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论文作者签名 导师签名 日期 日 日期 年 月 日 II 摘要 随着经济的迅猛发展，管道煤气逐渐走入了寻常百姓的家里。但是，家用煤气存在着一定的安全隐患。所以安全使用煤气，成为了保障人民生命安全的重要问题。为了能够实时掌握室内空气中CO的含量,采用半导体传感器MQ-7采集空气中CO, AT89C51单片机作为控制核心,传感器把检测到的CO转换成电信号，通过特定的放大器放大，将信号传到A/D转换器，然后将电压值输入AT89C51，单片机将其与设定的数据进行比较，当空气中CO浓度超过限定值时，单片机根据编写的程序驱动蜂鸣器与灯光，进行报警。并且驱动电磁阀关闭煤气阀门。该系统具有迅速检测CO浓度，硬件可靠性强，还能够扩展。
关键词 煤气报警；
传感器；
单片机 Abstract With the rapid economic development, pipeline gas gradually into ordinary peoples homes. However, the gas leak has become a big security risk. So the safe use of gas, has become an important issue to protect peoples lives and safety. In order to achieve the monitoring CO concentrations using semiconductor MQ-7 sensor to collect data element, To AT89S52 microcontroller-based control center, using sensors to detect CO concentrations and converted into electrical signals, Select the appropriate amplifier circuit, and then after A / D converter, lowering the value of the voltage microcontroller, SCM and then setting it with data for comparison, When the CO concentration exceeding, drive the buzzer and light alarms. The system has quickly detect CO concentrations, strong hardware reliability, but also to extend the advantages Keywords Gas alarm Sensor SCM 毕业设计论文 目 录 摘要I AbstractII 1绪论1 2煤气检测传感器的选择3 3系统模块设计8 4硬件电路设计与分析12 4.1 系统电源的设计12 4.1.1 三端固定的集成稳压器12 4.1.2 电源电路的设计12 4.2 信号采集放大电路的设计12 4.3 A/D转换电路的设计13 4.3.1 ADC0809的介绍13 4.3.2 电路具体设计方法15 4.4 存储器电路的设计16 4.5 显示器电路的设计16 4.5.1显示模块LCD160216 4.5.2 显示电路设计17 4.6 报警器电路的设计17 4.7 键盘电路的设计18 4.7.1 键盘的工作原理18 4.7.2 键盘的识别18 4.7.3 键盘的工作方式19 4.8 串口通信电路的设计21 4.8.1 RS-232标准21 4.8.2 接口信号22 4.9自动控制阀24 5软件设计25 5.1 单片机编程25 5.2 程序框图和主要程序25 6结论27 7致 谢28 参考文献29 附录30 9 1绪论 1.课题背景 家用煤气的主要成分是CO和氢。当人体吸入CO时，血液里的血红蛋白会和一氧化碳结合，就破坏了它的输送氧气的能力，会导致人大脑缺氧窒息甚至失去生命，即使浓度不高的CO，也会使人感到各种不适。要是突然之间吸入了很高浓度的CO，会致人直接失去生命。由于一氧化碳中毒事件经常发生又不易被人发觉，所以需要一种可以实时监测CO浓度的仪器，当CO浓度超过系统的设定值时可以采取报警等一系列的措施来防止人中毒甚至爆炸的发生，在使用煤气时能够很好的护全生命和避免财产损失。
本次设计分析了当今市场上一氧化碳报警器的现状，结合要求，设计了家用煤气报警系统。
2.家用煤气报警的发展 当今市场上的气体传感器大致表现是提高反应速度，减少消耗功率，节约生产成本，使传感器变得更小，电路更加简单，与整体相适应，这是传感器研发的方向。比如日本有家公司研发了可以检测微米级别H2S能耗低的气体传感器，美国公司把微型CPU嵌入了传感器中，使得传感器的功能多样，更加智能[1]。气敏传感器在我国已经被列为了重要扶持项目，已经在国内有了基础 ①占领重要地位的还是结型气敏元件。
