可燃气体检测仪设计.doc

郑州轻工业学院 本科毕业设计（论文） 题 目 可燃气体检测仪设计 学生姓名 专业班级 电子信息2013级 学 号 5413070201 院 （系） 计算机与通信工程学院 指导教师（职称） 杨学冬(实验师) 完成时间 2017年6月1日 郑州轻工业学院 毕业设计（论文）任务书 题目 可燃气体检测仪设计 专业 电子信息科学与技术 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容：1.了解可燃气体检测仪设计的基本原理。 2.运用KEIL、PCB、等软件完成系统的软件设计 3. 使用以单片机为核心，MQ-X系列传感器为气体采集器，LCD12864液晶显示屏来显示实时的浓度值，等硬件设施来完成实时检测可燃气体的浓度，并完成报警。 基本要求： 通过软硬件结合的方式，实现可燃气体检测仪测量气体浓度并完成报警。 主要参考资料： [1] DAzzo J J, Houpis C H, Azzo D . Linear Control System Analysis and Design[M]. 清华大学出版社, 2000. [2] 刘爱华，传感器原理与应用技术.人民邮电出版社，2009. [3] 电阻式半导体气体传感器[J].张强,管自生.仪表技术与传感器.2006(07). [4] 基于STM32的便携式矿用多气体检测仪的设计[J]. 徐大诏,李正明,刘军.仪表技术与传感器.2014(03). 完 成 期 限： 2017年6月1日 指导教师签名： 专业负责人签名： 2017年1月 3日 目 录 中文摘要 I 英文摘要 II 1 引言 1 1.1 可燃气体探测的现状和发展趋势 1 1.2 研究目标 2 2 硬件设计总结构框图 3 3 可燃气体检测仪传感器 4 3.1 可燃气体传感器的种类 4 3.2 可燃气体传感器的选用 4 3.3 传感器模块设计 4 3.4 MQ-X系列传感器特性 5 3.5 传感器基本测试回路 6 3.6 MQ-X系列传感器在操作中的注意事项 6 4 硬件电路设计 8 4.1 可燃气体检测仪的硬件设计 8 4.2 STM32单片机 8 4.2.1 单片机最小系统 8 4.3 报警电路设计 9 4.4 传感器模块电路设计 10 4.5 液晶显示模块电路设计 10 4.5.1 LCD12864液晶显示屏简介 11 4.5.2 液晶显示电路设计 11 4.6 按键电路设计 12 4.6.1 按键消抖电路 12 4.7 串口模块设计 12 4.7.1 MAX232芯片简介 12 4.7.2 串口模块电路 13 4.8 ADC电路设计 14 4.9 电源管理电路设计 14 5 系统软件程序设计 15 5.1 系统整体程序流程图 15 5.2 编程软件的应用 15 5.3 按键模块软件设计 16 5.4 液晶显示模块软件设计 16 5.5 上位机模块软件设计 17 5.6 数字滤波设计 18 6 系统调试与分析 20 6.1 系统硬件调试 20 6.2 系统软件调试 20 6.3 测试结果 20 6.4 出现问题及解决方法 21 结束语 22 致 谢 23 参考文献 24 可燃气体检测仪设计 摘 要 可燃气体检测仪对可燃气体泄漏检测以及报警有着重大的作用，应用在生活安全领域。其检测的敏感性程度及检测电路的性能是影响检测仪稳定性的重要因素。 STM32单片机为主控芯片，MQ-X系列可燃气体传感器，具有对检测气体灵敏度高，长寿命、低成本的特点。在使用前需对其加热十分钟，预热完之后将这些传感器放置于待测的环境中，MQ-X系列传感器将对对应气体测试浓度，将测试浓度转为电压，然后再将转换得的电压经过单片机的A/D模块进行模数转换处理。为了能够使用户对可燃气体浓度进行实时了解，在单片机外围链接了液晶显示屏，把经过单片机处理过的浓度值显示在液晶屏上；并且在单片机外围链接了按键模块，可以更简易的设置可燃气体的报警浓度，当所测得的气体浓度超过设置的浓度时，单片机将控制发光二极管和蜂鸣器发光发声实现报警；通过串口通信把实时采集到的浓度信息传给上位机，并且能够在上位机上显现出来，完成对危险气体浓度实时监控。