基于单片机的煤气警报系统设计

基于单片机的煤气警报系统设计

摘要：煤气的开发利用在人类历史上是伟大的，它造福了千千万万的人民。但是一件事物总是会有利弊，煤气也是如此。其带来的巨大灾害也是非常可怕的。煤气泄漏造成的人员中毒和煤气爆炸造成的火灾往往造成大量的人员，财产的损失。虽然现在人们已经发现其中利害关系，但是百密总有一疏，我们要采取预防措施来挽救这些事故。因此，我们可以做一个仪器来很好的检测煤气浓度和警报，来预防煤气泄漏所造成的不该有的事故。随着我们的技术越来越发达，电子技术和集成电路技术的快速推广和发展。如今的单片机技术已然成熟，其作为科技前沿技术已然成了一片气候，在一片不小的领域得到了不小的发展个应用，由其是在与控制技术相关的领域，极大的提高了人们的生活水平，在社会上起到了至关重要的应用。在当今社会有着相当重要的应用。以单片机为核心的各类产品和系统越来越多，人们生活水平的提高和社会发展离不开单片机。

本系统采用STC89C52设计基于单片机的煤气检测系统设计，主要包括单片机最小系统、电源电路、DA电路及煤气浓度采集及AD转换电路。在软件程序方面，采用C语言对单片机进行编程，主要包括主程序、煤气浓度采样子程序和液晶显示程序。最后在PROTUES中对本文设计的系统的正确性进行了仿真验证。

关键词：煤气传感器；AD；单片机；Protues仿真

第1章绪论 2

1.1研究背景与意义 2

1.2 单片机的历史及在各领域的应用 2

1.3 本文主要工作与章节安排 4

第2章系统总体方案设计及芯片选型 4

2.1系统总体方案 4

2.2主控制器选型 5

2.3温度传感器选型 6

2.4AD模块选型 7

2.5显示模块选型 8

第3章系统硬件设计 10

3.1系统硬件总体设计 10

3.2 单片机最小系统 10

3.3电源电路 12

3.4信号调理与AD转换电路 13

3.5按键与LED电路 13

3.6LCD显示电路 14

3.7温度传感器接口电路 14

第4章系统软件设计 15

4.1主程序设计 15

4.2 AD采样子程序设计 16

4.3 液晶显示子程序设计 17

4.4 DS18b20采集程序 20

第5章仿真结果 21

第6章总结与展望 25

参考文献 26

第1章绪论

1.1研究背景与意义

煤气的开发利用在人类历史上是伟大的，人们生活很难离开它。但是一件事物总是会有利弊，煤气也是如此。其带来的巨大灾害也是非常可怕的。煤气泄漏所引发的一系列问题是值得我们关注的，人民的财产和人生安全需要得到重视。虽然现在人们已经发现其中利害关系，但是百密总有一疏，我们要采取预防措施来挽救这些事故。因此，我们可以做一个仪器来很好的检测煤气浓度和警报，来预防煤气泄漏所造成的不该有的事故。

因为地势，经济等原因，一些老的小区或者农村根本无法通上天然气。这就导致了对于煤气的依赖性，装填煤气的设备又多种多样，在煤气上的认知和防范教育没有很好普及，就直接导致了对于煤气的疏忽防范的不小，这是极其危险的。但是又不能应为煤气是危险的而不去用它。就行车祸每天各地都会有不大不小的发生，但是出行的需求，我们必须要用到车子，所以不能应为怕而不去开车，煤气亦是如此。

近年来，随着微电子、计算机、自动控制、传感器等技术的发展，自动化技术也来越来越常见和被大家所认知，可以说是自动化技术在生活中到达了一种不可或缺的地步。越来越多的研究人员们将新的技术应用在控制系统中，并且在控制所呈现出的效果上取得了不小的成就。现在有很多不同种类，不同功能的技术器材纷纷的飞速发展。其中单片机就是一种。单片机技术是一种成本低廉，实时简便的新型技术，将这种单片机技术和与其相关联的控制技术应用在煤气检测系统中对煤气检测系统的精确性、可靠性、实时性等方面有着功不可没的作用。

本文借鉴多种控制技术方面的方案，设计基于单片机的煤气警报系统，利用所设计的单片机结合煤气传感器和温度传感器对煤气浓度和现场温度进行检测，并将检测结果通过液晶模块进行显示，同时煤气浓度和温度的检测结果进行故障报警。最后，在PROTUES中对本文设计的系统的进行验证。

