基于单片机的液化气检测报警器设计(8)

基于单片机的液化气检测报警器设计

系统设有一个消音按键，当报警器发出鸣叫时，用户到达现场，可按下消音按键停止报警器鸣叫。若过一点时间浓度仍超出报警限，报警器会再次鸣叫提醒用户。

声音报警电路图如图3-8所示。

5V蜂鸣器R8C8550PNP47KP2.3 图3-8 声音报警电路图

消音按键电路图如图3-9所示。

5VR12470ΩP1.7S2消音按键 图3-9 消音按键连接电路图

3.7字符显示电路

报警器浓度等级显示采用一个八段共阴极数码管显示。由于不显示小数点，所以不接dp段。其参数特点如下:

大 小 : 0.8寸 显示方式：静态显示

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显示颜色：红色 显示位数： 1位

数码管字符显示电路图如图3-10所示。

P10P11P12P13P14P15P16R7470 图3-10 数码管字符显示电路图

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4 系统的软件的设计

4.1系统主程序设计及流程图

主程序流程图如下图所示。首先要给传感器预热，因为MQ-N5型半导体电阻式气体传感器在不通电存放一段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集气体信息，需要一段时间预热。程序初始化结束后，系统进入监控状态。主程序设计先对传感器预热，预热同时，对传感器进行故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。 主程序硬件电路图如图4-1所示。

BUZ1BUZZERP2.7R61kQ1PNPC1U110p191P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728P00P01P02P03P04P05P06P0723456789XTAL1RP1X1CRYSTAL18C210pXTAL2D1P3.4P3.5RESPACK-8D29R3R410k10kRSTC310p293031PSENALEEAR110k液化气报警器模块P2.72627281234567910111216U4IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCOUTPUT ENABLECLOCKVCCVREF(+)VREF(-)ADC0809ADD AADD BADD CALE2 -1MSB2 -22 -32 -42 -52 -62 -72 -8LSBGND2524232221P0020P0119P0218P038P0415P0514P0617P071312345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C511011121314P3.415P3.51617R7200R210k

图4-1 主程序硬件电路图

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在整个报警器系统工作中，AT89C51单片机对传感器检测的气体浓度信号进行信号放大、A/D转换处理后，由单片机进行分析处理，判断系统是否启动声光报警。主程序还包括LED八段式数码管浓度字符显示功能、消音按键功能、安全联动装置，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。

4.2主程序初始化流程图

主程序初始化流程图。给传感器预热后，程序开始执行初始化子程序，这部分实现的功能包括各种I/O口输入输出状态的设定、 寄存器初始化、中断使能等。主程序初始化流程图如图4-2所示。

开始 设置定时器0，选择方式1 允许定时器中断0 点亮绿灯，熄灭红灯 关闭蜂鸣器 关闭安全联动装置 熄灭数码管 结束 图4-2 主程序初始化流程图

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4.3 算法实现以及主程序流程图

由传感器曲线和放大器增益计算得到的斜率一般为小数，而浮点计算程序比较复杂，所以可以将斜率和采样数据同时放大1000倍，将浮点计算转换为定点计算。程序中包含定点乘法、定点除法、减法及二进制码转化为BCD码等一些常用算法。其主程序流程图如图4-3所示。

开始

初始化 信号采集 A/D转换 数码管 显示 N 有液化气否 Y 报警子程序 报警处理

图4-3 主流程图

液化气中主要气体成分为丙烷。通过查阅资料知丙烷相对蒸汽密度（空气=1）为1.56；爆炸下限为2.0%，上限为9.5%。通常丙烷在空气中含量为1%时不会对人体造成伤害，当浓度接近10%时会引起头晕。可实际中液化气的爆炸极限为1.7%~10%。同时

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