题的解决方法：

基本思绪：

本煤气泄漏报警系统由前端探测器、信号和电源传输和中心报警接受控制三个部分组成.方案以性能稳

定、价格低廉的AT89c52单片机作为主控核心，再运用品有国家安全认证的EXDII型煤气浓度监测器，选

用DC24v电源，输出为1-5V信号来作为传感器监测矿井里面的瓦斯浓度,再将煤气浓度变换为mV级模拟

电流信号输入到比较器中.比较器接受到传感器的模拟信号后再与参考电压丫2进行比较后,传入放大器中

经放大得到电压v3,最后输入到单片机I/OUP0*2中.若P0*2输出的是高电平“1”，则报警发生器二极管

亮.反之,进行下一轮检测.

关键问题：

如何将气敏元件采集到得数据与瓦斯爆炸的浓度界线值进行比较?一方面将瓦斯爆炸浓度的界线值转

为模拟信号输入比较器中作为参考电压vl,再将气敏元件采集到的样本电压v2与参考电压进行比较,并进

行放大得到电压、3再输入到单片机I/O1-1P0*2中.假如P0*2输出的是高电平1,则报警指示灯亮。该设计

电路简朴，程序用c语言编写，结构合理。

环节：

1.建立一个新工程单击【Prcjiect】菜单中的【NewProject…】选项，然后选择要保存的途径，输入工

程名，然后单击保存按钮如图所示，然后会弹出一个对话框，规定用户选择单片机的型号，可以根据单

片机来选择，我们这里是选择89c62就行，然后单击拟定按钮，如图1所示。

wg<MX)WEP工•①・口聊14,如一同ma>SWS**□<1)Vtiqp

cn

ai

9M*a»a>3©

jBgean**京工^二•

!)TiMrt/CrwtwB.•Xa9«rr^i«/2hrxritr

FTWk37Fvyj”U<*iIKM”n«U

l»X0)3

U」

图1:新建工程及选择型号

2.建立一个新的文献单击【File】菜单中的【NewFile】选项，然后出现下面的对话框，输入文献名（加

上后缀“.c”），单击保存按钮，如图2所示。

图2:保存文献

3.右击［Targetl］选择【AddFiletoGroup*SourceGroupr】菜单项选中刚刚建立的那个新文献，单

击【Add】最后在单击【Close】，如图3所示。

图3:选中文献后的对话框

4.编写代码，写好后编译，调试，如图4所示。

图4:编译后的界面

八.流程图及电路原理图

1.建立一个新工程单机，选择类型中的【流程图】，然后【流程图】中选择基本流程图，最后点击拟

定，如图5所示。

图5:建立工程

2.绘制所需的流程图，如图6所示。

图6:煤气检测装置流程图

3.绘制所需的元件清单表

表一.元件清单表

器件名称型号规格个数

芯片STC89C52-DIP401

气敏传感器EXDII1

电源5v5

电阻11k欧姆i

电阻24700欧姆1

电阻310k欧姆1

电阻47000欧姆1

电容20p2

电阻51K欧姆1

电阻61K欧姆1

电阻8IK欧姆1

晶振11.0592MHZ1

电容120pf1

电容220pf\

V++12v1

V--12v1

V31.8v1

4.在protel中建立一个新工程单机，单击文献，选择新建，出现一个新设计数据库，点击拟定，如图7

所示。

国方？

Explorer

_>DeiipbDedctep

♦魅MU+Sv.tja

2X

LocationPassword

Protel99SEstoresalldesigndocumentsinanintegrated

designdatabate.

DependinguponthestoragetypctfdocumentsareeMher

itoredIn•singledesign

databatcor••standdonefiletandfoldersonyourdisk

DesignStorageT|MSAccessDatable二

MSAccesstypestore*alldesigndocument*in•single

MSAccessdatabase.

DatabaseFileNaMyOetlgn4.ddb

DatabaseLocalion

CADocumentsandSetlingA.V^面

OK|Cancel

图7:建立新工程

5.单击文献，选择新建，然后从文献选择【Sheetl.Sch】的文献，然后点击拟定即可，如图8所示。

DesignHsplorer

■tileJit丫…l»UwU«l>

曲G，电、?

Explorer

CXDoeuaent•andSett&ncs\A<lainAatratof\AiH\lyDesie

4yOe«l«n4.<ldb

♦缪<ctir«IU.9

♦©NyO««icrr4Mb■日盟

.”9T*«i

图8:选择所要新建的文献类型

6.双击打开【Sheetl.sch】的文献，然后开始绘制所需的原理图，如图9所示。

?•

i—

?^1

?*

i―

?3

PL4

?J

?^1

?J

RST

P3.0距

P3.1TXD

?:.：EC

?3.3DiTi

P3.4T0

P3.JT1

P3.6WR

P31m

X2

XI

GND

方与老mQ

过首同间201庠12月21B

图9:煤气泄漏检测装置电路原理图

九.调试过程中出现的问题及相应解决办法

1.程序清楚，没有出现问题。

十.课程设计心得体会

在这次课程设计中，我们需要综合以前所学的理论知识来运用到设计和创新中。在设计开始我们先理清

了设计思绪和画出•个完整的软件流程图，并让每个成员都理解透彻，否则•个人的错误，就有也许导

致整个工作失败。因此我们在比较短的时间内完毕了任务。通过这次程序设计，我们不仅扩展了专业知

识以及提高了专业技能，也暴露出了前期我们在这方面的知识欠缺和经验局限性。实践出真知，通过亲

自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。并且，还让我们知道r•个团队凝聚在一起时所发挥

出得巨大潜能，团结协作是我们课程设计成功的一项非常重要的保证，而这次课程设计也正好锻炼了我

们这一点。

十一.源程序

运用气敏元件感应器，采样矿井里面的瓦斯浓度，当瓦斯的浓度高于4.5%时，进行报警

31cslc*****sjofc****.Me*神**科/

#include<reg52.h>

sbitt=P0'2：//声明单片机P0'2口接受数据

sbitLED1=P2-5;〃声明单片机P2"口连接电源指示灯

sbitLED2=P2'2;〃声明单片机1>2一2口连接报警指不夕J

intmainO〃主函数

(i

LED1=0;〃电源指示灯亮

LED2=1;〃报警指示灯灭

while(l)

if(t==l)〃接受数据为“1”

(

LED1=O;〃电源指示灯亮

LED2=0;〃报警指示灯亮

e