室内煤气和天然气泄漏报警装置

室内煤气和天然气泄漏报警装置
全国燃气行业进展迅猛，液化气、天然气、煤气等都市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，专门是随着〝西气东输〞工程的快速进展，燃气行业进展潜力庞大。

然而随着燃气的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了都市的不安全和不稳固因素。

为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的室内煤气泄露报警器实为必要之举。

燃气报警器的核心是气体传感器及单片机。

当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后级线路处理。

通过电子线路处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种操纵信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备。

本文正是通过分析目前燃气报警器的现状，设计制作室内故障监测报警系统，保证人们的生命财产安。

关键词：煤气报警；煤气泄漏；传感器；监测
THE DESIGN OF ALARM FOR GAS LEAKING
ABSTRACT
The rapid development of the national gas industry, liquefied gas, natural gas, coal gas and other city gas as a clean energy business and urban residents in users has been widely used, and gas industry has great potential.
But with the extensive use of gas, due to gas leak caused an explosion, poisoning and fire accidents have also occ- urred to some extent, increased the city's insecurity and instability. In order for gas to better benefit the people, the benefit of the community, to reduce and eliminate all due to gas leak caused the explosion and fire, the gas unit and residential customers use to select a suitable indoor gas leak alarm is actually necessary move. Gas sensor is the core of combustible gas. When the gas face gas sensor, the sensor resistance change with gas concentration, the resulting electrical signal for processing of combustible gas line after the class. After dealing with electronic circuit into a voltage proportional to the concentration change signal to be compensated by the linear circuit, the signal linearization, by computer processing, logical analysis, the output of various control signals, that is, when the gas concentration alarm set value , combustible gas audible alarm signal can display gas concentration or start an external transport equipment.
It is through this analysis of the current status of combustible gas, indoor design fault monitoring alarm system to protect people's lives and property.
Key words:Gas Leak;Gas Alarm;Sensor;Monitoring
名目
1绪论 (1)
1.1 课题背景及目的 (1)
1.2 国内外研究状况 (2)
1.3 设计内容及研究方法 (2)
2 系统方案及模块设计 (4)
2.1 设计思路 (4)
2.2 设计框图 (4)
2.3 系统模块设计 (5)
2.3.1气体浓度检测模块 (5)
2.3.2温度检测与显示模块 (7)
2.3.3主操纵模块 (10)
2.3.4 声光报警模块 (11)
3 硬件电路设计 (12)
3.1 气体检测模块的设计 (12)
3.2 温度检测及显示模块的设计 (12)
3.3 单片机模块的设计 (18)
3.4 声光报警模块的设计 (18)
4 程序设计 (19)
4.1 温度采集部分程序设计 (21)
4.2 显示部分程序设计： (22)
4.3 主函数程序设计： (23)
4.4 中断函数设计 (24)
总结
参考文献 (26)
致谢 (27)
附录A (28)
附录B (33)
附件1
1 绪论
1.1 课题背景及目的
随着国家经济的提高，现代化、智能化的多功能建筑越来越多，对建筑的防火安全设计要求也越来越高。

近年来，全国燃气行业进展迅猛，液化气、天然气、煤制气等都市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，专门是随着〝两气东输〞工程的快速进展，燃气行业进展潜力庞大。

