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1、基于GSSM的煤煤气表采采集系统统的设计计作 者 姓 名名 李朋朋朋专 业业 电电子信息息工程指导教师师姓名 郭郭俊美专业技术术职务 讲讲师 _目 录摘要1第一章绪绪论31.1 课题意意义31.2本本系统完完成的功功能3第二章各各模块方方案选择择32.1电电源模块块32.2 单片机机控制模模块42.3 煤气流流量传感感器的选选择42.4 键盘模模块42.5显显示模块块52.6数数字时钟钟电路552.7 串口解解决方案案62.8 GSMM模块选选择62.9 数据存存储器66第三章系系统硬件件设计773.1硬硬件总体体结构773.2 PICC 188F4558 单单片机简简介73.2.1 高高性能
2、RRISCC CPPU73.2.2 外外围功能能模块特特性73.2.3 高高级的模模/数转换换特性883.2.4 CCAN总总线模块块特性883.2.5 特特殊的单单片机特特性93.2.6 FFLASSH技术术93.3.煤气流流量传感感器电路路的设计计93.4漏漏气检测测电路的的设计1103.5开开阀熄火火检测电电路的设设计1003.6 通风扇扇控制电电路1113.7 电磁气气阀控制制电路1113.8 红外键键盘模块块设计1123.9电电源电路路的设计计153.100 时钟钟电路的的设计1163.100.1 时钟芯芯片DSS13002简介介163.100.2DDS13302 硬件连连接1773
3、.111 LCCD液晶晶显示电电路1773.122 打印印机模块块183.133通过串串口收发发短消息息193.133.1 GSMM短消息息技术简简介1993.133.2 短消息息特点2203.133.3 收发短短消息方方式2113.133.4 PDUU编码2113.133.5 AT指指令2113.133.6发发短消息息223.133.7接接收短消消息244第四章软软件设计计254.1 软件设设计的主主要步骤骤254.2 主函数数流程图图274.3 数据采采集，存存储，查查询软件件设计2284.4 红外健健盘软件件设计3304.5 GSMM模块短短信接收收发送设设计311第五章实实物效果果33
4、5.1 本系统统的控制制按键说说明3335.2 各功能能详细介介绍344第六章结结束语440参考文献献41附录422附录一：总原理理图422附录二：主程序序清单443致谢1116山东轻工业学院2009届本科生毕业设计（论文）摘要采用传统统的人工工抄取煤煤气表数数据的方方式，不不可避免免地存在在耗费人人工、效效率低、误误差大，时时间长等等缺点。无无线抄表表系统可可以摆脱脱人工抄抄表的办办法，利利用GSSM进行行远程数数据传输输。具有有计量准准确、通通信可靠靠、抄表表方便、功功耗低等等优点，以以及节省省人力、远远程监控控、远程程维护的的功能。本系统设设计的GGSM抄抄表系统统是由单单片机控控制模块
5、块、流量量计数模模块、电电源模块块、显示示模块、GGSM通通信模块块、时钟钟模块、红红外线键键盘模块块、打印印模块、漏漏气检测测模块、开开阀熄火火检测模模块和存存储模块块等组成成。本系系统实现现了用量量计数、计计价、用用量查询询、GSSM远程程无线抄抄表、打打印、存存储、液液晶显示示、红外外键盘控控制、号号码更改改、价格格更改、闹闹钟设置置、时间间设置、手手动止闹闹、漏气气检测、开开阀熄火火检测、报报警等功功能。最最终完成成一个多多功能家家庭煤气气表的设设计。虽然现在在只有部部分城市市采用了了远程抄抄表，但但全国全全面建设设的号角角已经吹吹响，很很多的大大中型城城市已经经开始全全面部署署。相关
6、关的电子子科技企企业也都都快速的的跟进，加加紧远程程无线抄抄表的研研发和生生产步伐伐。相信信在几年年之内，原原始的人人工抄表表系统将将会被现现代化的的无线抄抄表系统统所全面面取代。关键词：GSMM无线抄抄表 煤气表表 单单片机ABSTTRACCTUsinng tthe traadittionnal arttifiiciaallyy reeadiing datta ffromm thhe ggas metter, inneviitabbly exiist connsummingg maanuaal, ineeffiicieent andd errrorr, ttimee too loong, a
