摘 要：在实际的煤炭生产中，矿难事故不断发生，其中由于瓦斯浓度过高引起的矿难事故所占比例很大，因此本文提出了一种基于单片机的矿井瓦斯浓度手持检测仪设计。本文分硬件和软件设计两部分，硬件部分以AT89S52单片机为核心，并结合外围的甲烷传感器、A/D转换芯片、LCD液晶显示器等元器件,设计出实现对甲烷检测、阈值报警及浓度显示的矿井瓦斯浓度手持检测仪电路。在软件部分给出了本设计的程序总流程，并详细描述了模数转换、声光报警和液晶显示等子程序流程，同时根据流程设计采用C语言完成了源程序代码编写。最后，在Proteus仿真环境中，实现了该设计电路，并进行仿真分析，结果表明该设计方案可行而且操作方便。93421

毕业论文关键词：单片机,传感器,甲烷,报警

Abstract：In the actual production of coal mine accident happens frequently,which caused by the high gas concentration coal mine accident proportion is very large,so this paper put forward a mine gas concentration portable device based on single chip microcomputer。 This paper is pided into two parts,hardware part and software part,the hardware part of AT89S52 single chip microcomputer as the core,and combining the periphery of the methane sensor,A/D conversion chips,LCD liquid display components,to achieve a hand-held mine gas concentration detector circuit which can realize methane detection,alarm threshold and concentration showed。In the software part of this design program gives total processes,also describes the modulus conversion,sound and light alarm,LCD display and other processes in detail,at the same time,according to the process design with the help of the c language source code to write。Finally,in the Proteus simulation environment to achieve the circuit,the design and the simulation analysis,the results show that the design scheme is feasible and easy to operate。

Keywords: mcu,sensor,methane,alarm

目 录

1 绪论。。5

1。1 研究背景及意义。。5

1。2 国内外的发展状况5

1。3 文章结构安排。6

2 矿井瓦斯浓度检测仪的总体设计。。7

2。1 系统总体设计结构7

2。2 检测仪功能要求。。7

2。3 系统工作原理。8

3系统硬件电路设计。。8

3。1主控电路设计。8

3。1。1 单片机选型。8

3。1。2 时钟电路设计。。9

3。1。3 复位电路设计。10

3。1。4 电源电路设计。10

3。2 瓦斯检测电路设计。。11

3。2。1 传感器选择11

3。2。2 气体传感器MQ-4介绍12

3。2。3 瓦斯采集电路设计15

3。3 A/D转换电路设计15

3。3。1 转换芯片的选择。。15

3。3。2 转换电路设计。16

3。4 外围电路设计16

3。4。1 报警电路源F于K优B尔C论V文N网WwW.youeRw.com 原文+QQ752^018766 设计。17

3。4。2 显示电路设计。17

4系统软件设计18

4。1主程序设计18

4。2 模数转换程序设计 。。19

4。3 声光报警程序设计。。20

4。4 液晶显示程序设计。。21

5系统仿真及调试。22

5。1 设计的相关软件介绍22

5。2 仿真结构及分析。。23

总结。25

参考文献26

致谢。27

附录A 总原理图。。 28

附录B 仿真图。。29

附录C 总程序。。30

1 绪论

1。1 研究背景及意义

    随着我国经济的快速发展，煤炭的消费量持续增长，特别是近几年，煤炭的价格在不断提升，对煤炭的产量提出了更高的要求。但是，在实际的煤炭生产中，矿难事故不断发生。我国煤炭生产中每年的矿难死亡人数近万人，因此，我们不得不将更多的注意力放到煤炭生产的安全方面。矿难的原因有多种多样，其中由于瓦斯而引起的矿难事故占到了相当大的一部分。瓦斯是多种易燃易爆气体的总称，其主要成分是甲烷，它是在成煤过程中形成并大量贮存于煤层中的气体，浓度过高时会导致人缺氧、呼吸困难、窒息等。当它与空气混合的百分比达到3。5%到16%时，遇到明火就会发生爆炸，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。所以，对瓦斯的浓度进行实时的检测和报警以及对其采取相应的控制措施在煤矿系统中有着非常现实的意义。