以〝西气东输工程〞为开端的大规模天然气利用工程的实施，意味我国都市燃气将大踏步的进入〝天然气时代〞。

我国天然气市场将迎来一个千戟难逄的机会，都市燃气需求的要紧增长点将表达在天然气上。

2000年党中央国务院提出〝两部大开发〞的重大战略部署，专门是2002 年〝两气东输〞第一期工程正式开工。

这无疑为进展两部地区的燃气产业带来历史性的机遇。

西气东输工程，在西部优势资源和东部宽敞市场之间建立起了一座〝金桥〞，西气东输工程投入使用后，每年供应长江三角洲地区100亿立方米天然气。

都市燃气的普及与应用无疑对改善都市的环境质量和提高具名的生活质量发挥了庞大的作用。

然而随着燃气的广泛使用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了都市的不安全和不稳固因素。

为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。

〝报警早，缺失少〞，进一步说明了及吋报警的重要性，在家庭里也是如此。

一旦发生火灾，提早报警，能够及时将火扑灭，以免小火酿成大火灾。

目前常用的有感烟、感温顺可燃气体火灾报警器。

像家庭中使用煤气、液化石油气和天然气等燃料时，安装一个可燃气体报警器，但显现漏气或者着火时，报警器能够赶忙鸣笛报警，告之文人及时采取措施。

室内煤气、天然气的泄漏严峻危害人的生命健康以及性命财产安全，基于此现实，本设计旨在为家庭用户设计一种能够检测煤气、天然气泄漏的装置，从而减少因煤气和天然气的泄漏造成的事故的发生概率，进而保证人民的生命财产安
全，减少不必要的缺失。

本设计用传感器检测室内煤气、天然气的差不多状态，并将气体浓度信号转换为电信号，电信号进入单片机，单片机对信号进行处理。

当室内煤气、天然气达到一定浓度时，该装置发出声光报警信号，提醒用户燃气泄漏，采取相应的应对措施。

通过本系统设计，使学生能对自己所学专业知识加以综合运用，了解和把握实际应用系统的设计、实现及应用的整个过程。

1.2 国内外研究状况
当前应用最广泛的可燃性气体泄漏报警器与气敏元件传感器，已普及应用于气体泄漏检测和监控，仅用于安全爱护家用燃气泄漏报警器为例，许多发达国家差不多明确规定家庭、公寓等要求安装相应的报警器。

国外可燃性气体泄漏报警器进展专门快，是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒服性要求提高；另一方面是由于燃气泄漏报警器市场增长受到政府安全法规的推动。

因此，国外燃气报警器技术得到了较快进展，据有关统计推测，美国在1996年—2002年就煤气报警器的年均增长率为27％～30％。

在这些方面，国内应该增强安全意识增强。

日本早在1980年1月开始实施安装都市煤气、液化石油气报警器的法规，1986年5月日本通产省又实施了安全器具料及出尽差不多方针。

美国目前已有7个州11个都市通过立法，规定家庭、公寓等要安装一氧化碳报警器。

随着都市燃气化的扩大，我国已有北京市、辽宁省、黑龙江省、山西省、哈尔滨市、青岛市、等相继公布燃气安全治理文件，做到政府立法和百姓自身提高安全爱护意识有机结合。

1.3 设计内容级研究方法
本设计打算按以下思路展开研究：
A依照该设计要实现的差不多功能，设计大致应该分为信号釆集放大，信号处理控制，系统设置报警三个部分。

〔1〕信号釆集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度，将这种变化量转化成电压模拟量的变化，然后通过运放进行必要的放大。

〔2〕信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号，送入进行处理，并将处理过的信号送储备器储存和送显示器显示。

〔3〕系统设置报警部分是通过预定操纵方式并利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。

B依照上面所说的思路，得到如下一些差不多的结论
〔1〕信号釆集部分为了能准确釆集到气体浓度的变化应选用半导体气体传感器，为使其有效的检测室内气体浓度，釆用电阻型半导体气体传感器：而放大部分使用运放进行比例和反相两级放大。

〔2〕信号处理部分为了实现精确操纵，釆用单片机较为合适。

将模拟信号送A/D模块进行数模转换，通过处理后送储备器储存和送显示器显示。

〔3〕系统设置报警部分能够考虑蜂鸣器报警。

2 系统方案及模块设计
2.1 设计思路
用相应的气体传感器检测室内煤气、天然气的差不多状态，并将气体浓度信号转换为电信号。

通过信号处理电路将有无气体泄漏两种状态转换成高低电平，并将些电平通过单片机I/O接口传入单片机，通过单片机编程操纵报警电路的工作状态。

室温显示部分通过DS18B20温度传感器，将室内温度值转换为16位二进制数，通过单片机I/O接口传入单片机，并通过编程在七段数码管上显示出当前温度值。

2.2 设计框图
如以下图2.1所示：
（1）气体检测模块：要紧有气体传感器及LM358组成，其作用是将煤气、天然气的泄漏与否转换为利于单片机识别的高低电平，并将此信号传到单片机。