1.2 单片机的历史及在各领域的应用

单片机的历史说来也不算是晚，它最早诞生在上世纪70年代初，经历了不同的三大阶段的蜕变。俗话说的好有战争才有进步，有需求才有创造。在人们日益对单片机的依赖程度加大的情况下，单片机的功能和能应用到的地方也越来越多。各种各样的型号层出不穷，早期的单片机只有8位或是4位，在功能和性能上都不是非常的出色。这才使得专家们对其的研究更加的上进，他们想寻求一种嵌入式的体系结构。有好的想法就经过不断地努力就会有好的成果。到后来的对外围电路和接口电路的发展。让单片机的功能迅速发展，由其是Philips公司在其发展史上做出的巨大贡献。发展到现如今单片机已经有着不小的成就，从当时的4位，8位。到现在单片机有着300M的惊人速度。

单片机又称单片微控制器。可以说是微型计算机也不为过，功能相应齐全，也是一种少了I/O设备的计算机。单片机内部有比如CPU，内存，并行总线和还有存储器件等模块。可以说单片机在日常生活中得意很好的应用，并且有着不小的占有比。从上世纪的八十年代起开始兴起直到如今的大规模应用。

有一些学者将单片机应用于永磁同步电机矢量控制系统中，比较多的是采用带pwm、qep、ad模块的廉价单片机stm32设计永磁同步电机矢量控制系统硬件电路，并采用C语言来编写一些程序，使其非常的精确。

将单片机应用于数据采集系统中，于电力行业检测都有不小的作用和功能。在生活中的洗衣机中也能看到单片机的身影，因为其体积和功耗上都比较优秀，所以应用的地方非常广泛在倒车系统中也可以看到单片机的应用，平时倒车也许对于一些新司机来说是非常有考验的。有些人则是需要有人在外面不停的指挥才行，即使是老司机在一些苛刻的地形环境下也是有一定困难的，所以一套很健全的安全倒车系统就很重要，能实时适当的提醒驾驶员来采取措施，例如发出滴滴响的声音等等。有一定的勇武之地。

单片机在诸多地方得到了很好的发展，例如在轮船行业也能看到价值。轮船的停船起航特别重要，所以在这当中就用到了单片机。可以很好的查看出轮船的航速和其他的船只的安全距离。在航速不在特定值内可以以信号灯类的方式进行警告，对船长有了很好的警示作用。在航行中不会出来大规模的碰撞事故。像类似的单片机应用还有很多，数不胜数。单片机能在各种领域得到很好的广泛应用。避免一些事故的发生，对人生和财产的到了非常好的额保障。所以推广和继续深入开发研究这种技术是非常重要的。

单片机的前景也是一片大好，在各种型号的飞机、导弹、家电、交通物流、工商、金融、科研、教育等领域都有着十分广泛的用途。单片机经过几十年的发展，运算速度越来越快，精确度越来越高。模块的数量也以惊人的速度提升。早期的单片机也只有四位，经过飞速的发展做到越来越好。因其的优越性，纷纷涌现出了列如飞利浦，飞思卡尔等享有盛誉的知名大品牌，品牌越来越多竞争越来越大。致使单片机向着越来约好的方向发展过去。价格也普遍较低。成本不大，可操作性好。

1.3 本文主要工作与章节安排

自从展开了对于煤气警报系统的课题的研究，在通读论文的书写规范之后，对该课题展开一系列的设计与研究。尤其是对于单片机和各种其他的一些程序也好，器件也罢，都做了非常多的了解和认识。根据平时学习的单片机知识做了一个深刻的回顾。然后对本次设计所要面对的一些理论知识进行学习和补充。对煤气的各种特性，危害以及对检测系统技术进行深度的了解和研究。主要完成了煤气检测系统的方案、软件设计和报告。

本次设计的课题分为六个部分，各个部分分为一章并有几个小点：

第一部分讨论对于煤气检测器之所以会被开发的诱因，谈谈对煤气检测系统的大致理解。涉及到一些单片机的应用。和单片机从早期中期到现在的一路发展历程。第二部分在各种型号的确定下根据不同的技术要求对具体的细则要求进行总体的概括和定义。第三部分为系统硬件总体设计，根据煤气检测系统方案来进行具体的各个小步骤，在总体大纲设定好的情况下对各个软件或者电路要求进行细致的设计和设定。先完成小头再完成大部分，一片论文也是这么弄成的。第四章节则为软件程序的设计。第五章是仿真的一些细则和仿真的结果。对煤气警报系统进行了仿真第六章是对整个论文的总结与心得，对未来的展望与期望。

参考文献

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