基于单片机的燃气报警系统的设计

摘要

随着社会的进步，科技的发展，人们的生活水平得到了提升，天然气煤气逐渐进入我们的家庭，它给我们带来方便的同时也带给了我们危害。一旦发生大面积泄露，处置不及时就可能引发大爆炸，给我们的生命财产安全带来威胁。因此对燃气的检测和报警是一项必要的工作。怎样防止燃气中毒与爆炸也已成为人们的迫切需要！

本系统设计以80C51单片机为控制核心，利用传感器对环境中气体的浓度进行检测，通过A\D转换芯片将检测到的气体浓度值转换为由二进制表示的单片机能够识别的数字信号。单片机对数字信号进行处理和判断，如果气体浓度超过预设值则由声光报警系统进行报警。

该设计充分利用了单片机电路简单，价格低廉，可靠性好等优点对该系统进行实时控制，利用其编程简单，系统运行速度快等优点使系统在性能、精确度和灵敏度等方面得到了一定的提升。

关键词：51单片机，传感器，A\D转换，声光报警系统

I

ABSTRACT

With the progress of society, the development of science and technology, people's living standard has been improved, natural gas and coal gas gradually into our family, it brings us convenience but also bring us harm. Once large area leakage, untimely disposal can cause big bang, to our life and property security threats. The gas detection and alarm is a necessary work. How to prevent gas poisoning and explosion has become the urgent need of the people!

The system design based on 80C51MCU as the control core, using the sensor in gas concentration detection, through the A \ D conversion chip will detect gas concentration value conversion from binary representation of the one-chip computer can identify the digital signal. Single chip digital signal processing and judgment, if the gas concentration exceeds a preset value by the sound and light alarm system for alarm.

The design makes full use of the computer has the advantages of simple circuit, low cost, good reliability of the system for real-time control, using the simple programming, system running speed in the performance of the system, the system accuracy sensitivity has been certain promotion.

Key Words: 51 MCU, sensor,A / D conversion,sound and light alarm system

II

目录

1 引言 (1)

2 元件选取 (2)

2.1单片机 (2)

2.1.1 单片机的选型 (2)

2.1.2 80C51系列单片机的基本组成 (2)

2.1.3单片机中断响应的结构与控制 (3)

2.1.4单片机复位电路介绍 (4)

2.1.5单片机延时系统介绍 (4)

2.2烟雾传感器 (5)

2.2.1 烟雾传感器的选型 (5)

2.2.2 气体传感器介绍 (5)

2.3 A\D转换芯片 (6)

2.3.1 A\D转换芯片的选择 (6)

2.3.2 A\D转换的器件介绍 (7)

3 系统硬件设计 (9)

3.1 系统整体结构设计 (9)

3.2 系统各部分电路设计 (9)

3.2.1 电源模块 (9)

3.2.2 声光报警系统模块 (10)

3.2.3 控制电路 (11)

3.2.4 A\D转换电路 (12)

3.2.5 烟雾传感器的连接电路 (13)

3.3 系统整体电路 (13)

4 系统软件设计 (14)

4.1程序编写模块 (14)

4.2 主程序流程图 (14)

4.3 中断原理 (15)

III

4.4 定时器原理 (16)

5.结论与不足 (18)

参考文献 (19)

致谢 (20)

IV

1 引言

随着社会的进步，煤气天然气已成为人们日常生活中不可或缺的资源，但它给我们带来方便的同时也给我们带来了危害。煤气泄漏时有发生，给人们的生产和生活带来了很多隐患，为此对燃气的检测和报警是一项必要的工作。

随着人们安全意识的增强，对环境的安全性和生活的舒适性提出了更高的要求，烟雾报警系统也因此应运而生。烟雾报警系统是一种能够检测环境中燃气浓度并具有报警功能的装置，国外从20世纪30年代就开始研究开发烟雾传感器，且发展迅速。随着传感器生产工艺水平的日益提升，传感器逐渐向着体积小，精度高的方向发展，其便携性进一步促进了它的生产、运输及其推广。

我国从70年代初期就开始研制烟雾传感器，但主要是引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺。近年来，我国在烟雾选择性，产品稳定性，对低浓度烟雾的识别方面也有了较大一步的改善。现如今烟雾传感器研究方向主要致力于提高其灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸。

本设计采用单片机作为控制核心，能够实时对系统进行控制，通过设计系统的总体框图，然后对框图进行分析，选出适合本系统的各个环节的芯片，最后对系统进行调试来实现对环境中燃气浓度检测的作用。

烟雾传感器的作用是最终实现检测环境中燃气的浓度，要实现这个功能，我们就必须拥有燃气浓度信号采集电路，数模转换电路，数据分析电路和异常状况报警电路。单片机以电路简单，价格便宜，可靠性好等特点，可以很好地满足我们对于煤气天然气浓度的检测及其防范的要求。为此，我们选择了51单片机作为控制核心，将采集到的燃气浓度信号通过数模转换转化成单片机能够识别的数字信号，最后将数字信号与预设值进行比较，如果燃气浓度高于预设值，则有声光报警电路给予报警；若低于预设值，则为正常状态。通过对微处理器，烟雾传感器，以及报警电路的整合，形成一个可靠性好，稳定度高，性能优良的电路，能够实现对低浓度烟雾的有效监测并在发生危险时给与报警的设备。以上是根据燃气报警系统应具备的功能，提出的整体思路。

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