（2）声光报警模块：由蜂鸣器和LED构成。

其作用是当检测到有煤气、天然气泄漏时，发出声光报警信号，提醒用户有煤气、天然气泄漏，采取相应措施。

（3）温度检测模块：由DS18B20温度传感器构成，DS18B20将检测到的温度值转换成二进制数，并传到单片机进行处理。

（4）温度显示模块：要紧由74LS245和4位数码管组成，其作用是显示当前温度值。

（5）主控模块：即单片机AT89C51，其作用是依照气体检测模块输出的高低电平，操纵声光报警模块的工作状态，并完成温度的采集及显示功能。

图2.1 设计思路框图
2.3 系统模块设计
2.3.1 气体浓度检测模块
传感器是能把实测物理量或化学量转化为与之有确定对应关系的电信号输出的装置。

传感器要紧是由敏锐元件、传感元件组成，有时也将信号调剂与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分，如以下图3.1.1所示。

敏锐元件：敏锐元件指能够灵敏地感受被测变量并做出响应的元件。

是传感器中能直截了当感受被测量的部分。

传感元件：又称为转换器，一样情形下，不直截了当感受被测量，而是将敏锐元件的输出量转化为电量输出的元件。

传感器按工作原理可分为：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、压电式传感器等。

在那个设计中先把煤气。

天然气气体传感器以以属于电阻式传感器，传感器型号为MQ-7。

MQ-7能够同时检测煤气和天然气两种气体，与分别用两种气体传感器检测相比，明显降低了设计成本。

半导体一氧化碳传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡〔SnO2〕。

采纳高低温循环检测方式低温〔1.5V加热〕检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温〔5.0V加热〕清洗低温时吸附的杂散气体。

使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

特点：
对一氧化碳灵敏度高
优异的稳固
寿命长
大的电信号输出
优异的选择性
应用：用于家庭、商业、工业环境的一氧化碳、煤气探测装置MQ-7适用气体：一氧化碳CO
要紧参数
探测范畴10～1000ppm
特点气体100ppm一氧化碳
灵敏度 R in air/R in typical gas≥5
敏锐体电阻 1KΩ～20KΩ in 100ppm CO
响应时刻≤150s〔70% Response〕
复原时刻≤150s〔70% Response〕
加热电阻 31Ω±3Ω
加热电流
加热电压 5.0V±0.2V/1.5V±0.1V
加热功率约350mW
测量电压≤24V
MQ-7工作条件
环境温度：-20℃～+55℃
湿度：≤95%RH
环境含氧量：21%
MQ-7贮存条件
温度: -20℃～+70℃
湿度:≤70%RH
A 一氧化碳传感器MQ-7工作原理：
传感器的表面电阻为S R ，对被测信号〔一氧化碳〕浓度的测量是通过S R 与其串联的负载电阻L R 上的有效电压信号RL V 侵夺遭遇惹得的。

两者之间的关系为：RL RL C L S V V V R R )(-=。

MQ-7型气敏元件的敏锐是用专门稳固的二氧化锡制成的，因此，它具有优秀的长期稳固性在正常使用条件下，其使用寿命可达5年。

B 一氧化碳传感器MQ-7灵敏度调整：
MQ-7型气敏器件对不同各类、不同浓度的气体有不同的电阻值。

因此，在使用此类型气敏器件时，在灵敏度的调整是专门重要的。

当精确测量时：报警点的设定应考虑温、湿度的阻碍。

灵敏度的调整程序：
（1）将传感器连接在应用回路中；
（2）接通电源，通电老化48h 以上；
（3）调整负载电阻L R 至获得对应于某一个一氧化碳浓度时所需要的信号值。