7、nnd ootheer sshorrtcoominngs. Thhe aadvaantaage of GSMM wiirellesss meeterr reeadiing sysstemm iss acccurratee meeterringg , relliabble commmunnicaatioon, metter-reaadinng cconvveniiencce, loww poowerr coonsuumpttionn annd tthe labbourr-saavinng, remmotee moonittoriing, reemotte mmainntennancce ffun
8、cctioons.The wirreleess metter-reaadinng ssysttem is connsisst oof MMCU moddulee, ffloww nuumbeer oof mmoduuless, ppoweer mmoduule, diispllayiing moddulee, GGSM commmunnicaatioon mmoduule, cllockk moodulle, inffrarred keyyboaard moddulees, priint moddulees, leaak ddeteectiion moddulee, EExtiinguuish
9、hed thee fiire dettecttionn moodulle aand memmoryy moodulle. Thee syysteem tto aachiievee thhe aamouunt of couuntiing, prriciing, thhe aamouunt of inqquirriess, GGSM wirreleess remmotee meeterr-reeadiing, prrinttingg, sstorragee, lliquuid cryystaal ddispplayy, iinfrra-rred keyyboaard conntrool, thee
10、 nuumbeer cchanngess, ppricce cchanngess, tthe alaarm setttinngs, tiime setttinngs, Maanuaallyy sttop thee cllockk, lleakk deetecctioon , Exxtinnguiisheed tthe firre ddeteectiion，aalarrm aand othher funnctiionss. FFinaal ccompplettionn off a mullti-purrposse hhoussehoold gass meeterr deesiggn.虽然现在在只
11、有少少数的大大城市采采用了的的智能路路灯控制制，但全全国全面面建设的的号角已已经吹响响，很多多的大中中型城市市已经开开始全面面部署。Although only a handful of cities using the wireless meter reading system, but the comprehensive building of the National bugle call is sounded. Manyy off thhe llargge aand meddiumm-siizedd ciitiees hhavee sttartted fulll ddeplloymmen
