基于单片机的气体检测系统设计..
基于单片机的井下可燃气体检测系统设计
感 器 不 能立 即正 常 采 集 烟 雾 信 息 ，所 以需 要 预 热 一 段 时 间 。 同 时 ，液 晶上 会 显 示 及 时 的室 内温 湿 度 及 两 种 气 体 的浓 度 值 。只 要 监 测 到 烟 雾 浓 度 或 者 一 氧 化 碳 浓 度 两 者 中任 何 一 个 超 标 ，系 统 就 会 进 行 声 光 报 警 。这
微型Ａ ２ ３ Ｌ ０ 陶瓷管、Ｓ ０ 敏感层，测量电极和加热器构 ｎ２
成 的敏 感 元 件 固 定在 塑 料 或 不 锈 钢 制 成 的腔 体 内 ，加 热 器 为气 敏 元 件 提 供 必 要 的 工 作 条 件 。封 装好 的Ｍ － Ｑ２
系 统 上 电 后 ， 程 序 进 行 初 始 化 ， 同 时 ，要 给 传 感 器 预 热 ５ １ 分 钟 。 因 为 半 导 体 电阻 式 传 感 器 Ｍ 一 ～ ０ Ｑ２
在 不 通 电 的情 况 下 存 放 一 段 时 间后 ，再 次 通 电时 ，传
传感器模块有６ 只针状管脚 。其 中４ 个用 于信号取出，２
个 用 于 提 供 加 热 电流 。Ｍ 一 传 感 器模 块 的主 要 芯 片 包 Ｑ２ 括 Ｌ ３ ３ 大器 以及Ｍ 一 传 感 器 ，Ｍ 一 型 气敏 元 件对 不 Ｍ９放 Ｑ２ Ｑ２ 同种类 、不 同浓度 的气体 对应 不 同 的 电阻值 。 由于 Ａ Ｃ ８ ２ 数 转 换 器 具 有 ８ 分 辨 率 ， 当采 Ｄ ０３模 位 用 ５ 电源 供 电 时输 入 电压 在 ０ ５ 之 间 ， 工 作 频 率 为 Ｖ ～ Ｖ ２ ０ Ｈ ， 转换 时 问为 ３ 微 秒 ，适 合 本 系 统 的 应用 ，所 ５ｋＺ ２ 以本 设计 采用 ＡＣ ８ ２ 模数 转换 器件 。 Ｄ０ ３ 为
时，蜂鸣器会发 出不同的报警信 号，以便更清 楚地 区
基于单片机的有害气体检测与报警系统设计
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。
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计
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。
基于单片机的室内空气质量检测系统设计开题报告
大连大学本科毕业论文设计开题报告题目：基于单片机的室内空气质量检测系统设计学院：信息工程学院专业：自动化年级：10级学号：10423078姓名：方瑶指导老师：苏晓鹭一选题的理论和实际意义高层写字楼等大型场所几乎完全与外界隔离，空气中微量气体多达168种，绝大多数属污染物，人们长期处于这种密闭环境中，极容易因缺氧而头晕、胸闷、恶心等。
其中影氧气浓度直接影响人们的生存质量。
甚至到了晚上很多写字楼仍然有些人在加班加点的奋斗，繁重的工作已经使他们没有喘息的机会，再加上在他们自以为还不错的环境里工作，对他们的身体可谓双重打击。
常常听到这样的例子，某某某在某某大型公司上班，钱是赚了不少，可是身体却垮了。
身体乃革命的本钱，不管我们为了生活如何奔波，都必须要保证有一个健康的体魄。
所以，对我们来说，设计空气质量检测与调控系统，是十分迫切的也是十分有必要的。
室内空气品质（IAQ）在健康方面的影响：美国环保署(EPA)调查表明:在美国，IAQ问题是有关全民健康的首要问题之一，受其影响的美国人口多达3000万，造成的经济损失超过了400亿美元/年，这些数字令人触目惊心[1]；加拿大卫生组织调查表明：68%的疾病与室内环境污染有关，其中80%~90%的癌症与居住环境和生活习惯有关;英国科学家汉密尔顿测验了220名英国人血液中60种化学元素的平均含量，发现其与地壳中这些元素的含量分布相当;湖南省相关部门对空气污染区及清洁区9-10岁儿童为调查对象，研究空气污染对儿童免疫力的影响，结果显示:污染区儿童的免疫能力仅为清洁区儿童免疫能力的1/3;据统计，我国每年有11万人因IAQ不好而导致死亡; 从我国“室内环境监测中心”对IAQ监测力度越来越大的趋势也可以看出，此问题在我国也是越来越严重。
