【《基于51单片机的基家用可燃气体报警器设计》8200字】

基于51单片机的基家用可燃气体报警器设计摘要现如今随着居民生活水平的总体提升，老式柴火和固体燃料的使用被家用可燃气体所代替，这就导致居民家庭所使用的燃气时常会发生泄漏，居民的安全受到威胁。为了避免家用可燃气体发生泄漏的情况，经参考许多报警器的设计，本文设计了一款报警器，用以监测家用的可燃气体，在超过规定的气体浓度时响起警报，提高安全性。本文设计的报警器主要器件有：传感器、A/D转换器、单片机最小系统、显示器、按键系统和软件系统等。此报警器使用MQ-2传感器对环境中可燃气体的浓度进行检测，采用ADC0809转换器对MQ-2传感器传送来的信号进行模数转换，单片机采用STC89C51为控制核心，最后将最小系统处理过的数据与通过按键系统设置的浓度上限值进行比较并且在LCD显示器上显示出来，若检测浓度超过上限值，声光报警器就进行报警提示工作。关键词：MQ-2传感器；ADC0809；STC89C51；LCD1602目录第1章绪论 1.1课题研究背景及意义 1.2国内外研究现状及发展趋势 1.3本设计的总体结构 第2章总体设计方案 2.1系统功能要求 2.2气体报警器控制系统的技术要求 2.3报警器的检定及维护 2.4系统设计方案 第3章系统硬件设计 3.1气体浓度检测部分 3.1.1MQ-2传感器 3.1.2MQ-2气体传感器的原理 3.1.3A/DADC0809转换器 3.2最小系统部分 3.2.1STC89C51单片机引脚介绍 3.2.2晶振电路和复位电路 3.3按键部分 3.4声光报警部分 3.4.1声音报警电路 3.4.2灯光报警电路 3.5LCD显示部分 第4章系统软件设计 4.1软件部分 4.2系统主程序框图设计 4.3系统子程序框图设计 4.3.1报警模块子程序框图 4.3.2显示模块子程序框图 4.3.3按键模块子程序框图 第5章系统的仿真与调试 5.1仿真 5.2实物调试 结论 参考文献 附录A(电路原理图) 附录B(实物调试图) 图5.2声光报警系统报警仿真图所示：图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s12声光报警系统无报警仿真图图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s13声光报警系统报警仿真图当模拟的被测环境气体浓度值小于25图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s12声光报警系统无报警仿真图图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s13声光报警系统报警仿真图实物调试实物调试的步骤：首先检查所设计的电路原理，看其能不能实现正常工作、达到我们的预期效果（检测环境中可燃气体的浓度值）、实现方法是否足够简单，、安装是否方便，仔细检查单片机上各元件电路的焊接情况。接通电源之前，要用万用表对整个电路的各个部分电路进行测试，测试完毕没有出现短路或者断路后，再进行单片机焊接步骤，最后再接通电源进行调试。调试图见附录B。在调试过程中也会有很多问题，如下所示：由于我在焊接之前没有细心看单片机的引脚，使得在焊接时焊接出现了错误，这就得重新购买单片机再进行焊装置;测试时发现气体浓度值一直是非常高的，这让给我很头疼。但是在后面查找资料和发现问题时才知道气体传感器元件要先前通电在使用。在查阅资料后对C程序进行编写的过程中，渐渐的有了更深入的理解，也对其中的内容有了一些相应的修改。在焊接好所有元器件后，最后发现MQ-2气体传感器没有焊接上去，但是可以直接插上去正常使用，所以就没有再次焊接，而是直接插上去使用的。结论从2020年11月份选题开始，到现在共经过了五个月的论文撰写，终于在金瑶导师和同学亲友的帮助下完成了本次毕业设计。从开始选择题目到本次设计的完成，每一个步骤对于我来说都受益匪浅。整个过程中我遇到过很多困难和很多不懂的新知识，但是在重重困难面前我都不断挑战自己。在这段时间里，我在校园图书馆查阅过很多资料，也在网上搜索本次课题相关的学术论文来作为参考。这五个月对论文的撰写，我充分认识到了单片机与我们生活息息相关，也对51单片机和各种气体传感器有一定的了解，这对我以后的工作起到了很大的帮助。本次设计每一次的改进对于我来说都是学习的收获，从中我也充分看到了家用可燃气体报警器对广大民众居家生活带来的帮助。该报警器有着低成本、低功耗、高性能的特性，对于家庭使用来说很是方便。本次设计的基于51单片机的家用可燃气体报警器，是将所需要的各个元器件在电路板上焊接起来，设计出该报警器。在设计初期的元器件选择中，也是在网络上查阅了很多资料后，最后再确定适合的元器件。总体方案确定好后，再从最核心的系统开始入手设计，在这段过程中也是遇到问题最多的，在导师和自己查阅相关资料的情况下，也是逐步完成了该部分的电路设计，但是也还有很多地方做的不足。按键部分的电路设计比较简单，完成的也很快。声光报警电路和LCD显示电路也是花了很多时间。最后就是软件的设计，主要就是通过在Keil4软件里对C程序进行编写及调试，然后在proteus软件里进行导入到系统里以完成该报警器的仿真。在C程序的设计中也暴露了很多自己的不足，但是通过努力的学习下，自己也慢慢弥补了自己的不足。这次设计让我认识到了自己还有很多地方的不足，还要不断地学习和认识自己，也为我以后的路打下了很深的基础。参考文献刘竹琴,白泽生.一种高精度可燃气体检测报警器设计[J].传感器与微系统,2013,32(07):71-73.王劲松,迟晓珠.特种传感器发展及趋势[J].计测技术,2019,39(04):57-63.屠海令,赵鸿滨,魏峰,张青竹,樊彦艳,杜军.新型传感材料与器件研究进展[J].稀有金属,2019,43(01):1-24.韩维民.基于单片机的井下可燃气体检测系统设计[J].中国高新技术企业,2011(22):24+23.郭占苗.烟雾酒精报警器的设计与制作[J].长沙航空职业技术学院学报,2019,19(02):73-77.李璨.逐位反馈型A\D转换器的应用[J].中国科技信息,2013(06)：112+114.孟羽佳.基于51单片机的简易电子钟设计[J].电子测试,2017(07):24-26+28.李梅.基于单片机的火灾报警系统[J].科技展望,2016,26(16):141.李天然.基于51单片机的PWM调光灯设计与实现[J].信息通信,2019(03):129-131.李秋霞.键盘抖动的检测及消除方法[J].