家庭煤气泄漏智能监测系统设计与实现(附件)【字数：8079】
摘 要本论文设计了一种家庭煤气泄漏监测控制系统，实现了对家庭环境中的煤气泄露浓度的实施快速检测，能够将检测到的数据通过清晰的结果进行显示，反馈给使用者。将STC89C51单片机作为控制核心，通过这种类型的具备八位数据处理性能的微处理器来对外部的参数显示电路、ADC0832转换器电路、MQ-7煤气浓度检测电路、报警信号生成电路和AT24C02芯片电路设计进行驱动控制，通过各个功能电路的稳定工作，将各项功能指标进行执行。基于KEIL软件作为开发平台的，选用C程序语言设计各项功能对应的子程序模块，经过主程序对各个子程序的灵活调用，执行各项功能。对这种类型的家庭煤气泄漏监测控制系统进行了多个角度的工作测试，结果表明这种型号的家庭煤气泄漏监测控制系统可以完美执行各项指标功能，符合预期要求，推向市场后，有益于降低控制系统平均成本。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的发展背景 1
（二） 家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 家庭煤气泄漏监测系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 家庭煤气泄漏监测系统主控电路设计 4
（二） 报警阀值存储电路设计 5
（三） 系统的液晶显示电路设计 6
（四） 煤气泄露浓度检测电路设计 7
（五） 泄露浓度超标报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的主程序流程设计 11
（二） 液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 煤气泄露浓度检测子程序流程设计 12
（四） 有源蜂鸣器子程序设计 13
（五） 报警阀值存储子程序流程设计 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
家庭煤气泄漏监测系统的发展背景
在家庭煤气泄漏监测控制系统的发展历史中主要出现过三种不同类型 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的实现方案，这大致体现在其内部的核心控制器方案上，分为控制器芯片、可编程控制器以及数字芯片等，每种方案实现的性能不尽相同，使用环境也有不一样的着重点，而选用处理器芯片来担任家庭煤气泄漏监测系统里面主控核心的方案是最为基本的一种，这是因为单片机内部集成度非常高，早已将大多数所需要的功能模块进行了集成，使用者只需一片芯片就可以实现高端的驱动功能，更为重要的是将控制器应用在家庭煤气泄漏监测控制系统中实现方案最为简单，实现的性能非常高，并且价格也是处于中低端级别，这些特点是家庭煤气泄漏监测系统研发公司所喜欢的。本次毕业设计以“家庭煤气泄漏智能监测系统设计与实现”当作了研究课题，在对这种系统进行了大量的资料查阅之后，可以将家庭煤气泄漏监测系统的历史进行总结，根据相关文献调阅可以知道最早被推向市面的一种家庭煤气泄漏监测系统要追溯到电子技术刚刚兴起时，曾经控制器主要以复杂的继电器控制组为主，在实现对家庭煤气泄漏监测控制系统内部芯片的操控时，工程师一般采用该笨拙的控制处理器来完成非常简单的逻辑控制，其突出特点是外型庞大，在完成逻辑功能控制时需要依靠大量的基础器件进行复杂的电路连接才可以实现，这也是数字型家庭煤气泄漏监测系统的初态。最近几年取得飞速发展的以太网、蓝牙和Zigbee等新式通信技术也差不多促进了家庭煤气泄漏监测系统的发展，虽然在当前的家庭煤气泄漏监测系统内部硬件框架中，这一些具备高性能的数据通信功能的接口与家庭煤气泄漏监测系统联系不大，然而这是未来技术的发展趋向，而且这些全新技术也在不断加深与各种控制系统的联系，通过持续的改进和融合，目标更为强大的家庭煤气泄漏监测系统也将被推向市面。随着当今科学技术的飞速发展，越来越多的使用者对家庭煤气泄漏监测系统的性能提出了更高的使用需求，家庭煤气泄漏监测系统的更新换代迫在眉睫，而如今三十二位微处理器以及多核并行运行的理念正在不断深入人心，设计出更高性能的家庭煤气泄漏监测系统是当前的首要任务。
家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状