我们要通过课题的研究摆脱这种困境，我们的研究可以使你处在一个完全无污染纯健康的环境，这就是我们的目的。
在已经学习了控制原理、检测及单片机等相关课程，为该项目的研究提供了理论基础。
基于单片机的烟雾检测报警系统设计
基于单片机的烟雾检测报警系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于单片机的烟雾检测报警系统的设计与实现。
我们将详细介绍该系统的整体架构、关键组成部分、设计原理以及在实际应用中的优势。
通过这一设计，我们希望能够构建一个高效、可靠且成本效益高的烟雾检测报警系统，以满足日益增长的火灾预防和安全监控需求。
我们将概述单片机的选择及其在系统中的作用，包括控制核心、数据处理和通信等功能。
接着，我们将详细讨论烟雾传感器的选型、工作原理及其与单片机的连接方式。
报警模块的设计和实现也将是本文的重点之一，包括声音报警和光报警的设计原理和实现方法。
本文还将涉及系统的电源设计、软件编程以及整体系统的集成和调试。
我们将通过实际案例和实验结果来验证系统的性能，包括烟雾检测的准确性、报警的及时性以及系统的稳定性等方面。
我们将总结基于单片机的烟雾检测报警系统的特点和应用前景，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、系统总体设计本烟雾检测报警系统以单片机为核心，通过集成烟雾传感器、报报警功能。
系统设计注重稳定性、准确性和实时性，以满足各种应用场景的需求。
在硬件设计方面，单片机作为中央处理器，负责接收烟雾传感器采集的数据，并进行处理和分析。
烟雾传感器采用高灵敏度的光电式烟雾探测器，能够快速响应烟雾浓度的变化，并将模拟信号转换为单片机可处理的数字信号。
系统还配备了报警模块和显示模块，当烟雾浓度超过设定阈值时，报警模块会发出声光报警，同时显示模块会显示烟雾浓度值，以便用户及时了解环境状况。
在软件设计方面，采用模块化编程思想，将系统划分为数据采集、数据处理、报警控制和显示控制等模块。
数据采集模块负责从烟雾传感器读取数据，并进行预处理；数据处理模块根据预设算法对采集到的数据进行分析和判断，确定是否触发报警；报警控制模块在接收到报警指令后，控制报警模块发出声光报警；显示控制模块则负责将烟雾浓度值显示在显示屏上。
在系统设计过程中，还充分考虑了低功耗、抗干扰等因素。
毕业设计(论文)基于单片机的气体流量检测系统论文-毕业论文
采用74LS373作为地址锁存器使用 ，其中输入端1D~8D接至单片机的 P0口 ，输出端提供的是低8位地址 ，G端接至单片机的地址锁存允许 信号ALE 。输出允许端OE接地 ， 表示输出三态门一直打开。
■与LED现实的接口
采用四联排共阴 极数码管进行显 示 ， 具有四位数 码管 ，这四个数 码管的段选a 、b、 c、d 、e、f、g分 别接在一起 ，每 一个都拥有一个 共阴的位选端。 P3口控制数码管 的点亮情况。
也不一样。
■系统硬件电路设计
■ 外围电路硬设计
■ 信号的采集
■ 霍尔效应
当一块通有电流的金属或半导 体薄片垂直地放在磁场中时 ， 薄片的两端就会产生电位差 ， 这种现象就称为霍尔效应 。两 端具有的电位差值称为霍尔电 势U ，其表达式为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
霍尔元件的基本电路图
其中 K 为霍尔系数 ， I 为薄片中 通过的电流 ，B 为外加磁场（洛 伦慈力Lorre ntz） 的磁感应强度， d 是薄片的厚度。
■LED显示元件
本设计选用的共阴极数码管： 当共阴八段LED管时 ，所有发 光二极管阴极共连后接到引脚 G ，G脚为控制端，用于控制 LED是否点亮 。若G脚接地 ，则 LED被点亮； 若G脚TTL高电平， 则它被熄灭。
数码管原理图