②表面掺杂、覆膜还有修隔离层已经运用于工艺方面。
③低功耗气敏元件由初步探索进入了中段测试。
④在我国气敏原件的生产已经远远的超过了刚开始时的400多万支。
大体上来说，我国安全警报方面的产品才算刚开始，不管是成品所含的技术、产品更新换代的完整性、和在国内市场上所占的份额都很低。我国的大部分市场还是被国外产品所占据，国内企业要勇敢迎接挑战。令人值得高兴的是有些国营及民营企业已经经历了好几次的产品更新，为安全警报产品的发展提供了明确的方向，随着企业在这方面投入更多的资金参与新产品的开发，使他们在国内消费市场占据了一席之地，同时也开始进军国外市场。
3.课题研究的目的及意义 设计出更加可靠，实用的家用煤气报警系统给人们带来方便。
现在来看，大部分的煤气检测仪主要是用在工厂、矿区或者人口密集的地方，成本较高，不适合普通家庭。所以，本次设计面对的是广大居民。
4.系统设计内容 本次设计运用单片机来对家用煤气泄漏报警。设计部分主要有两个系统硬件和编写软件程序。关键要解决的就是这两个难题。
（1）硬件任务 系统的硬件部分主要有气体检测和显现模块、单片机控制和警报模块。浓度的检测是由MQ-7气体传感器来完成的，也是整个报警系统中重要的步骤；
显示是由LCD1602完成。单片机是主要的控制模块，由编写的程序控制。报警模块有键盘和蜂鸣器等组成，键盘是用来设置报警浓度值，蜂鸣器是在浓度超标时发出警报的。
（2）软件任务 程序主要编写主程序和发生泄漏时的中断I/O端口，计时器的开始直及中断信号发送由主程序来完成，接着通过拖延时间功能使检测端能进入工作状态，等候中断信号；
中断程序随着需要来写。
2煤气检测传感器的选择 气体传感器的定义是将测试得的气体信息转化成特定电量输出的器[2]。它是由气到电的转化器，把被测量的含量转化成电压或着是电流信号，由选好的A/D电路进行转换，然后把数据转换后送到单片机中，最后由单片机来完成数据的处理。气体传感器是整个系统中很重要的一部分，所以气体传感器选择是首要工作。
一、气体传感器需要的基础要求 5软件设计 5.1 单片机编程 单片机的编程可以用汇编语言跟C语言。经过自己翻阅资料学习和请教老师跟同学，单片机程序的编写选用的C语言。
5.2 程序框图 根据设计整个系统的想法，程序流程图如图5-1所示 图5-1 程序流程图 6结论 本次设计利用了MQ-7气体传感器来检测空气中的一氧化碳，经过模数转换将信号传递给单片机，单片机会根据设置的报警浓度采取措施。当浓度超过报警值时，单片机会发出指令进行声光报警，还会通过电磁阀将阀门关闭，切断煤气。这个系统简单方便而且成本低。但是由于端口限制，没有进行更多的扩展。要是进行扩展，还可以通过GSM模块进行通讯报警。
7致 谢 参考文献 [1]何希才，薛永毅编著. 传感器及其应用实例[M]. 北京机械工业出版社，2004. [2]沙占友．集成化智能传感器原理与应用[M]．北京电子工业出版社．2004．1198222． [3]陈岭丽， 冯志华主编. 检测技术和系统[M]. 北京清华大学出版社，2005. [4]丁向荣 编著,姚永平主审．增强型8051单片机原理与系统开发C51版[M].北京清华大学出版社,2013. [5]彭伟编著.单片机C 语言程序设计实训100 例基于8051Proteus 仿真第2 版[M]北京电子工业出版社,2012. [6]赵宝军，吴冬艳等．一氧化碳报警器的研究[J]．中华临床与卫生200．04．122122． [7]甘露，陈三宝,薛志华.基于AT89C51的湿度检测系统设计与研究. [8]蒋廷彪，刘电霆，高富强等.单片机原理及应用（MCSC51）[M]．重庆大学出版社．2003．08 [9]刘文霞,张威虎,李娜等.基于SPCE061A 的天然气智能报警系统设计[J].现代电子技术,2009.616-164. [10]祁伟，杨亭编著.单片机C51程序设计教程与实验[M]．北京北京航天航空大学出版社，2006． [11]陈正义编著. 单片机控制实习[M]. 北京人民邮电出版社，2006. [12]何希才，薛永毅编著. 传感器及其应用实例[M]. 北京机械工业出版社，2004. [13]R．Akaya ， A．A．Kulaksiz．A microcontroller-based stand-alone photovoltaic power system for residential appliances[J]． Applied Energy 78 2004 419–431． [14]JianWei Gong． “Temperature feedback control for improving the stability of a semiconductor-