矿井有害气体浓度检测预报装置的设计.doc

摘要：本文主要设计一种可以检测和预报矿井有害气体浓度的装置。这个装置的核心部件是单片机STC12C5A60S2，这其中还包括信号采集电路、声光报警电路、显示电路和通信电路等部分。首先要通过气体传感器来采集信号，将需要检测的气体浓度转换为模拟电压，然后再把模拟电压信号用单片机中的A/D转换器进行转换，再让单片机进行数据处理，同时还可以通过LCD液晶显示让人们可以有个清楚的了解。若显示出的被测气体的浓度值高于报警电路的预设值，声光报警电路则发出警报，同时还可以利用GSM模块向有关人员发送警报信息，从而防止矿井事故的发生。该系统通过单片机实现了数据的传输和处理，同时也可以通过上位机实现对气体浓度的监测。由于该装置具有体积小、成本低、可靠性高等优点，所以非常适用于有害气体的安全检测。

关键词 气体检测；单片机；上位机；GSM通信

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 国内外发展概况-1

1.3 本课题设计内容-2

2 系统的总体结构与工作原理-3

2.1 设计思路-3

2.2 系统功能框图-3

2.3 本章小结-3

3 系统硬件的设计-4

3.1 各式气体传感器的简介-4

3.1.1 半导体型气体传感器-4

3.1.2 电化学气体传感器-4

3.1.3 固态电解质气体传感器-4

3.1.4接触燃烧式气体传感器-4

3.1.5光学式气体传感器-5

3.2 传感器的选择-5

3.3 单片机的选择-9

3.3.1 STC12C5A60S2单片机的特点-10

3.3.2 STC12C5A60S2单片机的引脚-11

3.3.3 STC12C5A60S2内部A/D转换-12

3.3.4单片机最小系统的设计-12

3.4 显示电路的设计-13

3.4.1 1602LCD的基本参数及引脚功能-14

3.4.2 1602LCD的指令说明及时序-14

3.4.3 1602LCD读写时序操作-15

3.5 声光报警电路的设计-16

3.6 通信电路设计-17

3.7按钮的设计-18

3.8 GSM模块的设计-18

3.8.1 GSM通信模块TC35-18

3.8.2 SIM卡-19

3.8.3 GSM模块-19

3.9 本章小结-20

4 系统的仿真及其分析-21

4.1 软件介绍-21

4.2 绘制仿真图-21

4.3 编写程序-21

4.4 仿真调试-22

4.5 本章小结-24

5 系统软件设计-25

5.1 下位机软件设计-25

5.1.1 单片机C语言概述-25

5.1.2 单片机C语言与一般C语言异同-25

5.1.3 下位机软件总体设计思想-25

5.2 上位机软件设计-29

5.2.1 Visual Basic介绍-29

5.2.2 Visual Basic特点-29

5.2.3上位机界面-29

5.2.4 上位机调试-30

5.3 本章小结-32

6 实物制作-33

6.1 绘制布线图并焊接电路板-33

6.2 软硬件整体调试-34

6.3 本章小结-38

结论-39

致谢-40

参考文献-41

附录-42