12、tt. 相相关的电电子科技技企业也也都快速速的跟进进，加紧紧的智能能路灯系系统地研研发。EElecc-trroniic ttechhnollogyy reelatted entterpprisses aree quuickk foolloow-uup. 相信在在几年之之内，原原始的路路灯系统统将会被被现代化化的照明明系统所所全面取取代。BBeliievee thhat witthinn affew yeaars, thhe ttradditiionaal aartiificciallly reaadinng ddataa frrom thee gaas mmeteer wwilll bee r
13、eeplaacedd byy thhe wwireelesss mmeteer rreaddingg syysteem.Key worrds：GSMM wiirellesss meeterr reeadiing sysstemm;Gass meeterr; MMCU第一章 绪 论1.1 课题意意义目前市场场上销售售的煤气气表一般般来说有有机械式式和数字字式两大大类。机机械式历历史悠久久,技术成成熟,价格低低廉,但功能能单一,目前占占有较大大的市场场份额;数字式式显示直直观,功能多多,价格高高。机械械式只能能由人工工抄表,这种落落后的抄抄表方式式,消耗大大量的人人力、物物力,而且采采集数据据的时
14、间间跨度大大、采集集数据的的准确度度低。抄抄煤气表表一向是是燃气部部门一项项复杂而而重要的的工作，而而市民交交费同样样是件繁繁琐的事事情，给给居民带带来很多多的不便便。因此,国家有有关部门门规定以以后将逐逐步以计计算机为为基础的的自动抄抄表系统统取代传传统的人人工抄表表。自动动抄表系系统目前前主要采采用有线线通信技技术和无无线通信信技术。要要能实现现自动抄抄表,则要求求煤气表表必须为为数字式式的,且需具具备一定定的通信信功能。目目前大部部分数字字式煤气气表一般般只有记记录用气气量和一一定通信信的功能能,随着人人们生活活水平的的逐步提提高,对煤气气表功能能的要求求也越来来越高,自动抄抄表系统统的
15、逐步步普及要要求煤气气表具备备一定的的通信功功能外,对安全全方面的的要求更更为重要要。为了了适应自自动抄表表系统的的需要和和用户对对煤气表表功能的的需求,本设计计特开发发了一多多功能数数字式煤煤气表。采采用GSSM无线线传输，具具有安全全检测，无无线通信信，数字字计量，计计价等功功能。与与现有的的众多智智能抄表表系统相相比，本本设计方方案具有有如下独独到的优优点：免免去在住住户单元元楼内和和室内布布置数据据采集专专用通信信线路的的麻烦，降降低了成成本，而而且无线线传输中中干扰也也比有线线传输要要少，即即在一定定程度上上提高了了前端数数据采集集、传输输的可靠靠性；有有效利用用了丰富富的现有有电力
16、线线网络资资源，符符合创建建节约型型社会的的要求，具具有很重重要的现现实意义义。1.2本本系统完完成的功功能本设计完完成了 用量计计数、计计价、用用量查询询、GSSM短信信接收、GGSM短短信发送送、打印印、存储储、晶液液显示、红红外键盘盘控制、号号码更改改、价格格更改、闹闹钟设置置、时间间设置、手手动止闹闹、漏气气检测、开开阀熄火火检测、报报警等功功能。最最终完成成一个多多功能家家庭煤气气表的成成品。第二章 各模模块方案案选择2.1电电源模块块方案一：采用2200WW/5VV直流稳稳压电源源供电。功功率上可可以满足足系统需需要，不不需要更更换电源源，但是是，煤气气表要求求不能断断电，以以保证
17、数数据的正正常存储储和用户户的正常常使用，这这一点此此方案不不能满足足要求。方案二：采用太太阳能电电池板和和蓄电池池供电，蓄蓄电池采采用2AA型号，满满足系统统的要求求，并且且不会断断电，既既方便用用户，又又可以节节能，并并且安装装使用都都非常便便利。分析比较较后，我我选择方方案二。2.2 单片机机控制模模块方案一：采用AAT899S511。511单片机机是8位位单片机机中应用用范围比比较广的的一类单单片机。它它采用冯冯诺依曼曼结构结结构，指指令、数数据总线线复用，并并且采用用集中指指令集（CCISCC）；程程序指令令比较多多。执行行速度较较慢且搞搞干扰能能力不强强。方案二：采用PPIC116