当前国内外已有很多家研发单位能够研发出具备高性能的家庭煤气泄漏监测系统，而且也已经将其进行了批量生产，而配置设计高端级别家庭煤气泄漏监测系统的核心技术只掌握在少数企业手中，并且一些研发机构为了尽快掌握这些核心技术，不得不投入更多的精力拉进行技术攻坚，目前国际上都投入了大量的精力来对新型家庭煤气泄漏监测系统进行研发，大多数厂家开始全面使用以ARM处理器担任内部核心的微处理器来担任家庭煤气泄漏监测系统的主控核心，由于这极大的保证了家庭煤气泄漏监测系统最终呈现给用户的高级体验，对于大量数据的计算能力是确保家庭煤气泄漏监测系统工作指标的要点，从而过去的八位或者十六位微处理器在一定程度上逐渐失去市场份额，家庭煤气泄漏监测系统的发展在朝着高速化、高智能化和嵌入式化方向发展。
本文主要研究内容
经过上文对这款家庭煤气泄漏监测控制系统的发展历程以及现状的简要的介绍，下面将开始进行设计工作，通过对大量的开发资料进行查阅，能够看出当今市场上家庭煤气泄漏监测控制系统的类似产品种类很多，本论文结合了大量优秀的设计方案，制订了本课题的设计内容：
1、能够实现STC89C51单片机与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、设计ADC0832模数转换器控制电路，在STC89C51单片机的控制下，实现对外部模拟电压信号的采集和转换；
3、能够通过配置高性能的传感器探头将空气中煤气的浓度值快速转换为电压信号，并通过后续AD模块进行采集；
4、配置有源蜂鸣器驱动电路，使得STC89C51单片机能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
5、能够实现对家庭煤气泄漏监测控制系统重要数据的存储和读取，采用AT24C02型EEPROM芯片作为存储部分，通过STC89C51单片机的IIC接口进行驱动控制；
家庭煤气泄漏监测系统的方案设计
结合各项初期功能指标需求来看，为了能够将这款家庭煤气泄漏监测控制系统的性能能够实现到最大程度，这里需要设计一个最佳的实现方案，经过了反复的资料查阅和推敲，本论文将按照下图中的框图架构来实现家庭煤气泄漏监测控制系统的配置，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602显示器、ADC0832采样芯片、MQ7煤气传感器、有源蜂鸣器和AT24C02存储芯片来配置参数显示电路、ADC0832模数转换电路、煤气浓度检测电路、报警电路和AT24C02型EEPROM电路设计等电路部分。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的发展背景 1
（二） 家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 家庭煤气泄漏监测系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 家庭煤气泄漏监测系统主控电路设计 4
（二） 报警阀值存储电路设计 5
（三） 系统的液晶显示电路设计 6
（四） 煤气泄露浓度检测电路设计 7
（五） 泄露浓度超标报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的主程序流程设计 11
（二） 液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 煤气泄露浓度检测子程序流程设计 12
（四） 有源蜂鸣器子程序设计 13
（五） 报警阀值存储子程序流程设计 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
家庭煤气泄漏监测系统的发展背景
