基于51单片机垃圾填埋场有害气体检测系统设计.doc

武汉理工大学 本科生毕业设计（论文） 垃圾填埋场有害气体检测系统设计 学院（系）： 机电工程学院 专业班级： 测控技术与仪器专业0803班 学生姓名： 封宇超 指导教师： 刘清元 目 录 摘要 3 Abstract 4 1 绪论 5 1.1 垃圾填埋场相关资料介绍 5 1.2本设计的研究背景与意义 6 1.2.1 研究的背景 7 1.2.2 研究的意义 7 1.3 有害气体检测系统国内发展情况 8 2系统总体方案选择与说明 9 2.1方案选择 9 2.1.1单片机的选择 9 2.1.2传感器的选择 10 2.1.3 A/D转换芯片的选择 10 2.2系统结构框图与工作原理 11 2.3 传感器的布点和安装 12 3系统各单元硬件设计说明 13 3.1 主控芯片80C51介绍 13 3.1.1 80C51芯片介绍 14 3.1.2引脚介绍 15 3.2 A/D转换芯片0809 16 3.2.1 ADC0809的芯片介绍 16 3.2.2 ADC0809的数据采集电路介绍 18 3.2.3 A/ D转换电路 19 3.3 电化学传感器介绍及调理电路设计 20 3.3.1 电化学传感器性能指标 20 3.3.2 电化学传感器调理电路 21 3.4 单片机时钟电路 22 3.5 复位电路 23 3.6程序下载及调试电路 24 3.7 光报警系统 26 3.8 液晶显示电路 27 3.8.1 TC1602A的引脚功能 27 3.8.2 TC1602A的内部结构 28 3.8.3 TC1602A的控制指令 30 3.9 RS232通讯模块设计 32 3.9.1 MAX232芯片简介 32 3.9.2 MAX232的引脚说明 33 3.10 系统电源设计 35 4总体软件设计 36 4.1 系统总体流程设计 36 4.2软件开发工具介绍 39 5检测系统电路局部仿真 41 6结 论 50 参考文献 51 致谢 52 附录程序A 53 摘要 随着我国经济的快速增长以及城市生活垃圾的大量产生，国家投入大量的资金用于垃圾填埋场建设。一个现代化的城市不能没有现代化的垃圾处理设施，垃圾卫生填埋作为一种成本较低、技术相对简单、能迅速处理垃圾的方式，比较适合我国国情，目前已在全国得到大力发展，成为我国垃圾处理的主要形式，并被建设部作为优先推荐的垃圾处理方式。垃圾填埋场是生活垃圾最终处置场所，对保护我们的生活环境起着至关重要的作用。 本文设计了垃圾填埋场中对一氧化碳、硫化氢、甲醛等三种有害气体浓度进行实时数据采集和处理，并能够实时显示现场气体浓度，且在浓度超标时报警的电路。该电路通过单片机实现其控制功能。整个检测系统电路由：电化学传感器调理电路、模数转换模块、液晶显示模块、RS232通讯模块、单片机、指示报警模块、电源模块组成。该系统的主要工作流程为：通过电化学传感器对垃圾填埋场现场有害气体浓度的检测从而转换成相应的电压值，将所需的模拟信号采集放大后传送给A/D转换器，再经模数转换后给将数字信号传送至8051单片机，然后通过单片机内部的数据处理，判断是否需要灯光进行报警，预防恶性事故发生。该系统可广泛应用于城市垃圾填埋场，从而大大降低有害气体所引起的中毒、火灾、爆炸等事故的发生率，保障了人们的生命和财产安全，具有重要的实用价值。 【关键词】 ：有害气体、报警器、单片机、数据采集与记录、浓度测量、电化学传感器。 Abstract In this dissertation, an electric circuit is designed to collect and process the data of ＣＯ density, and the alarm is sent out when the density beyond the critical value. The control function of the electric circuitwhole electric circuit of alarm is composed by four parts: data acquisition module, data enlarge module, A/D module and microcontroller. The technological process of the alarm is as follows: The analogue signals are collected by two kinds of transducers, and then the signals are transmitted to the ADC after enlargement. The dat