基于单片机的气体检测系统设计..

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基于单片机的气体检测系统设计ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计The Design of Gas Detection System Based on SCM系（院）名称：电子信息与电气工程学院专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：指导教师职称：讲师2011 年 5 月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................... I I 引言 . (1)第一章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计意义 (3)第二章硬件的选择 (4)2.1可燃气体的传感器 (4)2.2 MQ-6的结构和测量电路 (5)2.3 MQ-6气体传感器的技术参数 (6)2.3.1 MQ-6的规格 (6)2.3.2 MQ-6的特点 (8)2.3.3 MQ-6的应用 (8)2.4 芯片的选择 (8)2.5 AT89S52的功能特点 (9)2.6 中央处理器（CPU） (9)2.7 单片机引脚介绍 (9)第三章系统硬件设计 (14)3.1 电源电路 (14)3.2 转换电路 (15)3.2.1 ADC0809原理 (16)3.2.2 ADC0809使用及时序图 (17)3.3 液晶显示驱动模块 (18)3.3.1 LCD1602液晶主要功能 (18)3.3.2 LCD1602液晶引脚和指令功能 (18)3.3.4 LCD1602液晶模块内部的控制器指令 (20)3.3.5 LCD1602液晶时序 (22)3.3.6 LCD1602液晶初始化过程 (23)3.4 时钟电路和复位电路 (23)3.5 报警电路 (25)3.6 硬件电路总图 (26)第四章软件设计 (28)4.1 ADC0809采样时钟软件实现 (28)4.2 可燃气体浓度显示程序 (28)4.3 可燃气体浓度报警程序 (29)4.4 程序流程图 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)基于单片机的气体检测系统设计摘要：随着可燃性气体的种类和应用范围的增加，其使用场所和贮存仓库内的泄漏，火灾爆炸事故日益增多，从安全、环保及经济上考虑，设计一种检测可燃气体自动报警装置的控制器是非常必要的。

摘要 (2)第一章功能要求及方案论证 (4)1.1选择器件 (4)1.2系统原理及基本框图 (4)第二章主要元件介绍 (5)2.1STC89C52单片机 (5)2.1.1 概述 (5)STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-FlashProgramable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器。

该器件采用A TMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

(5)2.1.2引脚介绍和最小系统 (5)2.1.3 定时器描述 (7)2.2模数转换芯片ADC0804 (8)2.2.1概述 (8)2.2.2引脚介绍 (8)10.VCC: 电源供应以及作为电路的参考电压. (9)2.2.3 ADC0809典型接法 (9)如图2-2-3所示： (9) (9)图2-2-3 ADC0804典型接法 (9)2.2.4 A/D转换的性能参数 (9)2.2.5 A/D转换的方法和原理 (10)2.2.6 连接方式 (10)2.3 MQ-2传感器 (10)图2-3-1 结构和外形 (11)图2-3-2 MQ-2基本电路 (11)2.4 数码管 (12)第三章电路各部分介绍 (13)3.1 可燃气体信号采集部分 (13)3.2显示部分 (13)3.3 A/D转换部分 (14) (16)3.5最小系统及按键 (16)单片机接+5V电源；晶体振荡器频率为12MHz，晶振的两个引脚分别连接在单片机的XTAL1和XTAL2端，晶振的两端再分别连接一个22pF电容后接地；复位电路经电源正极（+5V）接10uF电容后接1k欧姆电阻接地，单片机复位端RST接在电容和电阻之间。

(16)本次设计电路中加入两个按键，用于人为报警。

单片机P3.6和P3.7端分别连接一个按键后接地。

当按下S1时蜂鸣器报警，LED闪烁；S2用来取消报警。

高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生姓名：准考证号：专业层次：院（系）：指导教师：职称：重庆科技学院二O 一三年九月十五摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。

其设计方案基于89C51单片机，选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10 甲醛传感器和MQ-5气体传感器。

系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D 转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示甲醛浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。

系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。

同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。

另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。

本系统的量程为0-10ppm，精度为0.039ppm 。

关键词: 甲醛检测，天然气检测，AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded，To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm，Testing staff to remind. At the same time，The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip目录摘要 (II)ABSTRAC..T (III)1 绪论 (1)1.1设计的意义 (1)1.2设计的内容 (1)1.3发展背景 (1)２总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2总体电路概念图设计 (3)3硬件设计 (4)3.1主控芯片AT89C52的设计 (4)3.2传感器设计 (5)3.3模数转换设计 (7)3.4按键设计 (9)3.5外围扩充存储器设计 (10)3.6时钟芯片设计 (10)3.7 LCD 显示器设计 (11)4软件设计 (13)4.1主程序模块设计 (13)4.2模数转换设计 (13)4.3按键模块设计 (13)4.4时钟模块设计 (14)4.5LCD 显示模块设计 (15)5系统仿真 (16)5.1编译软件介绍 (16)5.2主程序 (16)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1设计的意义甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。

基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计煤气泄漏是一种危险的情况，可能导致火灾、爆炸或中毒等严重后果。