2.3.2 温度检测与显示模块
由DS18B20温度传感器构成，DS18B20将检测到的温度值转换成二进制数，并传到单片机进行处理。

DS18B20温度传感器简介：
特性：
〔1〕应用中不需要外部任何元器件即可实现测温电路。

〔2〕测温范畴-55~+125℃，最大精度0.0625℃。

〔3〕只通过一条数据线即可实现通信。

〔4〕每个DS1820器件上都有独一无二的序列号，因此一条数据线上能够挂接专门多该传感器。

〔5〕内部有温度上、下限告警功能。

操作简介：
DS18B20工作时需要接收特定的指令来完成相应功能〔指令，能够简单的
明白得为能够被识别并有相应意义的一系列高低电平信号〕，它的指令可分为ROM指令和RAM指令；ROM指令要紧对其内部的ROM进行操作，如查所使用DS18B20的序列号等，假如只使用一个DS18B20，ROM操作一样就能够直截了当跃过了；RAM指令要紧是完成对其内RAM中的数据进行操作，如让其开始进行数据采集、读数据等。

DS18B20数字温度传感器是单总线器件，数据的读写只通过一条数据线进行同时这一条线上承诺挂专门多该传感器；如此对器件进行读写指令时就会苦恼一些，必须应用特定时序来识别高低电平信号〔如写高电平1，并不是把数据线直截了当拉高，而是用有一定时序关系的高低电平来代表写1〕，因此指令表中的0、1在写给DS18B20时就得变成代表0、1电平的时序段序列。

同样，从DS18B20读数据时，也是由特定的时序来完成数据读取。

DS18B20的工作过程：
1.复位操作
2.执行ROM操作的5条指令之一：1〕读ROM，2〕匹配ROM，3〕搜索ROM，4〕跃过ROM，5〕报警搜索。

3.储备器操作命令：温度转换、读取温度、设定上下限温度值等指令
4.读取温度数据：主机读取温度数据后进行数据处理。

能够初始化数据精度，按芯片手册写入固定指令。

数据位数可设置成9、10、11、12位，其中7位为温度整数部分，1位表示温度正负，其余位数为小数。

如9位数据时，有1位为小数，精度为0.5。

指令功能介绍：
〔1〕ROM操作指令：
读ROM指令：Read ROM [33h]
那个命令承诺总线操纵器读到DS18B20 的8 位系列编码、唯独的序列号和8 位CRC 码。