18、F8877。PIC是数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构,并且使用精简指令集（RISC），它具有寻址方式简单和代码压宿率高，功耗低，驱动能力强，应用平台界面友好、开发方便，程序存储器版本齐全等优点并且内部自带有256字节的EEPROM1。但它只有8K的程序存储空间。方案三：采用PPIC 18FF4588。它具具有方案案二中介介绍的PPIC系系列单片片机的所所有优点点，并且且具有332K的的程序存存储空间间和15536的的RAMM。总上，因因为本设设计功能能复杂。需需要的FFlassh和RRAM资资源相对对较多。因因此采用用方案三三。2.3 煤气流流量传感感器的选选择方案一：干
19、簧管管传感型型。干簧簧管由于于不需要要供电，它它对一般般的电磁磁干扰不不敏感,，虽然然干簧管管的机械械触点有有疲劳寿寿命的问问题，但但质量较较好的高高性能触触点干簧簧管寿命命可达1108次次。方案二：霍尔传传感型。霍霍尔元件件虽然灵灵敏度高高而又无无触点，但但都需要要供电，这这使得整整个系统统供电问问题变得得较为突突出，不不仅要考考虑用交交流电，还还要考虑虑后备电电源，所所以在安安装后的的运行成成本比较较高。方案三：光电转转换型。这这种传感感形式一一般是在在在基表表旋转部部件上加加装一面面反射镜镜面，在在与反射射镜面相相对应的的部位安安装一个个光电传传感器，当当旋转部部件上的的镜面转转至传感感
20、器位置置时，传传感器就就产生光光电感应应，发出出一次脉脉冲信号号。但这这种传感感形式有有下面一一些缺点点：传感器器本身要要耗电，不不利于后后备电池池的微耗耗供电。反射面污染褪色后反射失灵在反射面边沿上颤动产生误信号。需要4 根引线。通过比较较以上三三种方法法，我们们不难看看出，采采用干簧簧管传感感型是比比较理想想的传感感器。2.4 键盘模模块方案一：采用矩矩阵式键键盘。采采用矩阵阵式键盘盘可以减减少对II/O口口的占用用，一个个4*44的矩阵阵键盘只只占用88个I/O口。但但编程较较复杂且且需要实实时扫描描并且反反应较慢慢。而且且应用在在厨房。操操用不方方便。方案二：采用独独立式键键盘。独独立
21、式键键盘适用用于键盘盘数目不不多的情情况，电电路连接接简单，软软件编程程也不复复杂。但但占用II/O口口较多。方案三：采用红红外键盘盘。红外外键盘只只用一跟跟外部触触发引脚脚。而且且键值判判断在中中断中进进行。不不需实时时扫描且且反应迅迅速。另另外安装装在厨房房用无线线红外键键盘操作作会比较较方便。总上，本本设计采采用方案案三的红红外键盘盘。另外外做了一一个独立立按键作作为开关关阀键。2.5显显示模块块显示模块块是本设设计中比比较重要要的的部部分。方案一：共阴数数码管的的发光二二极管阴阴极共地地，当某某个发光光二极管管加高电电平，对对应的字字段发光光。而共共阳极数数码管与与共阴极极相反，则则阳
22、极接接在一起起接高电电平，通通常的七七段LEED显示示器有88个发光光二极管管，其中中七个用用于构成成七笔字字形的77个字段段a、bb、c、dd、e、ff、g，余余下一个个小构成成小数点点h。最最常用的的显示器器是由发发光二极极管LEED构成成的七段段数码显显示器。这这种显示示器有共共阴和共共阳极两两种。这这种显示示方式功功能比较较单一且且显示的的内容较较少。方案二：采用LLCD显显示电路路。液晶晶的基本本结构是是由两片片玻璃组组成的很很薄的盒盒子。这这种结构构使使用用上方便便、便于于大规模模生产。并并且具有有功耗低低，寿命命长，显显示信息息量大等等优点。基于上述述原因, 我采采用方案案二。2
23、.6数数字时钟钟电路数字时钟钟是本设设计的重重要的部部分。根根据需要要，可利利用两种种方案实实现。方案一：本方案案完全用用软件实实现数字字时钟。原原理为：在单片片机内部部存储器器设三个个字节分分别存放放时钟的的时、分分、秒信信息。利利用定时时器与软软件结合合实现11秒定时时中断，每每产生一一次中断断，存储储器内相相应的秒秒值加11；若秒秒值达到到60，则则将其清清零，并并将相应应的分字字节值加加1；若若分值达达到600，则清清零分字字节，并并将时字字节值加加1；若若时值达达到244，则将将时字节节清零。该该方案具具有硬件件电路简简单的特特点，但但当单片片机不上上电，程程序将不不执行。且且由于每
