基于单片机的智能瓦斯检测仪的设计(10)

陕西能源职业技术学院毕业论文

流程图说明：

一、电气系统的运行要有好的硬件构造并且要编好程序这样才能满足我们的设计要求。硬件是躯体那么软件就是灵魂本设计的软件程序部分主要包扩一下几部分：

1、首先要对程序进行初始化既要有初始化程序，计算机要进行新的程序运行首先要做的就是进行程序的初始化，只有初始化了才能是计算机在裸机下运行新的程序这样才能保证程序不会出错。

2、在初始化完成后程序要进行顺序流程既要进行占空比测试既要有占空比测试程序。之所以有占空比测试程序是因为本设计思路是运用变流与脉冲电压的占空比呈线性关系，因为当两个两呈线性关系了那么在进行运算和处理方面都方便得多，具体的原理和运算方法已在上述讲明此处就不做缀余介绍。

3、在测试成完成后系统要进行数据的处理和计算浓度，在数据的处理部分我们为了得到比较精确地数据，在进行数据采集是我们采用去多点然后去最小和最大再取平均值得到比较精确地数据。具体的是我们设计要求系统每次采样要采取十个值再除去最小浓度值和最大浓度值再取余下的几个值的平均值。完成了浓度的采样我们得到了一个当前的浓度样值，但并不能直接把这个值直接送到打片机中进行处理因为单片机只是别数字信号，所以取得采样信号要进行计算处理得到与浓度有线性关系的量值在进行处理，在此我们已经完成了硬件只需要再在软件上运用程序来完成即可。

4、数据计算和处理后直接可以进入到单片机，本设计我用的单片机是87C552此单片机内部包含了数模转换器所以在采样电路和单片机中间就不用再接A/D了。数据通过单片机处理后就要通过端口送达显示器。对于显示器我运用的是液晶显示，既要对显示器进行编程来实现对一线瓦斯浓度的显示。

5、在本设计中我加入了报警系统既在当矿井瓦斯的浓度高于一定的限额时整个系统要发出报警信号，在变报警程序最主要的就是对浓度上限值的监控并且要保证当出现了紧急情况是报警系统要正常工作等等。

42

陕西能源职业技术学院毕业论文

4.2 各子流程图

子程序开始 禁止外部中断0 设定中断次数 初始化定时器 允许外部中断0 N 中断条件？ Y 进入中断子程序 N 中断次数满足？ Y 求取平均值 图4-2占空比测试流程图

占空比测试流程图说明：

单片机的晶振为12MHz，机器频率则为12MHz/12=1MHz，将稳幅电路输出的脉冲方波通过单片机的INT0引脚输入，进行占空比的测量。为了使测量更精确，采用查询的方法对该信号的高电平计数，然后除以方波信号的周期1ms即可得到其占空比。为了达到高精度的要求，规定待测信号在一个周期内至少计数1800次。

一个周期刚好计数1800次的信号频率是:

43

陕西能源职业技术学院毕业论文

fH?112?180012MHz?556Hz （4-1）

本系统中产生的脉冲信号的频率为1kHz，大于fH，也就是说单周期的计数个数不足1800个，为保证测量精度，采用测量多个周期、多次测量求平均值的计数方法。

开始 系统初始化 第一次信号采样 第二次信号采样 数据处理 正常 Y 是否正常？ N 异常 声光报警 复位 图4.3声光报警

声光报警子程序说明：

本子流程图它的主要说明就是，把采样的瓦斯浓度数据与事先设定好的标准值进行比较，看看是否超过标准值，要是超过则通过报警装置进行报警，同时要启动安全措施进行紧急处理。如当发生突发事故时如瓦斯突泄，瓦斯浓度瞬间就要超过设定值，则这是启动电动机进行加大瓦斯外泄力度，同时可以发出报警来提示要尽快进行安全撤离。但是通过分析发现本报警器有点缺陷，就是所能调度的安全措施少，在紧急情况下可能作用不是很大，还有就是它为人员撤离提供多少时间这要通过实际试验才能得到数据。

44

陕西能源职业技术学院毕业论文

开始 对12864进行初始化 设置定时 检测是否有发射任务？ N 检测是否有接射任务？ N N 定时到检测是否 Y 有键按下？ Y 获得键值 置显示标志位 Y 发送数据并处理 Y 接受数据并处理 显示 图4-4显示子程序

显示流程图说明：

本子流程图它主要说明的就是，对前面通过采样电路把瓦斯浓度量转换成电量值，再通过单片机送到显示器进行直观显示。在此过程中最重要要注意两个问题：第一就是从单片机送过来的数据组在一个显示周期内能否显示完。第二就是在一个显示周期内会不会显示多个单片机送过来的数据组。以上的两个问题任何一个出现都不能很好的完成

45

陕西能源职业技术学院毕业论文

显示，因此要根据实际情况来定显示器的显示周期。

中断开始 关中断 启动定时器计数 中断次数减1 P3.0为高电平？ Y 定时器停止计数并存数值 N 返回 图4-5中断子程序

中断流程图说明：

所谓中断，就是当CPU正在处理某项任务的时候，在外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂停正在处理的工作而去处理这个紧急事件，待处理完之后，再回到原来中断的地方，继续执行原来被中断的程序，这个过程成为中断。设计中断的目的就是为了提高CPU的工作效率。同时也可利用中断来完成长时间的定时、计数等。我们设计5ms为一个周期，但是单片机的一个时钟周期根本不能完成一下子达到要求，这时就可以通过中断来实现，如一次计数50us中断100次即可达到5ms。

46