只有在总线上存在单只DS18B20 的时候才能使用那个命令。

假如总上有不止一个从机，当所有从机试图同时传送信号时就会发生数据冲突〔漏极开路连在一起开成相与的成效〕。

匹配ROM指令:Match ROM [55h]
匹配ROM 命令，后跟64 位ROM 序列，让总线操纵器在多点总线上定位一只特定的DS18B20。

只有和64 位ROM 序列完全匹配的DS18B20 才能响应
随后的储备器操作命令。

所有和64 位ROM序列不匹配的从机都将等待复位脉冲。

这条命令在总线上有单个或多个器件时都能够使用。

跃过ROM指令:Skip ROM [CCh]
这条命令承诺总线操纵器不用提供64 位ROM 编码就使用储备器操作命令，在单点总线情形下右以节约时刻。

假如总线上不止一个从机，在Skip ROM 命令之后跟着发一条读命令，由于多个从机同时传送信号，总线上就会发生数据冲突〔漏极开路下拉成效相当于相与〕。

搜索ROM指令:Search ROM [F0h]
当一个系统初次启动时，总线操纵器可能并不明白单线总线上有多少器件或它们的64 位ROM编码。

搜索ROM 命令承诺总线操纵器用排除法识别总线上的所有从机的64 位编码。

报警搜索指令:Alarm Search [ECh]
这条命令的流程图和Search ROM 相同。

然而，只有在最近一次测温后遇到符合报警条件的情形，DS18B20 才会响应这条命令。

报警条件定义为温度高于TH 或低于TL。

只要DS18B20 不掉电，报警状态将一直保持，直到再一次测得的温度值达不到报警条件。

复位时序:
DS18B20 需要严格的协议以确保数据的完整性。

协议包括几种单线信号类型：复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0 和读1。

所有这些信号，除存在脉冲外，差不多上由总线操纵器发出的。

和DS18B20 间的任何通讯都需要以初始化序列开始，初始化序列见上图。

一个复位脉冲跟着一个存在脉冲说明DS18B20 差不多预备好发送和接收数据〔适当的ROM 命令和储备器操作命令〕。

显示部分要紧由74LS245和4位七段数码管组成，其作用是显示当前温度值。

74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。

74LS245还具有双向三态功能，既能够输出，也能够输入数据。

当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。

当片选端/CE低电平有效时，DIR=〝0〞，信号由 B 向 A 传输；〔接收〕DIR=〝1〞，信号由 A 向 B 传输；〔发
送〕当CE为高电平常，A、B均为高阻态。

由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态操纵端1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。

P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。

8051的/RD和/PSEN 相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入〔P0.1←D1〕，其它时刻处于输出〔P0.1→D1〕。

2.3.3主操纵模块
主操纵模块即单片机模块，完成功能是与各个功能模块连接，并通过软件编程操纵各个功能模块，完成煤气、天然气检测报警及温度显示功能。

AT89C51是一种带4K字节FLASH储备器〔FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory〕的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读储备器的单片机。

单片机的可擦除只读储备器能够反复擦除1000次。

该器件采纳ATMEL高密度非易失储备器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪耀储备器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微操纵器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为专门多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

外形及引脚排列如下图AT89C51外形及引脚排列。

要紧性能参数：
〔1〕与MCS-51 兼容
〔2〕4K字节可编程FLASH储备器
〔3〕寿命：1000写/擦循环
〔4〕数据保留时刻：10年
〔5〕全静态工作：0Hz-24MHz
〔6〕三级程序储备器锁定
〔7〕128×8位内部RAM
〔8〕32可编程I/O线
〔9〕两个16位定时器/计数器
〔10〕5个中断源
〔11〕可编程串行通道
〔12〕低功耗的闲置和掉电模式
〔13〕片内振荡器和时钟电路
图2.2 AT89C51引脚图
2.3.4 声光报警模块
此模块要紧由蜂鸣器、LED灯组成，在气体浓度过大，超过安全值时，蜂鸣器工作，提供报警服务。

在那个时候，用户能够自行关闭煤气，并通过对房间通风来解决。

3 硬件电路设计
3.1 气体检测模块的设计
图 3.1传感器工作原理图
〔1〕气体检测模块电路
由于Protues软件元件库中没有MQ-7气体传感器，由于MQ-7气体传感器两信号输出端为电阻信号，由附录A中的MQ-7灵敏度专门性可得Rs阻值范畴为2-20KΩ，因此仿真时MQ-7气体传感器由20KΩ滑动变阻器代替。

当没有煤气、天然气泄漏时，Rs的阻值应该在20KΩ左右，现在该气体检测模块的输出端为高电平，现在LED发光。

当有煤气、天然气泄漏时，Rs的阻值应该在2KΩ左右，现在该气体检测模块的输出端为低电平，现在LED熄灭。

图3.2 气体检测模块原理图
〔2〕气体检测模块调试
按照电路图在面板上搭接气体检测模块电路，该模块输出通过100KΩ限流电阻接LED正端，该LED负责拼接接地。

当MQ-7传感器端不加气体时，现在LED点亮，说明现在输出为高电平；当MQ-7传感器端加气体时，现在LED熄灭，说明现在输出为低电平。

刚上电时就在MQ-7端加气体，现在LED不熄灭，缘故是RC延时电路起作用，防止误报现象的发生；在1min左右之后，在MQ-7传感器端加气体，现在LED熄灭，开机延迟时刻约为1min，该调试结果符合设计要求。

