2.3聲光報(bào)警電路

　　作為可燃?xì)怏w報(bào)警儀，聲光報(bào)警部分不可缺少，本設(shè)計(jì)中的聲光報(bào)警電路包括蜂鳴器和紅、黃、綠三個(gè)LED報(bào)警指示燈。具體表現(xiàn)形式如下：

　　1）紅色燈點(diǎn)亮?xí)r說(shuō)明環(huán)境中的可燃?xì)怏w含量已經(jīng)超過(guò)限值，此時(shí)黃色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警;

　　2）黃色燈點(diǎn)亮?xí)r說(shuō)明可以檢測(cè)到環(huán)境中可燃?xì)怏w的存在，但其濃度沒(méi)有達(dá)到報(bào)警限值，此時(shí)紅色和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲;

　　3）綠色燈點(diǎn)亮?xí)r說(shuō)明傳感器沒(méi)有檢測(cè)到可燃?xì)怏w，一切正常，此時(shí)紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲;

　　4）當(dāng)3種顏色指示燈同時(shí)點(diǎn)亮并且蜂鳴器不發(fā)聲，表示系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，可能是模式切換或者進(jìn)行標(biāo)定;圖4聲光報(bào)警單元聲光報(bào)警單元與單片機(jī)的連接如上圖4所示，圖中對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)加入一個(gè)PNP三極管，這樣不僅能使蜂鳴器的聲音更加響亮，并且三極管基極電路保證了只有在單片機(jī)輸出為低電平時(shí)，蜂鳴器才會(huì)發(fā)聲，避免了誤報(bào)警的發(fā)生。

　　3軟件設(shè)計(jì)

　　3.1軟件設(shè)計(jì)思想

　　軟件設(shè)計(jì)解決的主要問(wèn)題是氣體濃度信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波、溫度補(bǔ)償、線性化處理、濃度顯示、按鍵設(shè)置以及聲光報(bào)警等。由于功能較多，故采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊只負(fù)責(zé)單獨(dú)的一項(xiàng)功能，便于后期的調(diào)試和編譯。

　　3.2主程序設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。

　　3.3主程序初始化設(shè)計(jì)

　　傳感器預(yù)熱后，程序開(kāi)始初始化，這部分主要實(shí)現(xiàn)I/O口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等功能。

　　3.4數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)

　　氣體傳感器在對(duì)氣體濃度采樣時(shí)會(huì)遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，具體的方式為：先對(duì)N個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計(jì)算余下N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，最后將算術(shù)平均值送至寄存器。本文中N取10，即調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換連續(xù)進(jìn)行10次采樣。

　　3.5按鍵及聲光報(bào)警子程序設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)采用查詢式按鍵結(jié)構(gòu)，定時(shí)對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

　　聲光報(bào)警是在氣體濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，該裝置被啟動(dòng)，以提示操作人員采取安全措施或者自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置。為防止誤報(bào)，在程序設(shè)計(jì)上要對(duì)氣體濃度進(jìn)行快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警，從而判斷出是管道中氣體的泄漏還是由于打開(kāi)閥門(mén)產(chǎn)生的暫時(shí)氣體微量散失。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　本系統(tǒng)采用高性能、集成化的STC12C5A60S2單片機(jī)作為核心器件，設(shè)計(jì)了適合工業(yè)和小型場(chǎng)合使用的可燃?xì)怏w報(bào)警儀。在設(shè)計(jì)中充分利用其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化、智能化。在軟件的設(shè)計(jì)中，采用中位值平均數(shù)字濾波算法，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最大限度地排除現(xiàn)場(chǎng)干擾，降低可燃?xì)怏w報(bào)警器的誤報(bào)概率，提高了儀器的精確度。