为了确保人们的生命财产安全，设计一个基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统是非常必要的。

本设计基于传感器，将使用MQ-2传感器，该传感器具有灵敏度高、响应迅速等特点。

当煤气泄漏时，MQ-2传感器将感知到气体，并将此信息发送给单片机。

单片机将根据接收到的气体浓度数据做出相应的处理。

该系统的设计思路如下：1.硬件设计：系统的核心部分是单片机，我们选择使用8051系列的单片机。

除此之外，还需要一个MQ-2传感器、蜂鸣器、LCD显示屏以及一些电阻和电容等器件。

这些器件将通过连接线连接起来，形成一个完整的系统。

2.焊接：根据电路图，将电路中的各个元件依次焊接在PCB板上，并确保连接正确，没有错误。

3. 软件设计：使用Keil C编程软件对单片机进行编程。

首先，需要初始化单片机的IO端口和相关寄存器，以便与其他硬件设备进行通信。

然后，设置一个循环，在循环中，通过读取传感器的数据，判断是否有煤气泄漏。

如果检测到煤气泄漏，单片机将通过蜂鸣器发出警报，并将警报信息显示在LCD屏幕上。

该设计中，单片机起到了核心的控制和处理作用。

当煤气泄漏发生时，传感器将传递信息给单片机，单片机通过判断气体浓度是否超过设定的阈值来发出警报。

同时，蜂鸣器发出持续的警报声音，提醒人们注意煤气泄漏的危险。

LCD显示屏可以显示警报信息，方便人们了解具体的情况。

总之，基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统利用了传感器的灵敏度和单片机的控制能力，有效地检测和报警煤气泄漏，保护人们的生命财产安全。

通信工程专业单片机系统课程设计报告无氧环境VOC气体测试系统学院（系）：信息与通信工程学院专业：通信工程学生姓名：学号：指导教师：完成日期：2015.7.6目录摘要 (1)Abstract (2)第一章设计背景与要求 (3)1.1研究背景 (3)1.2项目的研究意义和应用背景 (3)1.3目标 (4)第二章系统方案设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2系统功能框图 (5)2.3硬件电路设计 (5)第三章系统硬件电路设计 (11)3.1 LM7805运算放大电路设计 (11)3.2数据转换的设计 (11)3.3晶振电路 (12)3.4 LCD1602与STC89C52电路图 (12)3.5串口电路 (13)3.6复位电路 (14)3.7系统总电路图 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1主程序流程图 (16)第五章系统调试 (22)5.1系统调试 (22)5.2软件调试 (22)5.3综合调试 (23)结论 (24)参考文献 (25)附录一原理图 (26)附录二 PCB图 (27)附录三实物图片 (28)附录四程序代码 (29)摘要介绍了基于单片机的气体检测系统设计方案，阐述了系统结构、硬件组成软件设计，实现了对一氧化碳、硫化氢和甲醛3种毒害气体的实时检测，并通过实验校准验证。

该系统具有体积小、成本低、工作可靠等特点，适用于现场环境安全检测。

AbstractThis paper mainly introduces the principle,the design of hardware anda software,and the entire application process of a kind of gas tesing syetem based on microcontrller.Poison gas contained CO,H₂O,CH₂O can be measured by this syetem.The system was corrected by experimentation.The system is small,cheap and reliable.It is mainly applied in some industry scene positiom monitoring.第一章设计背景与要求1.1研究背景随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视，室内空气品质状况受到越来越多的关注。

基于单片机的可燃气体检测系统设计一氧化碳报警器是利用A/D转换原理，将模拟量转换成数字量，并用数字的形式在显示屏上显示出来。

数据的精度由A/D转换器决定，本设计用模数转换器ADC0809对模拟信号进行转换，单片机STC89C51为控制核心，来完成对数据运算和处理，最后驱动LCD1602显示屏显示数字信号，并将数值与设定值做比较，以控制声光报警和继电器是否吸和，系统手动设定上下限报警值。

本设计的程序由keil软件进行编译和调试，keil中有C编译器，宏汇编，库管理等的完整开发方案，由集成开发环境把他们组合在一起。

keil软件和proteus软件一起使用，用Proteus仿真软件所设计的接口电路，通过keil软件进行编译，编译完后会自动生成一个HEX格式的文件，把它加载到Proteus中便可进行仿真。