八段LED数码显示管原理 :是通过同名管脚是所加电平高低来控制发光二 极管是否点亮而显示不同字形的 。例如： 若在共阴LED管的SP 、g 、f 、e 、 d 、c 、b 、a管脚上分别加上7FH控制电平（即： SP上为0伏 ，不亮； 其余 为TTL高电平 ，全亮） ，则LED显示管显示字形为“8 ”。7FH是按SP 、g 、 f 、e 、d 、c 、b 、a顺序排列后的十六进制编码（0为TTL低电平 ， 1为TTL 高电平），常称为字形码 。 因此 ，LED上所显示字形不同 ，相应字形码
基于STM32单片机的气体分析仪设计
基于STM32单片机的气体分析仪设计气体分析仪是一种广泛应用于环境监测、工业生产、医疗卫生等领域的仪器设备，用于检测和分析气体成分和浓度。
随着科技的不断发展，传统的气体分析仪已经不能满足现代化生产和环境监测的需求。
因此，本文将基于STM32单片机，设计一种新型的气体分析仪，以满足现代化需求。
第一章：绪论1.1 研究背景随着工业化进程的加快和环境污染问题的日益突出，对气体成分和浓度进行准确监测和分析变得尤为重要。
传统的气体分析仪器存在成本高、操作繁琐等问题，因此需要设计一种新型的气体分析仪。
1.2 研究意义基于STM32单片机设计新型气体分析仪具有成本低、操作简便等优点。
通过研究该技术，在工业生产过程中可以及时检测有害气体并采取相应措施进行处理，从而保护工人健康；在环境监测中可以准确掌握大气污染情况，为环境治理提供科学依据。
1.3 研究内容本文将基于STM32单片机设计一种新型气体分析仪，主要包括硬件设计、软件设计、测试验证等内容。
通过对气体分析仪的设计和实验验证，评估其性能和可行性。
第二章：STM32单片机概述2.1 STM32单片机的特点STM32单片机是一种高性能、低功耗的嵌入式微控制器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力。
其特点包括高集成度、低功耗、丰富的外设接口等。
2.2 STM32单片机在气体分析仪中的应用基于STM32单片机设计气体分析仪可以充分利用其强大的计算能力和丰富的外设接口。
通过合理选择外设模块和编写相应软件程序，可以实现对气体成分和浓度进行准确监测与分析。
第三章：硬件设计3.1 硬件系统框架本文所设计的新型气体分析仪硬件系统框架主要包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块等。
传感器模块用于检测气体成分和浓度，数据采集模块用于采集传感器输出数据，数据处理模块用于对采集到的数据进行处理和分析。
3.2 传感器选择与接口设计根据气体分析仪的需求，选择合适的传感器进行气体成分和浓度检测。
基于单片机的有毒气体检测系统的设计
基于单片机的有毒气体检测系统的设计有毒气体检测是现代工业安全领域的重要技术之一。
如果在工业生产过程中气体泄漏，可能会导致火灾、爆炸和职业病等问题，因此有毒气体检测系统的设计是非常重要的。
本文将介绍基于单片机的有毒气体检测系统的设计。
一、系统的工作原理本系统基于单片机的检测方法，通过传感器测量有毒气体的浓度，并将其转换成电信号。
然后通过A/D转换器将该电信号转换成数字信号，并在单片机上进行处理。
当检测到有毒气体浓度超过安全值时，系统会发出警报信号，并采取相应的安全措施。
二、系统的设计要点1、传感器选择选择适合的传感器是非常重要的。
可选氧化亚氮、氧化铁、钨氧化物和氯化汞等传感器。
在实际应用中，应根据实际情况选择相应的传感器。
2、电路设计电路设计应包括传感器信号放大电路、A/D转换器电路、单片机控制电路、报警电路等子电路。
各子电路的设计应考虑到性能稳定、精度高、灵敏度高等因素。
3、软件设计软件程序应包括传感器数据获取程序、数据处理程序、报警程序等模块。
在数据处理程序中，需要将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并进行数据校验和处理。
