2.3聲光報警電路

　　作為可燃氣體報警儀，聲光報警部分不可缺少，本設(shè)計中的聲光報警電路包括蜂鳴器和紅、黃、綠三個LED報警指示燈。具體表現(xiàn)形式如下：

　　1）紅色燈點亮時說明環(huán)境中的可燃氣體含量已經(jīng)超過限值，此時黃色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出聲音報警;

　　2）黃色燈點亮時說明可以檢測到環(huán)境中可燃氣體的存在，但其濃度沒有達到報警限值，此時紅色和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲;

　　3）綠色燈點亮時說明傳感器沒有檢測到可燃氣體，一切正常，此時紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲;

　　4）當3種顏色指示燈同時點亮并且蜂鳴器不發(fā)聲，表示系統(tǒng)進入設(shè)定狀態(tài)，可能是模式切換或者進行標定;圖4聲光報警單元聲光報警單元與單片機的連接如上圖4所示，圖中對蜂鳴器的驅(qū)動加入一個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輸出為低電平時，蜂鳴器才會發(fā)聲，避免了誤報警的發(fā)生。

　　3軟件設(shè)計

　　3.1軟件設(shè)計思想

　　軟件設(shè)計解決的主要問題是氣體濃度信號的A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波、溫度補償、線性化處理、濃度顯示、按鍵設(shè)置以及聲光報警等。由于功能較多，故采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，每個模塊只負責單獨的一項功能，便于后期的調(diào)試和編譯。

　　3.2主程序設(shè)計

　　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

　　傳感器預(yù)熱后，程序開始初始化，這部分主要實現(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

　　氣體傳感器在對氣體濃度采樣時會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象，需要對數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波，具體的方式為：先對N個采樣數(shù)據(jù)進行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計算余下N-2個數(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)進行10次采樣。

　　3.5按鍵及聲光報警子程序設(shè)計

　　本設(shè)計采用查詢式按鍵結(jié)構(gòu)，定時對按鍵進行掃描，實現(xiàn)對按鍵的動態(tài)監(jiān)控。

　　聲光報警是在氣體濃度超過設(shè)定值時，該裝置被啟動，以提示操作人員采取安全措施或者自動控制相關(guān)安全裝置。為防止誤報，在程序設(shè)計上要對氣體濃度進行快速重復檢測和延時報警，從而判斷出是管道中氣體的泄漏還是由于打開閥門產(chǎn)生的暫時氣體微量散失。

　　4結(jié)束語

　　本系統(tǒng)采用高性能、集成化的STC12C5A60S2單片機作為核心器件，設(shè)計了適合工業(yè)和小型場合使用的可燃氣體報警儀。在設(shè)計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)，實現(xiàn)了儀器的小型化、智能化。在軟件的設(shè)計中，采用中位值平均數(shù)字濾波算法，對A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行濾波處理，最大限度地排除現(xiàn)場干擾，降低可燃氣體報警器的誤報概率，提高了儀器的精確度。