单片机的瓦斯报警系统的设计本科毕业论文.doc

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;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 Abstract The concentration of methane monitor controlled by chip microprocessors15 able to sound the alarm bell based on the limit of methane concentration，and start device to drain the gas at the same time. The instrument include CPU，sensitive element，Canmengou monitoring circuit，little signal amplify circuit，A/D transform circuit，communication circuit，display circuit，monitoring circuit，CPU is the core in the instrument，complete data gather，Process，export，display and so on. Sensitive element is one of the important to measure the concentration of methane，and it’s export is a little voltage signal，little signal amplify circuit is to transform the analogue signal to digital signal，display circuit is to display the concentration of methane，monitoring circuit is to monitor the overstep limit of methane concentration· The feature is new design，accurately measure parameter，convenient to operate and so on. Keywords: AT89C51，sensitive element，A/D transformation Circuit. 目录 摘要 I Abstract II 目录 III 第1章 绪论 1 1.1 瓦斯的介绍 1 1.2 煤矿安全系统概况 3 1.3 测量仪器的基本性能 4 1.3.1 测量仪器的概念 4 1.3.2 测量仪器的基本性能 5 第2章 研究内容方法和原则 8 2.1 研究内容方法 8 2.1.1 设备和功能 8 2.1.2 计时 9 2.1.3 主要实现方法 9 2.2 设计原则 9 2.2.1 总体设计的原则 10 2.3 课题研究的总体思路 11 第3章 监控系统工作原理 12 3.1 瓦斯浓度检测系统原理分析 12 3.1.1 分类 12 3.2 热催化元件的结构及工作原理 13 3.2.1 热催化元件的结构 13 3.2.2 敏感元件工作原理 14 3.2.3 整机工作原理 14 第4章 硬件电路设计 16 4.1 微控制器CPU 16 4.1.1 AT89C51 16 4.2 敏感元件 19 4.2.1催化元件的特性 19 4.2.2 敏感元件的组成及作用 21 4.3 小信号放大电路 22 4.4 A/D转换电路 22 4.4.1 ADC0809的内部结构 22 4.5 通信电路 27 4.5.1 串行通讯 27 4.5.2