在报警程序中，应设置相应的报警阈值和处理方案。
三、系统的应用效果本系统设计中，通过选用合适的传感器、优化电路和软件的设计，探测灵敏度高、分辨率高，可准确检测到有害气体的浓度，避免了一系列生产安全问题的发生。
实际应用中，可以广泛应用于工业通风、环境监测、房间、墙体等物体中的气体检测等方面。
该系统为保障人们生命安全、维护社会稳定做出了积极的贡献，具有较高的使用价值。
综上所述，基于单片机的有毒气体检测系统的设计具有一定的重要意义。
通过精心的设计，可以实现对有毒气体的快速、准确和可靠检测，有效地为生产安全保驾护航。
在今后的工业安全领域，该系统将发挥越来越重要的作用。
基于51单片机室内有害气体监测系统的设计与实现
基于51单片机室内有害气体监测系统的设计与实现摘要：空气质量的异常给人们的身心和身体都会带来巨大影响，尤其是当空气中的有害气体甲醛，苯，甲烷以及一氧化碳等超标时，一旦不及时发现就会导致人体出现中毒，严重甚至导致死亡，因此在日常生活当中能对有害气体进行精确的检测与控制，对于提高生活质量，保证身心健康具有重要意义。
本智能环境检测系统一共设计四个传感器参数检测网络，对环境相关的四个参数苯，一氧化碳，甲烷和甲醛四种有害气体进行检测；4个传感器共同对四个有害气体进行检测，确保环境安全。
整个智能环境检测系统围绕对4个参数的检测，显示、报警与控制出发，硬件上以STC89C51单片机为核心，MQ2完成对环境甲烷的检测，MQ7传感器检测环境一氧化碳浓度，两路MS1100模块对环境中的甲醛和苯浓度进行采集，单片机通过引脚读取到数据后在内部对数据进行处理，在LCD1602上显示的同时，并与设定的安全数据进行处理，如果数据有异常那么就输出指令来驱动蜂鸣器同时驱动风扇，来实现报警和调控。
软件上以C语言为核心，结合传感器的工作原理与通信特点，通过程序来驱动引脚实现对数据的和指令的输出，实现预期的功能。
非常适合在居家环境中应用，提高环境的安全可靠性。
关键词：报警与控制气体检测单片机智能居家环境监测一、研究背景空气污染不仅会使得生态环境遭受破坏甚至会直接危害人的生命安全。
当前我国的环境污染问题尤其是大气污染情况已经迫在眉睫，在工业生产中排放的有毒有害气体以及发动机尾气中包含的有害气体，使得大气中含有的有害颗粒、有毒气体含量一直在升高，但是空气污染的情况比较难以琢磨，受多方面因素的影响，所处地方不同，空气污染的情况也不一样，所以如果需要掌握当地环境污染的具体情况，还需对当地环境参数进行实时监测，由此才能掌握当地环境污染的各种参数以及其变化规律，并以此为依据来制定整改措施。
所以利用多传感器融合技术设计出一种空气质量检测设施显得尤为必要，此款检测设备不仅检测精度有保证而且便于随身携带、使用简单、性价比高。
基于单片机的一氧化碳检测系统设计说明
基于单片机的一氧化碳检测系统设计说明1. 引言一氧化碳（Carbon Monoxide，简称CO）是一种常见的有毒气体，它对人体的血液循环系统具有很强的毒性，长期暴露于CO中会导致中毒甚至死亡。
因此，为了保障人们的安全与健康，设计一个基于单片机的一氧化碳检测系统至关重要。
本文档将介绍一种基于单片机的一氧化碳检测系统的设计方案，包括硬件设计、软件设计和系统性能等方面的说明。
2. 硬件设计2.1 传感器选择一氧化碳传感器是检测系统的核心组件，其准确性和灵敏度直接影响系统的可靠性。
选择一款合适的传感器非常重要。
我们选用XYZ型一氧化碳传感器，其具有高精度、低功耗和长寿命的特点，能够快速、准确地检测环境中的CO含量。
2.2 硬件连接在系统硬件设计中，我们需要将传感器与单片机进行连接。
传感器将通过模拟信号输出CO含量的数值，而单片机则通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号进行处理。
在电路设计中，我们需要考虑到传感器的工作电压、接口类型和电源电流等参数，以确保传感器和单片机之间的稳定连接。