3.2 温度检测与显示模块的设计
DS18B20在编程时有严格的时序要求，因些在编程过程中要多加注意，以下为DS18B20典型工作时序简介。

〔1〕复位时序
使用DS18B20时，第一需将其复位，然后才能执行其他指令。

复位时，主机将数据线激发为低电平并保持480～960μs，然后开释数据线，再由上拉电阻将数据线拉升15～60μs。

然后再由DS18B20发出响应信号，以将数据线激发成低电平60～240μs，如此，就完成了复位操作。

其复位时序如图3.3所示。

图3.3 DS18B20复位时序图
〔2〕写时序
在主机对DS18B20时，主机对DS18B20发送各种命令时，先将数据线激发为低电平，该低电平应大于1μs。

然后依照写〝1〞或者〝0〞来使数据线变高或连续为低。

DS18B20将在数据线变成低电平后15～60μs对数据线进行采样。

要求写入DS18B20的数据连续时刻应大于60μs而小于120μs，两次写数据之间的
时刻间隔应大于1μs。

写时隙的时序如图3.4所示。

图3.4 写时序图
〔3〕读时序
当主机从DS18B20读数据时，高机先向数据线激发出低电平，然后开释，以使数据线再升为高电平。

DS18B20在数据线从高电平变为低电平的15μs内将数据传送到数据线上，主机可在15μs后读数据线以获得数据其时序图如图3.5所示。

图3.5 读时序图
选用DS18B20温度传感器。

DS18B20能够把温度直截了当转化为串行数字信号，使用不不需要附加电路，但与主机通信有严格的时序要求。

温度检测模块原理图如下图，DS18B20选用默认的12位精度的辨论率，现在输出羰DQ输出的温度值为16位二进制补码的表达形式，DS18B20输出端DQ输出的温度值为16位二进制补码的表达形式，DS18B20输出端DQ与单片机引脚P1.0相接，将数据传入单片机进行处理。

温度显示设计如下：
如图3.6所示，74LS245的工作状态为数据由B向A传送。

七段数码管段选位通过限流电阻接到74LS245的A总线，74LS245的B总线接到单片机的P2口。

由于室内温度可不能超过100℃，因此显示时百位不加以显示。

而北方有些地区冬天会比较冷，室内温度有可能达到0℃以下，因此显示符号位。

因此用4
位七段数码管显示温度，4个位分别显示符号位、十位、个位、一个位小数位。

数码管的4位位选接晶体管集电极，失眠晶体管的基极B1～B4分别接单片机的P3.1～P3.4。

图3.6 温度显示模块原理图
当温度为正值时，现在仿真如图3.7所示，现在DS18B20设定温度为15.5℃，经4位七段数码管显示为15.5℃，显示结果正确。

当温度为正值时，现在仿真如图3.8所示，现在DS18B20设定温度为-25.5℃，经4位七段数码管显示为-25.5℃，显示结果正确。

图3.7 温度为正值的仿真图
图3.8 温度为负值仿真图
由于DS18B20输出为16位二进制数，实验中无法测得此信号，因此仅对温度显示部分进行调试。

驱动模块选择，实验中测得74LS245输出高电平为3.8V，而74HC245输出高电平为5V。

由于74HC245与74LS245相比价格较贵，而74LS245输出3.8V 高电平足以驱动七段数码管，因此设计中选用74LS245。

限流电阻阻值运算，由于七段数码管工作电压为2V，而74LS245输出高电平3.8V，因此限流电阻两端电压为1.8V。

而七段数码管每位正常工作的电流为2mA，而4位七段数码管的第一个相同段位又是并联的形式连接的，为了保证每位亮度相同，因此每位段位电流应该为2mA×4=8mA，即渡过限流电阻的电流为。