stc89c52单片机的煤气报警装置的设计
摘 要本文以“基于STC89C52单片机的煤气报警装置的设计”作为研究课题，设计了一款智能控制系统，实现了对空气中煤气浓度的快速检测，并且能够将检测结果显示在液晶屏上供用户查看，与此同时当空气中煤气浓度过高时能够实现报警功能。在硬件系统的设计方面，将整个煤气报警装置系统划分成了STC89C52单片机最小系统电路部分以及显示屏驱动电路、ADC0832驱动电路、煤气浓度检测电路和有源蜂鸣器电路等部分，而在软件部分则通过主程序以及各个子程序的构建，并且将各个程序流程进行优化和提升，使得软件系统和硬件系统的合理搭配，使得本课题设计的这款煤气报警装置系统表现出了优秀的工作效果。经过了多个角度并且反复的测试，这款系统无论在正常环境还是恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
目 录
一、引言 1
（一） 煤气报警装置的发展背景 1
（二） 煤气报警装置的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 2
（一） 煤气报警装置的方案设计 2
（二） STC89C52单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 3
（四） ADC0832转换器简介 4
（五） 煤气传感器简介 4
三、系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） LCD1602液晶屏电路设计 6
（三） MQ7传感器电路设计 6
（四） 蜂鸣器电路设计 7
四、系统软件设计 8
（一） 煤气报警装置的主程序流程设计 8
（二） 液晶显示子程序流程设计 8
（三） 模拟电压采集子程序流程设计 9
（四） 煤气检测子程序流程设计 10
（五） 报警声输出子程序流程设计 11
五、实物测量结果 12
总结 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元件列表 18
附录四 程序 19
一、引言
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煤气报警装置的发展背景
本课题为这款煤气报警装置系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C52单片机芯片，煤气报警装置系统在发展到今天这个阶段，已经实现了数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型。
现如今通过单片机芯片控制实现的煤气报警装置系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先煤气报警装置控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将煤气报警装置系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道煤气报警装置系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，煤气报警装置系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的煤气报警装置系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的煤气报警装置系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当煤气报警装置系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接控制单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。
煤气报警装置的国内外发展现状
通过对市场上大多数的煤气报警装置系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的煤气报警装置系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的煤气报警装置系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对煤气报警装置系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、A/D转换、检测煤气浓度值和发出报警信号等功能的煤气报警装置系统，这款系统是基于STC89C52单片机开发平台而设计实现的，本课题将从这款系统的发展背景和现状作为起始点，总结出这种产品在过去一段时间所表现出的大体优缺点后，提出了本课题的设计目标和所要实现的功能，整个课题分为硬件系统和软件系统两大部分的设计，实现了以下设计目标。
目 录
一、引言 1
（一） 煤气报警装置的发展背景 1
（二） 煤气报警装置的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 2
（一） 煤气报警装置的方案设计 2
（二） STC89C52单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 3
（四） ADC0832转换器简介 4
（五） 煤气传感器简介 4
三、系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） LCD1602液晶屏电路设计 6
（三） MQ7传感器电路设计 6
（四） 蜂鸣器电路设计 7
四、系统软件设计 8
（一） 煤气报警装置的主程序流程设计 8
（二） 液晶显示子程序流程设计 8
（三） 模拟电压采集子程序流程设计 9
（四） 煤气检测子程序流程设计 10
（五） 报警声输出子程序流程设计 11
五、实物测量结果 12
总结 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元件列表 18
附录四 程序 19
一、引言
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煤气报警装置的发展背景
本课题为这款煤气报警装置系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C52单片机芯片，煤气报警装置系统在发展到今天这个阶段，已经实现了数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型。
现如今通过单片机芯片控制实现的煤气报警装置系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先煤气报警装置控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将煤气报警装置系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道煤气报警装置系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，煤气报警装置系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的煤气报警装置系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的煤气报警装置系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当煤气报警装置系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接控制单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。
煤气报警装置的国内外发展现状
通过对市场上大多数的煤气报警装置系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的煤气报警装置系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的煤气报警装置系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对煤气报警装置系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本文将要研究的是一款能够实现高清晰度液晶显示、A/D转换、检测煤气浓度值和发出报警信号等功能的煤气报警装置系统，这款系统是基于STC89C52单片机开发平台而设计实现的，本课题将从这款系统的发展背景和现状作为起始点，总结出这种产品在过去一段时间所表现出的大体优缺点后，提出了本课题的设计目标和所要实现的功能，整个课题分为硬件系统和软件系统两大部分的设计，实现了以下设计目标。
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