3. 软件设计3.1 程序框架基于单片机的一氧化碳检测系统的软件设计需要考虑到实时性、稳定性和易用性等方面的需求。
我们将设计一个简洁明了的程序框架，包括以下几个模块：•初始化模块：用于初始化系统所需的硬件和软件环境。
•传感器读取模块：负责读取传感器输出的模拟信号，并通过ADC将其转换为数字信号。
•数据处理模块：对传感器读取的数据进行处理，计算CO含量，并根据设定的阈值判断是否超过安全范围。
•显示模块：将检测结果显示在LCD屏幕上，以便用户实时了解CO 含量。
•报警模块：当一氧化碳含量超过阈值时，触发报警装置以提醒用户。
3.2 编程语言和开发工具为了实现软件设计的要求，我们选择C语言作为主要的编程语言，并使用开发工具进行编程和调试。
我们将使用Keil MDK开发工具和对应的编译器进行开发，该工具具有良好的集成开发环境（IDE），方便编程和调试。
基于单片机的甲醛检测仪设计毕业设计
基于单片机的甲醛检测仪设计毕业设计设计毕业项目：基于单片机的甲醛检测仪摘要：本篇设计毕业项目旨在设计并实现一个基于单片机的甲醛检测仪。
甲醛是一种常见的有害气体，对人体健康有一定的损害。
因此，为了保护人们的健康，开发一个能够快速准确测量甲醛浓度的仪器非常重要。
关键词：单片机，甲醛检测仪，有害气体，浓度测量，快速准确1.引言甲醛是一种无色、有刺激性气体，广泛存在于室内和室外环境中。
它是一种有害气体，长期暴露在高浓度的甲醛环境中会对人体健康造成慢性损害，甚至引发癌症。
因此，准确测量甲醛浓度对于建立健康的生活和工作环境至关重要。
2.设计目标本设计的目标是设计并实现一个基于单片机的甲醛检测仪，具有以下特点：1）能够实现对室内空气中甲醛浓度的快速准确测量；2）结构简单、便携，方便携带和使用；3）具备报警功能，当甲醛浓度超过安全范围时可以及时发出警报。
3.设计方案本项目的设计方案包括硬件和软件两个部分。
3.1硬件设计硬件设计主要包括以下几个模块：1）甲醛传感器模块：使用专业的甲醛传感器来检测甲醛浓度，并将检测结果传输给单片机进行处理；2）单片机模块：选择一款性能良好的单片机作为主要的控制处理单元，负责接收甲醛传感器模块传输的数据，并对数据进行处理和判断；3）显示屏模块：使用液晶显示屏来显示甲醛浓度的实时数值；4）蜂鸣器模块：当甲醛浓度超过安全范围时，蜂鸣器会发出警报。
3.2软件设计软件设计主要包括以下几个方面：1）数据处理算法：单片机接收到甲醛传感器模块传输的数据后，需要进行数据处理和判断，得出甲醛浓度的结果；2）界面设计：使用单片机控制显示屏来显示甲醛浓度的实时数值，界面设计应简洁直观；3）报警功能：当甲醛浓度超过安全范围时，单片机控制蜂鸣器发出警报。
4.实验结果与分析实验结果表明，设计的甲醛检测仪可以准确快速地测量室内空气中的甲醛浓度。
在甲醛浓度超过安全范围时，蜂鸣器会发出警报，及时提醒使用者注意甲醛浓度过高的问题。
基于51单片机的甲烷检测系统设计
基于51单片机的甲烷检测系统设计摘要：本文提出了一种基于51单片机的甲烷检测系统设计。
该系统主要由甲烷检测传感器、电路、51单片机控制芯片和LCD显示屏组成。
该系统能够快速、准确、稳定地检测甲烷气体的存在并进行报警提示，广泛应用于工业生产、矿山开采、油气运输以及市政环保等领域。
关键词：51单片机、甲烷检测、传感器、LCD显示屏引言：随着工业生产、矿山开采、油气运输以及市政环保等领域的不断发展，在这些领域中存在着大量甲烷气体的存在。
甲烷是一种具有易燃性和爆炸性的气体，如果不能及时检测和处理，将给生产、运输和城市居民生活带来极大的安全隐患。
目前市场上已经有许多甲烷检测系统，但是这些系统存在成本高、检测准确度低、使用寿命短等缺点。
所以，设计一种低成本、高精度、长寿命的甲烷检测系统具有重要意义。
一、系统设计：本文设计的基于51单片机的甲烷检测系统主要由甲烷检测传感器、电路、51单片机控制芯片和LCD显示屏组成。
其中，甲烷检测传感器是检测甲烷气体的重要部分。
电路主要是对传感器的输出信号进行处理，从而转化为可以被51单片机处理的信号。