24、每次执行行程序时时，定时时器都要要重新赋赋初值，所所以该时时钟精度度不高，且且程序代代码非常常复杂，占占用太多多的系统统资源。方案二：本方案案采用DDalllas公公司的专专用时钟钟芯片DDS13302。该该芯片内内部采用用石英晶晶体振荡荡器，其其芯片精精度不大大于100ms/年，因因此，可可直接对对其以用用于显示示或设置置，使得得软件编编程相对对简单。为为保证时时钟在电电网电压压不足或或突然掉掉电等突突发情况况下仍能能正常工工作，芯芯片内部部包含锂锂电池。当当电网电电压不足足或突然然掉电时时，系统统自动转转换到内内部锂电电池供电电系统。而而且即使使系统不不上电，程程序不执执行时，锂锂电池也也
25、能保证证芯片的的正常运运行，以以备随时时提供正正确的时时间。基于时钟钟芯片的的上述优优点，本本设计采采用方案案二完成成数字时时钟的功功能。2.7 串口解解决方案案PIC118F4458单单片机只只有一个个全双工工的串行行通讯口口，本设设计GSSM和打打印机分分别各需需要一个个串口。因因此需要要I/OO口和定定时器去去模拟一一个串口口。关于串口口的分配配：方案一：GSMM用自带带串口，打打印机用用I/00模拟串串口。方案二：打印机机用自带带串口，GGSM用用I/OO模拟串串口。因为GSSM对串串行数据据传输的的稳定性性要求更更高。因因此采用用方案一一。 另外进行行串行通通讯时要要满足一一定的条条
26、件，GGSM模模块和打打印机模模块的串串口是RRS2332电平平的，而而单片机机的串行行口采用用的是TTTL电电平，因因此必须须的有电电平转换换电路，可可以选择择14888，114899，MAAX2332A。方案一：采用专专用串口口和I/0采用用14888或114899芯片实实现电平平转换，但但在使用用中发现现这两种种芯片可可靠性不不高，且且需要正正负122V电源源，使用用麻烦。方案二：采用单单电源电电平转换换芯片MMAX2232可可以使电电路变得得简单，可可靠。基于以上上分析，本本设计采采用方案案二，选选用芯片片MAXX2322。2.8 GSMM模块选选择 鉴于本本系统可可能工作作在用户户端
27、，距距离控制制中心比比较远，采采用普通通的无线线数据传传输比较较困难，而而采用GGSM模模块则可可以很容容易解决决这方面面问题。GSM（GGlobbal Sysstemm foor MMobiile commmunnicaatioon）系系统是目目前基于于时分多多址技术术的移动动通信体体制中，比比较成熟熟完善，且且应用最最广泛的的一种系系统。目目前已建建成的覆覆盖全国国的GSSM数字字蜂窝移移动通信信网，是是我国公公众移动动通信网网的主要要方式。基基于GSSM的短短信信息息服务，是是一种在在移动网网络上传传送简短短信息的的无线应应用，是是一种信信息在移移动网络络上存储储和转寄寄的过程程。由于于
28、公众GGSM网网络在全全球范围围内实现现了联网网和漫游游，因此此本系统统不需再再组建专专用通信信网络，所所以具有有实时传传输数据据功能的的短信应应用将得得到迅速速普及。本设计采采用的是是西门子子公司产产的TCC35TT/TCC35iiT的GGSM模模块。2.9 数据存存储器本系统需需要存储储一些重重要数据据。要求求长期存存期存储储且掉电电不能丢丢失，如如：管理理端手机机号，用用户端手手机号。煤煤气表的的用量存存储等。方案一：采用224CXXX系列列外部存存储器。它它采用IIIC协协议通信信实现数数据的存存储。存存储量比比较大。方案二：采用单单片机本本身自带带的2556字节节的EEEPROOM进
29、行行存储。对对该存储储器的读读写都比比较简单单。PIICC中中都有现现成的读读写函数数。软件件上比较较容易实实现。因为本设设计需要要存储的的数据量量不大。因因此采用用方案二二。第三章 系统统硬件设设计3.1硬硬件总体体结构图3-11 硬硬件总体体结构图图3.2 PICC 188F4558 单单片机简简介3.2.1 高高性能RRISCC CPPUl 高达322K的程程序存储储器。l 高达15536的的数据存存储器。l 高达100MIPPS的执执行速度度。l DC440MHHz带PPLL锁锁相环有有源晶振振/时钟钟输入。l 16位宽宽指令，88位宽数数据通道道。l 带优先级级的中断断。l 8*8单
