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基于单片机的环境安全系统的设计本科生大学毕设论文--学士学位论文.doc
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基于单片机的环境安全系统的设计本科生大学毕设论文--学士学位论文.doc
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重庆理工大学毕业论文 基于单片机的环境安全检测系统的设计
I
编号
毕业设计(论文)
题目 基于单片机的环境安全
检测系统的设计
重庆理工大学毕业论文 基于单片机的环境安全检测系统的设计
I
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教
师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加
以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研
究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历
而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,
均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名: 日 期:
指导教师签名: 日 期:
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论
文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电
子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供
目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制
手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分
或全部内容。
作者签名: 日 期:
重庆理工大学毕业论文 基于单片机的环境安全检测系统的设计
II
目 录
摘要..............................................................................................................................Ⅰ
Abstract ........................................................................................................................Ⅱ
1 绪论..........................................................................................................................1
1.1 本课题要实现的目标及研究的主要内容......................................................1
1.1.1 研究的目标............................................................................................1
1.1.2 研究的主要内容及简要分析................................................................1
2 系统总体设计..........................................................................................................2
2.1 系统设计原则................................................................................................2
2.2 系统总方案的选定..........................................................................................2
2.2.1 主控制器方案的选型............................................................................2
2.3 系统组成框图..................................................................................................9
3 系统的工作原理......................................................................................................11
3.1 传感器的基本特性........................................................................................11
3.1.1 传感器的静态特性..............................................................................11
3.1.2 传感器的动态特性..............................................................................11
3.2 温度传感器....................................................................................................11
3.3 湿度传感器....................................................................................................15
3.3.1 特点....................................................................................................15
3.3.2 湿度的计算方法................................................................................16
3.4 气体传感器 MQ-2 .....................................................................................18
3.4.1 特点....................................................................................................18
3.4.2 结构、外形......................................................................................18
3.5 气体传感器 MQ-5 .........................................................................................19
重庆理工大学毕业论文 基于单片机的环境安全检测系统的设计
III
3.6 单片机 AT89S52 ...........................................................................................21
3.7 AD 转换器 TLC2543 ..................................................................................24
4 系统的硬件设计和连接..........................................................................................27
4.1 温度检测电路设计........................................................................................27
4.2 湿度检测电路设计........................................................................................27
4.3 1602 液晶与单片机的连接............................................................................28
4.4 声光报警电路设计........................................................................................29
4.5 时钟电路........................................................................................................29
4.6 复位模块........................................................................................................31
4.7 烟雾、可燃气体、有毒气体检测电路设计................................................32
5 系统软件设计与调试..........................................................................................33
5.1 系统软件总体设计.........................................................................................33
5.2 软件设计流程图............................................................................................33
5.3 系统硬件调试................................................................................................36
5.3.1 硬件静态的调试..................................................................................36
5.3.2 联机仿真调试....................................................................................36
6 总结与展望............................................................................................................38
致 谢............................................................................................................................39
参考文献......................................................................................................................40
附录 1 环境安全检测系统原理总图.......................................................................42
附录 2 环境安全检测系统设计源程序...................................................................43
重庆理工大学毕业论文 基于单片机的环境安全检测系统的设计
I
摘要
环境安全检测系统是对环境中的温度、湿度、烟雾、可燃气体和有毒气体进
行检测的装置,该系统能显示当前环境中的温度和湿度值,并当环境中的温度超
过设定限值和环境中有烟雾、有毒气体或可燃气体出现时,系统将进行声光报警。
本系统能使人们及时的得知环境中情况,并判断出环境中有对人们的人身财产造
成威胁的因素,提早做出预防。
本文首先介绍了环境安全检测系统要实现的目标及研究的主要内容,分析系
统的总体方案和系统框图,对系统所需的主要器件和传感器做了具体详细的阐述,
接着介绍了各个模块硬件电路的设计,最后介绍了系统的软件设计和调试。
本文从环境安全检测系统功能要求出发,采用模块化设计方法,通过模块方
案的论证,使系统的设计更加合理。本设计以单片机(AT89S52)为核心,配合
温度传感器(DS18B20)、湿度传感器(HS1101)和两个气体传感器(MQ-2和
MQ-5),以及相关的外围电路组成的检测系统,可以接收所测环境的温度、湿度、
烟雾、可燃气体和有毒气体信号,检测人员可以通过液晶显示的数据,实时监控
环境的温度和湿度情况。所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现,温度
传感器得到的测量信号,直接送到单片机进行数据处理,经软件分析处理后送显
示装置。而湿度传感器要置于555振荡电路中,将电容值的变化转为与之成反比
的电压频率信号,才可直接被计算机所采集。两个气体传感器得到的测量信号要
经过A\D转换器TLC2543后才能送到单片机进行数据处理。整个检测系统是在程
序控制下工作的,本系统在KEIL公司研发的keil µVision4下用C语言编写了所有
的程序。
在本文最后,对本次设计做了总结,提出了本次设计的一些不足,并给出了
一些改进措施。
关键词:环境安全;单片机;温度传感器;湿度传感器;气体传感器
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