51单片机控制芯片是整个系统的主要控制部分，通过对传感器信号进行分析和处理，能够实现甲烷气体的检测和报警提示。
最后，LCD显示屏用于显示甲烷气体的检测结果。
二、甲烷检测传感器：本文选用一种高灵敏度、高响应速度、高选择性的甲烷气体传感器模块。
该模块采用普通电化学传感器作为检测元件，具有灵敏度高、响应速度快、响应时间短等特点。
同时，该传感器模块还具有高稳定性、低功耗、抗干扰能力强等优点。
三、电路设计：电路主要包括前置放大、滤波处理、A/D转换和51单片机输入输出等部分。
在前置放大部分，将传感器输出信号放大，使其能够达到51单片机可以处理的电平。
在滤波处理部分，对放大后的信号进行滤波处理，去除高频噪声，保留低频信号。
在A/D转换部分，将滤波后的信号数字化，便于51单片机进行处理。
在输入输出部分，实现51单片机与LCD屏幕、蜂鸣器等外围设备的连接。
基于单片机的气体检测系统设计与实现
ｔｒ ｓ ｓ ｌ， ｈ ａ ｎ ｅｉｂ ｅ ｔ ｓ ｍａｎ ｙ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｏ ｎ ｕ ｔ ｃ ｎ ｏ ｉ ｏ ｎ ｔｒ ｇ ｅ ｉ ｍａｌ ｃ ｅ ｐ ａ ｄ ｒ ｌ ｌ ．Ｉ ｉ ｎ ａ ｉｌ ｐ ｌ ｎ ｓ ｍｅ ｉ ｄ ｓ ｙ ｓ ｅ ｅ ｐ ｓ ｉ ｎ ｍｏ ｉ ｉ ． ｅ ｒ ｔ ｏｎ
ＹＵ Ｊ ｎ ｕ ，Ｙ ｕ ｙ ｎ ＡＮＧ Ｊａ ｈ ａ，Ｔ ｉｎ ｕ ＡＮＧ ｈ ｎ ｌ Ｚ ｏ ｇｉ ｎ，Ｃ ｏ ＵＩＢ
（ ｏｌ ｅｆＡ ｔ ａｉ ， ｏｔｗｓ ｒ ｏ ｔｃｎｃｌ ｎｖｒｔ，ｉ ｎ７ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｕｏ ｔ ｎ Ｎ ｒ ｅｅｎＰ ｙ ｈ ａ Ｕ ｅｉ ａ
２ １ Ｃ Ｕ 的选择 ． Ｐ
１ 气体 检 测 装 置 总体 结 构
该 装置 的总体 结构 如 图 １所示 。
图 １ 气体检测装置总体结构
该文设计的气体浓度测量装置采用单片机构成 的具 有判 断 、 运算 和控制 能力及 存储 、 显示功 能 的智
能仪 表 ， 它所 处理 的信息量 和 复杂程度 不是太 大 ， 采
用 ８位单 片机 足 可满 足 设 计 要求 ， 此选 择 了 Ａ — 在 Ｔ
Ｍ Ｌ 公 司 的 Ｃ ＭＳ 工 艺 的 低 功 耗 单 片 机 Ｅ Ｏ
・
４ ４・
工业仪表与 自动化装置
２１ ００年第 ４期
基 于单 片 机 的 气体 检 测 系统 设 计 与 实 现
俞俊资 ， 杨建华 ， 唐忠林 ， 博 崔
（ 西北工 业大 学 自动化 学院 ， 安 ７ ０ ７ ） 西 １０ ２ 摘要 ： 绍 了基 于单片机 的 气体 检测 系统设 计方案 ， 介 阐述 了系统结构 、 件组 成和软 件设 计 ， 硬 实 现 了对一氧化 碳 、 化 氢和 甲醛 ３种毒 害气体 的 实时检 测 ， 硫 并通 过 实验 校 准验 证 。该 系统 具有体 积 小 、 本低 、 成 工作 可靠等特 点 ， 适用 于现场环 境安 全检 测 。
基于单片机控制的空气质量检测系统的设计
基于单片机控制的空气质量检测系统的设计摘要：随着社会经济的快速发展，大气污染日益严重，已成为影响人类健康的主要因素之一。
如果空气中二氧化碳浓度偏高，吸入过多会引起二氧化碳中毒、头晕、乏力等症状。
高浓度的PM2.5会增加呼吸道感染、哮喘和支气管炎等疾病的症状。
为了了解空气质量，改善生活环境，人们对空气质量检测仪的需求越来越大。
市场上虽然有PM2.5、有毒气体等多种国产空气质量检测仪，但其功能相对简单，性价比相对较低，在一定程度上降低了人们的购买欲望。
因此，设计一种多功能经济适用的空气质量检测仪具有良好的应用前景，对改善居住环境空气质量，提高健康水平具有重要意义。
关键词：单片机控制；空气质量；检测系统；设计；分析1系统总体设计1.1设计要求。
设计一个简单实用的空气质量检测报警系统，要求至少能对两种空气质量指标进行检测，并实时检测和显示，超限报警报警，成本低，性能稳定。
