单片机的有害气体检测器的设计

基于单片机有害气体检测器的设计

摘要：随着社会的发展与进步以及人口的增加，环境问题也越来越严重。例如全球变暖，就是由二氧化碳浓度较高所引起的；煤气中毒，是由一氧化碳浓度升高所引起的；工厂或房屋装修引起的甲醛中毒等，这些都是不易发现的，但却对人或其它事物有着极大的危害。这些问题已经困扰了全世界，因此对有害气体的浓度进行监控是非常有必要的。本论文设计的是有害气体检测器。它突破以往模拟电路的局限性，在灵敏度、成本以及性能上都有明显的提高和改善。本系统是以AT89S51为主控制芯片，通过传感器（TGS202）对外界的感应，ADC0809作为模数转换，附有LED显示、扬声器等。基本功能：检测有害气体种类，并用LED显示，同时报警电路报警（声、光）等。本系统功能齐全、性价比高、参考价值高且非常实用。
关键词：AT89S51，ADC0809(ADC0808)，LED显示管，扬声器。
一、引言-1
（一） 目的和意义-1
（二）本系统主要研究内容1
二、系统模块介绍-1
（一）主控模块1
1. AT89S51单片机主要特性--2
2.AT89S51单片机管脚图2
3. AT89S51单片机的中断系统--3
4. AT89S51单片机的定时/计数器-4
（二）码管模块设计4
1. 数码管原理介绍-4
2. 数码管电路设计 --4
（三）声、光报警电路5
1.光报警电路-5
2.声报警电路-5
（四）空气传感器的选择6
1.TGS202原理图-6
2.MQ-7气体传感器-6
3.MQ-8气体传感器-7
4. MQ-135气体传感器7
（五）ADC 08097
1. ADC 0809引脚图7
2. LM358引脚图-8
（六）硬件设计9
1.整体原理图9
2.电源电路图10
三、软件设计10
（一）软件流程图设计--10
（二）软件仿真图以及调试结--11
（三）结论--12
致谢-13
参考文献-14
附录-15
一、引言
（一）目的和意义
单片机由于它本身的功能的强大，以及功耗低、使用的温度范围大、抗干扰能力强等特点，因此在很多领域有着重要作用，所以对单片机进行研究并对其开发是非常有必要的。
  本文主要对单片机有害气体检测器做了简单的分析，以及对硬件设计、软件设计、电路原理的介绍。本设计所涉及的元器件：单片机（AT89S51）、传感器、转换芯片（ADC0809）、报警电路等。本设计是利用传感器对环境产生敏感，然后把信息传给转换芯片，通过转换把被测模拟量转换成电压的变化，然后把信息传递给单片机。通过软件的设定显示该气体的种类并对其进行监控，一旦超出标准值就发出警报。通过本设计可以对单片机更加了解，对中断、IO接口、数据处理原理的理解也会更加深刻。
（二）本系统主要研究内容
（1）气体识别。不同种类气体显示不同数字。
（2）复位。可以对气体进行多次测量，确保其可靠程度。
（3）不同颜色灯亮表明气体浓度不一样。
如图所示，该系统实现的功能是对有害气体检测，扬声器实现报警，并通过数码管显示气体种类。电源电路为整机供电。
接下来将详细介绍各板块并对其解析。
（一）主控模块
AT89S51系列单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件密度高，存储信息不易丢失，保密性能强，功耗低，结构和AT89C51相似且兼容了AT89C51的功能，甚至某些功能已经超越了AT89C51的功能，在性价比方面也比AT89C51要高的多。AT89S51基本上可以替代 AT89C51了。外部数据、程序存储器可扩展到64千比特。
AT89S51具有如下特点：
1.性能强大。在性能方面超越AT89C51。
2.程序的修改。修改程序时不需把单片机从电路上取下来。这样不仅方便，还避免了在拿取过程中反复插拔使单片机损坏，从而延长单片机的使用寿命。
3.频率高。最高可达33兆赫兹。AT89C51的最高频率只有24赫兹。
4.不需要独立的编程软件。AT89S51本身系统自带了编程工具。这样更节省时间，效率更高。
5.电源的改进。AT89S51与AT89C51相比，还增加了掉电状态下的中断恢复模式和上电复位标志。
6.保密性能更强。三级程序存储器保密锁定。这样有利于保护自己的东西而不会被别人轻易的窃取。
7.编程语言。可以使用多种高级语音进行编程。
8.功耗低。节约成本。
1.AT89S51单片机主要特性
一个8 位的微处理器(CPU)。
32个外部双向输入/输出（I/O）口。
三级程序存储器保密锁定。
低功耗的闲置和掉电模式。
全静态工作模式。
看门狗电路。

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