30、单周期硬硬件乘法法器。3.2.2 外外围功能能模块特特性l 最大拉电电流/灌灌电流可可达255mA。l 3个外部部中断引引脚。l 定时器TTMR00：带有有8位可可编程前前分频器器的8 位或116位定定时器/计数器器。l 定时器TTMR11：166位定时时器/计计数器。l 定时器TTMR22：带有有8位周周期寄存存器的88位定时时器/计计数器（作作为PWWM的时时基）。l 定时器TTMR33：166位定时时器/计计数器。l 2种振荡荡器时钟钟选择：定时器器TMRR1/定定时器TTMR33。l 捕捉/比比较/脉脉宽调制制（PWWM）（CCCP）模模块。 CCPP引脚配配置如下下： -捕捕捉输入入
31、：166位，最最大分辨辨率为66.255 nss。 -比比较单元元：166位，最最大分辨辨率为1100 ns（TTcy）。 -脉脉宽调制制（PWWM）输输出：分分辨率为为1110位。 -最最大PWWM频率率：8位位分辨率率时为1156 kHzz,100位分辨辨率时为为39kkHz。l 增强型CCCP模模块具有有标准型型CCPP模块的的所有特特性，但但它在先先进的电电机控制制时还有有如下特特性： -11，2，44路的PPWM输输出。 -可可选择PPWM极极性。 -可可编程的的PWMM死区时时间。l 有2种工工作方式式的主同同步串行行通信（MMSSPP）： -33线SPPI主控控方式（去去持所有有
32、4种SSPI工工作模式式）。 -IIIC主主控/从从动模式式。l 可寻址的的USAART模模块：支支持中断断地址位位。3.2.3 高高级的模模/数转转换特性性l 10位，高高达8个个通道的的模/数数转换模模块（AA/D）： -休休眠时可可以转换换； -88个输入入通道可可用。l 模拟比较较模块：可编程程多路输输入/输输出技术术。l 比较器参参考电压压模块。l 可编程的的低电压压探测模模块（LLVD）：支持低低电压检检测时产产生中断断。l 可编程的的锁定复复位（BBOR）。3.2.4 CCAN总总线模块块特性l 符合国际际标准IISO CANN。l 高达1 Mbpps的通通信速率率。l 与CAN
33、N 2.0B版版本相一一致： -229位校校验符； -88字节信信息长度度。l 3个带优优先级的的信息发发送缓冲冲器。l 2个信息息接收缓缓冲器。l 6个全229位接接收过滤滤器。l 接收过滤滤器具有有优先级级配置。l 为高优先先级信息息配置的的多路接接收缓冲冲器，它它可用于于防止因因溢出而而造成的的信息丢丢失。l 优越的错错误处理理特性。3.2.5 特特殊的单单片机特特性l 上电复位位电路（PPOR）、上上电延时时定时器器（PWWRT）和和振荡器器起振定定时器（OOST）。l 带有片内内RC振振荡器的的监视定定时器(WDTT)。l 可编程代代码保护护功能。l 休眠（SSLEEEP）省省电方式
34、式。l 可选择不不同的振振荡器工工作方式式，包括括： -44锁相环环（主振振器）； -22路振荡荡器（332kHHz）时时钟输入入。l 通过2个个引脚可可进行在在线串行行编程（IICSPP）3.2.6 FFLASSH技术术l 低功耗、高高速增强强型FLLASHH技术。l 全静态设设计。l 宽范围的的工作电电压：22.05.55V。l 工业级和和护展级级温度范范围23。3.3.煤气流流量传感感器电路路的设计计本设计采采用干簧簧管传感感器。这这是目前前应用最最多的一一种形式式，它的的原理就就是在普普通转盘盘计数的的煤气表表中加干干簧管和和永磁铁铁,干簧管管固定安安装在计计数转盘盘附近,永磁铁铁安装
35、在在计数盘盘0.001m3位上,当转盘盘每转一一周，永永磁铁经经过干簧簧管时,干簧管管的簧片片开闭一一次，由由此输出出一个计计数脉冲冲,对应为为0.001 mm3,其最最大优点点在于无无需耗电电, 干簧簧管由于于不需要要供电，它它对一般般的电磁磁干扰不不敏感,另外，虽虽然干簧簧管的机机械触点点有疲劳劳寿命的的问题，但但质量较较好的高高性能触触点干簧簧管寿命命可达1108次次 。目目前用干干簧管传传感器的的生产厂厂家普遍遍对干簧簧管进行行灵敏感感和触点点导通检检测，检检测后其其性能较较为稳定定。所以以由干簧簧管传感感组成的的自动抄抄表系统统比较省省电，同同时电源源本身不不产生或或接受干干扰，比比