1.2系统框图。
系统采用模块化设计，主要分为六个模块。
PM2.5粉尘传感器和SGP30气体传感器可以实时检测空气中PM2.5、二氧化碳和挥发性有机化合物VOC的浓度。
测量数据可由ADC0832转换成数字量显示在液晶屏上。
如果检测值超过设定阈值，蜂鸣器报警，提醒人们注意室内通风，厨房炒菜时要注意开门开窗，尽量避免室内吸烟，有条件的可以打开空气净化器，当各种检测值低于阈值时可以关闭，避免不必要的浪费。
2系统硬件设计本文设计的空气质量检测系统硬件采用STC89C52单片机、GP2Y1014UPM2.5传感器、DHT11温湿度传感器、Ze08-ch2o甲醛传感器、LCD1602液晶显示器、ADC0832模数转换器等。
2.1 SCM最小系统。
STC89C52单片机是新一代单片机，具有速度快、功耗低、抗干扰能力强等优点。
Stc89c52单片机的指令系统与传统的8051单片机完全兼容，有两种时钟周期供用户选择，即12时钟机周期和6时钟机周期。
其工作电压范围为5.5v～3.3v或3.8v～2.0v，工作频率范围为0～40mhz，相当于普通80510～80mhz。
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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一三年九月十五日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................................................................................................................................................................ I I ABSTRACT.. (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。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。
其37%的水溶液称为福尔马林，医学和科研部门常用于标本的防腐保存。
此溶液沸点为19.5℃故在室温时极易挥发，随着温度的上升甲醛的挥发速度加快。
在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
甲醛是原浆毒物，能与蛋白质结合，吸入高浓度甲醛后会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。
全身症状有头痛、乏力、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。
天然气、液化天然气（俗称煤气罐）是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气易燃易爆和空气混合后，温度达到550℃左右就会燃烧；其混合物浓度达到5%－15%，遇到火种就会爆炸。
天然气热值高，约8500－10000千卡/米3，天然气燃烧后发出的热量是相同体积的城市煤气的2.5倍左右。
1.2设计的内容本论文主要完成室内空气质量检测仪的软件设计，设计内容包括：A/D转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。
本系统采用单片机为控制核心，以实现室内空气质量检测仪的基本控制功能。
系统主要功能内容包括：数据处理、时间设置、开始测量、超标报警、键盘检测、自动休眠：仪器若不进行称量操作，5分钟后自动进入休眠模式，以降低电源消耗。
本系统设计采用功能模块化的设计思想，系统主要分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。