在家庭煤气泄漏监测控制系统的发展历史中主要出现过三种不同类型 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的实现方案，这大致体现在其内部的核心控制器方案上，分为控制器芯片、可编程控制器以及数字芯片等，每种方案实现的性能不尽相同，使用环境也有不一样的着重点，而选用处理器芯片来担任家庭煤气泄漏监测系统里面主控核心的方案是最为基本的一种，这是因为单片机内部集成度非常高，早已将大多数所需要的功能模块进行了集成，使用者只需一片芯片就可以实现高端的驱动功能，更为重要的是将控制器应用在家庭煤气泄漏监测控制系统中实现方案最为简单，实现的性能非常高，并且价格也是处于中低端级别，这些特点是家庭煤气泄漏监测系统研发公司所喜欢的。本次毕业设计以“家庭煤气泄漏智能监测系统设计与实现”当作了研究课题，在对这种系统进行了大量的资料查阅之后，可以将家庭煤气泄漏监测系统的历史进行总结，根据相关文献调阅可以知道最早被推向市面的一种家庭煤气泄漏监测系统要追溯到电子技术刚刚兴起时，曾经控制器主要以复杂的继电器控制组为主，在实现对家庭煤气泄漏监测控制系统内部芯片的操控时，工程师一般采用该笨拙的控制处理器来完成非常简单的逻辑控制，其突出特点是外型庞大，在完成逻辑功能控制时需要依靠大量的基础器件进行复杂的电路连接才可以实现，这也是数字型家庭煤气泄漏监测系统的初态。最近几年取得飞速发展的以太网、蓝牙和Zigbee等新式通信技术也差不多促进了家庭煤气泄漏监测系统的发展，虽然在当前的家庭煤气泄漏监测系统内部硬件框架中，这一些具备高性能的数据通信功能的接口与家庭煤气泄漏监测系统联系不大，然而这是未来技术的发展趋向，而且这些全新技术也在不断加深与各种控制系统的联系，通过持续的改进和融合，目标更为强大的家庭煤气泄漏监测系统也将被推向市面。随着当今科学技术的飞速发展，越来越多的使用者对家庭煤气泄漏监测系统的性能提出了更高的使用需求，家庭煤气泄漏监测系统的更新换代迫在眉睫，而如今三十二位微处理器以及多核并行运行的理念正在不断深入人心，设计出更高性能的家庭煤气泄漏监测系统是当前的首要任务。
家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状
当前国内外已有很多家研发单位能够研发出具备高性能的家庭煤气泄漏监测系统，而且也已经将其进行了批量生产，而配置设计高端级别家庭煤气泄漏监测系统的核心技术只掌握在少数企业手中，并且一些研发机构为了尽快掌握这些核心技术，不得不投入更多的精力拉进行技术攻坚，目前国际上都投入了大量的精力来对新型家庭煤气泄漏监测系统进行研发，大多数厂家开始全面使用以ARM处理器担任内部核心的微处理器来担任家庭煤气泄漏监测系统的主控核心，由于这极大的保证了家庭煤气泄漏监测系统最终呈现给用户的高级体验，对于大量数据的计算能力是确保家庭煤气泄漏监测系统工作指标的要点，从而过去的八位或者十六位微处理器在一定程度上逐渐失去市场份额，家庭煤气泄漏监测系统的发展在朝着高速化、高智能化和嵌入式化方向发展。
本文主要研究内容
经过上文对这款家庭煤气泄漏监测控制系统的发展历程以及现状的简要的介绍，下面将开始进行设计工作，通过对大量的开发资料进行查阅，能够看出当今市场上家庭煤气泄漏监测控制系统的类似产品种类很多，本论文结合了大量优秀的设计方案，制订了本课题的设计内容：
1、能够实现STC89C51单片机与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、设计ADC0832模数转换器控制电路，在STC89C51单片机的控制下，实现对外部模拟电压信号的采集和转换；
3、能够通过配置高性能的传感器探头将空气中煤气的浓度值快速转换为电压信号，并通过后续AD模块进行采集；
4、配置有源蜂鸣器驱动电路，使得STC89C51单片机能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
5、能够实现对家庭煤气泄漏监测控制系统重要数据的存储和读取，采用AT24C02型EEPROM芯片作为存储部分，通过STC89C51单片机的IIC接口进行驱动控制；
家庭煤气泄漏监测系统的方案设计
结合各项初期功能指标需求来看，为了能够将这款家庭煤气泄漏监测控制系统的性能能够实现到最大程度，这里需要设计一个最佳的实现方案，经过了反复的资料查阅和推敲，本论文将按照下图中的框图架构来实现家庭煤气泄漏监测控制系统的配置，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602显示器、ADC0832采样芯片、MQ7煤气传感器、有源蜂鸣器和AT24C02存储芯片来配置参数显示电路、ADC0832模数转换电路、煤气浓度检测电路、报警电路和AT24C02型EEPROM电路设计等电路部分。
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