36、较其它它传感器器所组成成的自动动抄表系系统而言言，系统统的准确确率较好好，运行行成本也也较低廉廉4。只需将传传感器的的信号输输出端接接入单片片机的RRB2端端即可，RRB2是是单片机机的外部部中断输输入引脚脚，通过过脉冲触触发进行行计数，从从而达到到计量煤煤气流量量的目的的。3.4漏漏气检测测电路的的设计漏气检测测采用MMQ-22型气敏敏传感器器作为检检测元件件,其体电电阻随可可燃性气气体或烟烟雾浓度度的改变变而改变变。电路路图如图图3-22所示。平平时,可燃性性气体或或烟雾浓浓度在允允许范围围内,气敏传传感器CC、D 间电电阻值较较大, 从D 端输输出较低低的电平平。当可可燃性气气体或烟烟雾
37、浓度度达到一一定值后后,气敏传传感器CC、D 间电电阻值迅迅速减小小,从D 端输输出较高高的电平平5。得到到的电平平信号通通过3993比较较器与参参考电压压相比，得得出标准准的数字字信号00或1 6，单片机机检测比比较器的的输出电电平为低低时，说说明含量量超标，即即作相应应处理，即即：发信信息，关关闭电磁磁阀，开开风扇，开开蜂鸣器器和液晶晶显示报报警。 图33-2 煤气含含量超标标报警电电路3.5开开阀熄火火检测电电路的设设计开阀熄火火检测电电路如图图3-33所示,选用了了高精度度负温度度系数的的NTCC R1101作作为检测测是否灭灭火的传传感器,将热敏敏电阻安安装到煤煤气炉接接近火源源、不
38、易易触碰且且方便的的地方。出出现开阀阀熄火后后，因温温度变低低,热敏电电阻Rtt 阻值值高,A点电电位升高高，为较较高的电电平5, 得到到的电平平信号通通过3993比较较器与参参考电压压相比，得得出标准准的数字字信号00或1，单片机检测比较器的输出电平为低且持续超过30秒时，说明出现开阀熄火，单片机会做相应的处理，即：关闭电磁阀，打开通风扇，开蜂鸣器和液晶显示报警6。 图33-3开开阀熄火火检测报报警电路路3.6 通风扇扇控制电电路风扇的供供电电压压为2220V交交流电，本本设计要要实现单单片机对对排气扇扇开闭的的控制，采采用了光光电耦合合和继电电器控制制。如图图3-44所示，当当1端为为高电
39、平平时，44，5之之间导通通，从而而控制继继电器闭闭合，排排风扇开开始工作作，风扇扇指示灯灯亮，当当1端为为低电平平时，44，5之之间截止止，继电电器断开开，排风风扇停止止工作，指指示灯熄熄灭。 图3-4 排排风扇控控制电路路3.7 电磁气气阀控制制电路电磁阀的的供电电电压为2220VV交流电电，本设设计要实实现单片片机对电电磁阀开开闭的控控制，采采用了光光电耦合合和继电电器控制制。如图图3-55所示，当当1端为为高电平平时，44，5之之间导通通，从而而控制继继电器闭闭合，电电磁阀打打开，电电磁阀开开关指示示灯亮，当当1端为为低电平平时，44，5之之间截止止，继电电器断开开，电磁磁阀关闭闭，指
40、示示灯熄灭灭。图3-55 电磁磁阀控制制电路3.8 红外键键盘模块块设计通用红外外遥控系系统由发发射和接接收两大大部分组组成，应应用编/解码专专用集成成电路芯芯片来进进行控制制操作。发发射部分分包括键键盘矩阵阵、编码码调制、LLED红红外发送送器；接接收部分分包括光光、电转转换放大大器、解解调、解解码电路路。光电/放大解调解码图3-66 红外外遥控发发射原理理图矩阵键盘编码调制红外发射图3-77 红外外遥控接接收原理理图发射硬件件：现以LCC74661组成成发射电电路为例例说明编编码原理理。当发发射器按按键按下下后，即即有遥控控码发出出，所按按的键不不同遥控控编码也也不同。这这种遥控控码具有有