1.3发展背景室内甲醛污染和天然气泄露对人身体健康影响较大，标准规定的方法绝大多数是化学分析法,使用的手段是实验室分析仪器主要有比色计、分光光度计、化学滴定、气相和液相色谱。
但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展，现已有了基于单片机的空气质量检测仪，并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。
因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器与MQ-5气体传感器。
甲醛传感器其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应，产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比，通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机；MQ-5气体传感器由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件组成，通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机，由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度和煤气、天然气主要参数。
２总体方案设计2.1总体方案设计室内甲醛污染和天然气泄露对人身体健康影响较大，标准规定的方法绝大多数是化学分析法,使用的手段是实验室分析仪器主要有比色计、分光光度计、化学滴定、气相和液相色谱。
但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展，现已有了基于单片机的空气质量检测仪，并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。
因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器与MQ-5气体传感器。
甲醛传感器其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应，产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比，通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机；MQ-5气体传感器由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件组成，通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机，由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度和煤气、天然气主要参数。
2.2总体电路概念图设计总体的硬件系统结构框图如图2-1所示图2-1硬件电路结构图3 硬件设计3.1主控芯片AT89C52的设计AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256K bytes的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
主要性能参数：●与MCS-51产品指令和引脚完全兼容●8K字节可重擦写FLASH闪存存储器●1000次写/擦循环●时钟频率：0Hz—24MHz●三级加密存储器●256字节内部RAM●32个可编程I/O口线●3个16位定时/计数器●6个中断源●可编程串行UART通道●低功耗的空闲和掉电模式●片内振荡器和时钟电路图3-1 引脚图3.2 传感器设计从传感器过来的电压信号，必须放大，滤波，采集，转换才能被MCU识和处理。