可燃气体检测及报警装置.doc

武汉理工大学华夏学院 信息工程课程设计报告书 课 程 名 称 计算机控制技术 课程设计总评成绩 学生姓名、学 号 学 生 专 业 班级 自动化1092 指 导 教 师 姓名 课程设计起止日期 2012.1.7～2012.1.11 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 自动化1092 指导教师： 工作单位： 信息工程系 题目： 可燃气体检测及报警装置 初始条件： 1．对常见可燃气体进行自动监测的报警装置； 2．检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警 ； 3．工作原理：采用的控制方案--直接数字控制（DDC）。 要求完成的主要任务： 1.设计可燃气体检测及报警装置硬件系统，画出框图； 2.检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警； 3.采用的控制方案--直接数字控制（DDC）； 4.CPU采用单片机； 5.撰写设计说明书。 时间安排： 1月7日：查阅和准备相关技术资料，完成整体方案设计； 1月8日：完成硬件设计； 1月9日：编写调试程序； 1月10：撰写课程设计说明书； 1月11日：提交课程设计说明书、图纸、电子文档。 指导老师签字： 年 月 日  课程设计基本要求 课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力报告报告报告报告报告报告报告一、课程设计项目名称 可燃气体检测及报警装置 二、项目设计目的及技术要求 初始条件： 1．对常见可燃气体进行自动监测的报警装置； 2．检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警 ； 3．工作原理：采用的控制方案--直接数字控制（DDC）。 要求完成的主要任务： 1.设计可燃气体检测及报警装置硬件系统，画出框图； 2.检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警； 3.采用的控制方案--直接数字控制（DDC）； 4.CPU采用单片机； 5.撰写设计说明书。 三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图 ) 3.1总体方案设计 3.1.1 方案一：（采用纯模拟电路）电路输入级为气敏元件，和二极管、三级管构成的电子开关。再用两个三极管构成互补多谐振荡器，他与继电器和发光二级管组成闪光报警器。电位器为报警灵敏度调节，可燃气体浓度一定，三极管导通，继电器通断工作，二极管闪烁报警。 3.1.2 方案二：电路输入级将浓度信号转换成电压信号，并采用多级非门驱动发光二级管报警，气体浓度越大，发光二级管点亮得越多。 3..1.3 方案三：电路气敏元件采集浓度信号，A/D处理数据，单片机控制电路，LED数据显示，对不同的气体浓度进行声光报警。 方案论证与比较：方案一结构小巧，采用电位器可以对报警灵敏度进行调节，但是属于纯模拟电路报警，在调节过程中相对比较困难。方案二采用多级非门驱动LED报警，可对气体浓度进行定量分析，浓度越大点亮的发光二极管越多。从定性到定量，方案二较方案一从设计上有所提高，但由于只是通过LED发光来报警，不能很好的引起使用者的重视。方案三采用以单片机为核心的控制电路，对采集的数字信号进行处理和判断，运用一定的算法计算出待检测气体成分及浓度并送到LCD显示器显示出来。并通过软件控制设定一定的报警阀值，当浓度达到此阀值时有选择的进行声光报警。经分析比较，最终选定方案三为最佳方案。 3.2单元模块设计 3.2.1电源模块 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源，其稳压性能好，输出纹波电压很小，但它必须使用笨重的工频变压器与电网进行隔离，并且调整管的功率损耗较大，致使电源的体积和重量大，效率低。 图 1电源电路 3.2.2通信部分 图2 通信电路 该电路为PC机与单片机实现串口通讯的典型电路，MZX232芯片为RS-232电平和TTL电平的转