基于单片机的智能瓦斯检测仪的设计

毕业设计（论文）

题 目：基于单片机的智能瓦斯检测仪设计 院 系： 专业班级： 指导教师： 学生姓名： 学 号：

陕西能源职业技术学院 电气104班 孟卓 张健 100433415

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摘 要

随着我国经济的快速发展，各行各业对煤炭的需求急剧增加，而各种矿难事故的发生，使得煤炭安全生产面临严峻的挑战。在这些矿难中绝大部分是由于瓦斯爆炸所引起的，而瓦斯要达到爆炸极限的最重要条件是瓦斯浓度超限，所以能实时对瓦斯浓度的监控可以大量减少矿难。但是现有的一些瓦斯传感器不仅价格昂贵而且结构复杂，而且对于井下瓦斯浓度的监测和报警存在一定的局限性，安全系数不高。因此开发智能的瓦斯传感器是现在煤矿行业的迫切需求。

瓦斯传感器是用于检测瓦斯浓度的主要仪器，本设计的瓦斯传感器其基于的思想就是要开发精度高、可靠性强、同时易于控制并且要大大降低成本，因此对于矿井的未来发展具有重要意义。

该瓦斯传感器硬件部分以AT87C552单片机为核心，包括检测电路、报警电路、显示电路、电源电路和红外遥控电路等，通过对该传感器进行软件编程来实现对瓦斯浓度的检测、报警、显示和控制。安全可靠，经久耐用，适合多种矿井瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生。

关键词：瓦斯；AT87C552；变流瓦斯检测

陕西能源职业技术学院毕业论文 目 录

1 绪论 .................................................................... 1 1.1引言 ................................................................ 1 1.2系统简介 ............................................................ 2 2 系统原理介绍 ............................................................ 3 2.1 变流瓦斯检测方法的原理 .............................................. 3 2.1.1 变流瓦斯检测方法的基本思想 ...................................... 3 2.1.2 变流瓦斯检测方法的原理 .......................................... 4 2.2 变流瓦斯检测电路简介 ................................................ 7 2.2.1 恒温控制信号取样电路 ............................................ 7 2.2.2 锯齿波发生电路 .................................................. 8 2.2.3 电压比较电路 .................................................... 9 2.2.4 脉冲电压稳幅电路 ............................................... 10 3 整体硬件介绍 ........................................................... 11 3.1 87C552简介 ......................................................... 11 3.1.187c552概述 ...................................................... 11 3.1.2 主要特性 ....................................................... 12 3.1.3 管脚说明 ....................................................... 13 3.1.4 单片机复位 ..................................................... 15 3.1.5 振荡器特性 ..................................................... 16 3.1.6 芯片擦除 ....................................................... 17 3.2 显示电路简介 ....................................................... 20 3.2.1LCD显示器工作原理 ............................................... 20 3.2.2LCD显示器概述及特点 ............................................. 21 3.2.4 液晶显示电路 ................................................... 22 3.3 其它部分元件简介 ................................................... 30 3.3.1 数据存储器6264 ................................................. 31 3.3.2 程序存储器2764 ................................................. 32 3.4 其它部分电路简介 ................................................... 34 3.4.1 声光报警电路 ................................................... 34 3.4.2 红外遥控电路 ................................................... 35 3.4.3 电源电路 ....................................................... 37 4 软件设计 ............................................................... 41

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4.1 主流程图 ........................................................... 41 4.2 各子流程图 ......................................................... 43 总结 ..................................................................... 47 致 谢 .................................................................. 48 参考文献 ................................................................. 49 附录：电气设备常用基本文字符号 ........................................... 50

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1 绪论

1.1引言

随着我国国民经济的不断发展，对煤炭需求量也越来越大，这就使得煤矿的安全生产面临着一个十分严峻的问题。煤矿矿难事故屡屡发生，造成的原因有很多，其中不少是因为瓦斯爆炸引起的。为了防止瓦斯爆炸事故的发生，除了加强井下作业人员的管理，改善井下的作业环境外，还需要精确可靠适用范围广的瓦斯传感器。

煤矿瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。有时也单独指甲烷。瓦斯在空气的体积分数达到一定的程度（5%～12%）时，在一定条件下可与空气中的氧气发生剧烈的化学反应而形成瓦斯爆炸，对煤矿安全构成严重威胁。

我国矿井瓦斯监控技术经历了从简单到复杂、从低水平到高水平的发展过程。从新中国成立初期到20世纪70年代，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定仪、风表等携带式仪器检测井下环境参数。20世纪60年代初期，我国开始研制载体催化元件，随着敏感元件制造水平的提高和电子技术的发展，特别是大规模集成电路、微型计算机的广泛应用，使监控技术进入了新的发展时期。20世纪70年代瓦斯断电仪问世，装备在采掘工作面、回风港道等井下固定地点，实现了对瓦斯的自动连续检测及超限自动切断被控制设备的电源。随后，陆续研制了便携式瓦斯监控检测报警仪、瓦斯报警矿灯。1983年至1985年，从欧美国家先后引进了数十套监控系统及配套的传感器和便携式仪器装备煤矿矿井，并相应地引进了部分监控系统、传感器和敏感元件制造技，由此推动了我国矿井安全监测监控技术的发展。1983年以后，国内有多种型号矿井监控系统通过了技术鉴定，逐步实现了对煤矿矿井安全、生产多种参数的连续监测、监控、数据存储和数据处理。近几年，随着计算机的发明和应用，特别是网络和信息化建设的不断发展，给瓦斯治理提供了机遇条件，煤矿瓦斯监控网络系统应运而生。这些装备和系统的推广与应用，丰富了我国煤矿安全监控 产品的市场，改善了煤矿安全技术装备的面貌，缩小了我国与国外先进技术水平的差距 …… 此处隐藏：2494字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……