41、以下特特征：采用脉宽宽调制的的串行码码，以脉脉宽为00.5665mss、间隔隔0.556mss、周期期为1.1255ms的的组合表表示二进进制的“00”；以以脉宽为为0.5565mms、间间隔1.6855ms、周周期为22.255ms的的组合表表示二进进制的“11”,见图3-99。上述“00”和“11”组成成的422位二进进制码经经38kkHz的的载频进进行二次次调制以以提高发发射效率率，达到到降低电电源功耗耗的目的的。然后后再通过过红外发发射二极极管产生生红外线线向空间间发射，74611产生的的遥控编编码是连连续的442位二二进制码码组，其其中前226位为为用户识识别码，能能区别不不同的红红
42、外遥控控设备，防防止不同同机种遥遥控码互互相干扰扰。后116位为为8位的的操作码码和8位位的操作作反码用用于核对对数据是是否接收收准确。当遥控器器上任意意一个按按键按下下超过336mss时，LLC74461芯芯片的振振荡器使使芯片激激活，将将发射一一个特定定的同步步码头，对对于接收收端而言言就是一一个9mms的低低电平,和一个个4.55ms的的高电平平，这个个同步码码头可以以使程序序知道从从这个同同步码头头以后可可以开始始接收数数据。图3-88 LLC74461遥遥控器图3-99 LC774611时序图图图3-110 LC774611发射电电路接收硬件件：解码的关关键是如如何识别别“0”和和“
43、1”，从从位的定定义我们们可以发发现“00”、“11”均以以0.556mss的低电电平开始始，不同同的是高高电平的的宽度不不同，“00”为00.566ms,“1”为为1.668mss,所以以必须根根据高电电平的宽宽度区别别“0”和和“1”。如如果从00.566ms低低电平过过后，开开始延时时，0.56mms以后后，若读读到的电电平为低低，说明明该位为为“0”，反反之则为为“1”，为为了可靠靠起见，延延时必须须比0.56mms长些些，但又又不能超超过1.12mms,否否则如果果该位为为“0”，读读到的已已是下一一位的高高电平，因因此取（11.122ms+0.556mss）/22=0.84mms最
44、为为可靠，一一般取00.844ms左左右即可可。根据红外外编码的的格式，程程序应该该等待99ms的的起始码码和4.5mss的结果果码完成成后才能能读码。LT00038是是塑封一一体化红红外线接接收器，它它是一种种集红外外线接收收、放大大、整形形于一体体的集成成电路，不不需要任任何外接接元件，就就能完成成从红外外线接收收到输出出与TTTL电平平信号兼兼容的所所有工作作，没有有红外遥遥控信号号时为高高电平，收收到红外外信号时时为低电电平，而而体积和和普通的的塑封三三极管大大小一样样，它适适合于各各种红外外线遥控控和红外外线数据据传输，见见图3-11。图3-111 LT000388红外接接收头3.9
45、电电源电路路的设计计本设计采采用太阳阳能给蓄蓄电池供供电方案案，太阳阳能供电电具有以以下优点点：1.运行行成本低低；2.容易易安装；3.可以以在不同同的环境境下使用用；4.可以以根据实实际的负负载要求求进行设设计；5.维护护费用低低；6.不需需要燃料料；7.操作作时无噪噪音，没没有易磨磨损的零零部件，无无污染，非非常环保保，转换换成电能能中不产产生其它它物质；8.能在在长期无无人值守守的环境境下正常常运行。另外用太太阳能代代替一般般电源供供电，可可以大量量节约能能源，符符合创建建节约型型社会的的要求，具具有很重重要的现现实意义义。整流电路路将交流流电压变变换为脉脉动的直直流电压压；稳压压电路的
46、的作用为为在电压压波动或或负载电电流变化化时保持持输出电电压基本本不变；滤波电电路可减减少脉动动使直流流电压平平滑4。本次设计计的电源源电路如如图3-12。瓷片电容的作用是滤除高频干扰，电解电容的作用是滤低频干扰。在7085前加一组，是为了抑制电源中的高频和低频成分，在7805后再加一组，是为了抑制7085在稳压过程中产生的高频和低频成分。图3-112 电源电电路3.100 时钟钟电路的的设计3.100.1 时钟钟芯片DDS13302简简介DS13302是是DALLLASS公司推推出的涓涓流充电电时钟芯芯片，内内含有一一个实时时时钟/日历和和31字节节静态RRAM。通过简简单的串串行接口口与单片片机进行行通信。实实时时钟钟/日历电电路提供供秒、分分、时、日日、日期期、月、年年的信息息。每