用Proteus软件完成电路分析和模拟仿真。

Proteus运行环境为Windows系统，可以进行仿真、分析模拟器件和集成电路，同时具有单片机和SPICE的功能，功能强大，硬件少，形象直观。

关键词：STC89C51ADC0809 LCD1602目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 一氧化碳检测的现状 (2)1.2.2 我国一氧化碳检测的发展 (2)1.2.3 各国一氧化碳检测的发展 (2)1.3 一氧化碳传感器 (3)1.3.1 本设计采用MQ-7气体传感器 (3)第2章总体设计方案 (5)2.1系统的功能要求 (5)2.2 系统的技术要求 (5)2.3 系统的组成及方案设计 (5)第3章系统的硬件设计 (7)3.1 主控电路 (8)3.2 一氧化碳气体检测电路的设计 (11)3.2.1 MQ-7介绍 (11)3.2.2 ADC0809介绍 (13)3.3 液晶显示电路设计 (14)3.4 声光报警提示电路 (16)3.4.1 灯光提示电路 (16)3.4.2 声音报警电路 (17)3.5 负载控制电路 (18)3.6 按键电路 (18)第4章系统的软件设计 (20)4.1 Keil软件介绍 (20)4.2 Protel99SE软件介绍 (20)4.3 Proteus软件介绍 (21)4.4 主程序流程图 (22)第5章结论与展望 (23)5.1 结论 (23)5.2 展望 (23)第1章绪论1.1课题研究的目的意义一氧化碳是有毒气体，易燃易爆，室温下没有味道和颜色、不易溶于水。

基于单片机的有毒气体检测系统的设计毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

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保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要煤矿中含有CO(一氧化碳)等有毒气体，是煤矿下重要的危害源之一，是导致重大事故的因素；家庭中，煤气泄漏将在短时间内产生大量一氧化碳，危及人生安全。

毕业设计说明书基于51单片机的可燃气体检测设计办学单位：班级：学生：指导教师：提交日期：2014年12月日摘要随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增加，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄露将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故。

在人们对安全生产的重视程度和生产技术手段不断提高的同时，可燃气体监测报警器正广泛地应用在这些领域中。

可燃气体探测报警器是预防易燃易爆气体在生产和使用过程中发生泄露的报警装置。

为了防止这类事故的发生，装设可燃气体监测报警器是非常必要的，可以及时发现事故隐患，及早采取补救措施。

本论文主要阐述了可燃气体监测报警器的软件和硬件设计。

鉴于单片机AT89C51具有高集成度等优点，开发设计了一种基于AT89C51的可燃气体报警器，为了提高系统的灵敏度和准确性，系统采用了一种十分稳定的传感器MQ-2。

该报警器对可燃气体进行实时控制，当可燃气体的浓度超过允许值时，控制电路进行报警,设计的可燃气体监测报警器具有性能稳定，测量准确等优点.本设计的可燃性气体报警、控制器可以检测空气中以烷类及一氧化碳气体为主的多种可燃性气体的浓度，实时显示浓度值，当达到预先设定的上限报警设定值时，发出声音报警和控制信号，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置。

该报警器可以实时、准确检测可燃性气体，并且可以长时间可靠无误的报警，具有很广泛的应用前景。

关键词：报警器；传感器；单片机；蜂鸣器AbstractWith the city gas, natural gas utilities and the chemical industry is developing rapidly, flammable, explosive gas type and range of applications is increasing, the flammable and explosive gases in the process of production and use, in the event of leakage will be caused by poisoning, fires, explosions and other major incidents. People of the importance of safety in production and the production of technical means to continuously improve, the combustible gas alarm monitoring is widely used in these areas. Combustible gas alarm monitoring is the prevention of explosive gas in the production and use of the leakage occurred during the alarm. In order to prevent the occurrence of such incidents, the installation of combustible gas alarm monitoring is essential to the timely detection of potential causes of accidents and take remedial measures.This paper elaborated on combustible gas alarm monitoring software and hardware design. Carbon monoxide alarm is designed based on AT89C51 with a high level of integration. In order to improve sensitivity and accuracy ,the electrochemical sensor is used. The carbon monoxide alarm is monitored on for real - time, when permitted vale of the concentration of carbon monoxide is exceeded,the control circuit will alarm, and it is program - controlled through external row fans and solenoid valve with . that this method is designed to monitor combustible gas alarm has a stable performance, accurate measurement.Combustible gas alarm instrument designed detects alkyl combustible gas and carbon monoxide especially, and displays concentration on the instrument. When combustible gas reaches alarm threshold value, the instrument sends out sound and light alarm, The combustible gas alarm instrument has got past the test on the spot andgot a satisfying result.Key words: alarm; sensor; single-chip;buzzer目录1.1 课题背景和意义 (5)2 可燃气探测报警器的方案设计 (7) (7)2.1.1 方案一 (7) (8)2.1.4 方案比较及选择 (9)2.2 气体传感器的选型 (9)2.2.2 MQ-2传感器简介 (11)2.3 可燃气体探测报警控制器的总体设计 (13)2.3.1 系统总体结构设计 (13)2.3.2 系统的工作流程 (14)3.3 ADC0832模数转换电路 (20)4.1 主程序设计流程 (26)主流程图 (27)4.2 A/D转换子程序设计 (28)4.2.1 A/D转换控制流程图 (28)4.2.2 A/D转换控制程序设计流程图 (28)4.3 显示子程序的设计 (29)4.3.1 液晶与单片机的接口电路控制流程图 (29)4.3.2 液晶与单片机的接口电路控制程序设计流程图 (29)4.4 报警子程序的设计 (30)4.4.1 报警电路控制流程 (30)4.4.2 报警电路控制程序设计流程图 (30)1 绪论1.1 课题背景和意义随着我国改革开放的不断深入，工业化的发展，人类的生活水平在不断地提高。