单片机的家庭煤气泄漏监测系统设计(附件)【字数：8129】
摘 要本课题设计的该款家庭煤气泄漏监测控制系统的主控核心选用STC89C51单片机，实现了对空气中泄露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自动排风和报警功能。这款家庭煤气泄漏监测控制系统在实现方案上，以STC89C51单片机作为核心部分，结合了LCD1602液晶显示电路、ADC0832模数转换电路、煤气检测电路、报警电路和风扇驱动电路等部分，经过持续的修改和优化后，将每一个硬件电路模块实现了最为合理的线路连接，使得最后展现出的电路能够稳定工作。最终通过无数次优化和改进，使这种型号的家庭煤气泄漏监测控制系统能够实现对系统参数的显示、模数转换、采集环境中的煤气、发出报警信号和风扇控制等功能，由于软硬件内部大量采用高性价比器件，因此最终呈现出了较高的性能和较低的设计成本。
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 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） ADC0832转换器简介 4
（五） MQ7煤气气体浓度传感器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 5
（七） 风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 显示电路设计 8
（三） 泄漏煤气浓度采集电路设计 8
（四） 报警电路设计 9
（五） 风扇电路设计 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） 液晶显示子程序设计 11
（三） 煤气浓度检测子程序流程设计 13
（四） 报警声输出子程序设计 14
（五） 风扇驱动子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 19
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参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
家庭煤气泄漏监测系统的发展背景
家庭煤气泄漏监测控制系统的发展脉路以电子科学技术作为主导，主要经历了三个重要时期，第一个时期是电子科学技术的萌芽刚刚出现时，此时经过科技革命的推动，电子管技术在国外出现，研究人员此时已经掌握了通过丰富庞大的电子管等简单元件来完成功能模块的搭建，通过庞大的电路结构，实现对家庭煤气泄漏监测系统的操控，如果以今天的眼光来看待当时的系统特征，那么主要以电路结构复杂繁冗、不易维护升级等当作特性，但也可以实现简单的功能输出，实现家庭煤气泄漏监测系统的一些基本功能。本论文将要设计的这款家庭煤气泄漏监测控制系统就是一种内部以STC89C51类型的微型控制器作为主控，通过强大的代码程序作为控制手段，结合高度集成的系统硬件而实现的一种智能型电子系统，通过对文献的详细调查和研究可以得知，家庭煤气泄漏监测系统的发展时间较长，在微处理器控制技术还没有出现之前，它就已经是一种较为经典的系统了，只是之前电子技术是以模拟电子作为主导的。家庭煤气泄漏监测控制系统是一种能够通过主控芯片的灵活控制功能而实现多种功能的电子系统，在经过多年的发展后，当今市场上的所有家庭煤气泄漏监测系统都已经实现了全面数字化，能够实现对数据的快速处理，以此执行各项功能，本课题将要设计的这种类型的家庭煤气泄漏监测控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对丰富研发案例进行分析，综合其中一些优秀的设计要素和普遍存在的缺陷，将其中的核心设计点进行提取并且嵌入到本家庭煤气泄漏监测控制系统中，而对于普遍存在的缺陷，本设计将通过电路优化和软件程序的优化，尽量剔除这些无法规避的设计缺陷，从而使得最终设计出的系统具有较高的性能和竞争优势。
家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状
目前国内对家庭煤气泄漏监测系统的研究内容主要放在了进一步掌握高端级别家庭煤气泄漏监测系统的设计要领，因为目前市面上大多数的高端家庭煤气泄漏监测系统产品须要进口，重要技术被海外少数几个企业掌握，因此价格迟迟降不下来，根据当前的科学发展现状，研发人员不再将过多的精力投入到怎样突破现状，而是正在研究如何通过更高性能的主控芯片来对家庭煤气泄漏监测系统进行操控，使得它的内部的大部分硬件电路模块都能够集成在单片主控芯片中，这样在系统硬件上就可以实现越发微型化、嵌入式化的家庭煤气泄漏监测系统。
本文主要研究内容
本文提出了一款可以完成高清晰度液晶显示、模数转换、采集煤气浓度、产生报警和风扇控制的家庭煤气泄漏监测控制系统，上一部分已经对这款系统的发展历史和当前国内外的发展现状进行了描述，下面将主要对这款系统的实现方案、硬件电路和软件结构进行设计，本论文将选择STC89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602显示器、ADC0832采样芯片、MQ7煤气气体传感器、有源蜂鸣器和JGB38风扇等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的设计内容：
1、实现STC89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
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、能够通过煤气探头驱动电路的设计，实现家庭煤气泄漏监测控制系统对周围空气中煤气气体浓度的快速检测；
4、配置报警信号输出电路，以有源蜂鸣器作为核心元器件，通过MOSFET管的功率放大，使得STC89C51单片机能够实现对报警信号的输出控制；
5、配置风扇硬件控制电路，实现对过高的煤气泄漏浓度进行排风；
方案设计及元器件选择
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，为了可以将这款家庭煤气泄漏监测控制系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，通过了数次对研发资料的分析和总结，本论文拟将根据下图中的框图架构来实现家庭煤气泄漏监测控制系统的设计，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602点阵屏幕、ADC0832采样芯片、MQ7煤气气体浓度传感器、有源蜂鸣器和小型风扇来搭建LCD1602液晶显示电路、ADC0832模数转换电路、MQ7传感器电路、报警电路和风扇驱动电路等电路部分。MQ7实现对煤气气体浓度的检测，并输出直流电压来反映浓度大小；ADC0832模数转换器用于实现对MQ7输出的直流电压进行采集并转换为数字信号传送给51单片机；LCD1602液晶屏用于实现对浓度以及报警阀值的显示；报警器由蜂鸣器组成，用于发出报警信号；按键用于实现报警阀值的设置；风扇模块用于实现当泄露煤气浓度过高时进行自动排风。
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 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭煤气泄漏监测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） ADC0832转换器简介 4
（五） MQ7煤气气体浓度传感器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 5
（七） 风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 显示电路设计 8
（三） 泄漏煤气浓度采集电路设计 8
（四） 报警电路设计 9
（五） 风扇电路设计 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） 液晶显示子程序设计 11
（三） 煤气浓度检测子程序流程设计 13
（四） 报警声输出子程序设计 14
（五） 风扇驱动子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
家庭煤气泄漏监测系统的发展背景
家庭煤气泄漏监测控制系统的发展脉路以电子科学技术作为主导，主要经历了三个重要时期，第一个时期是电子科学技术的萌芽刚刚出现时，此时经过科技革命的推动，电子管技术在国外出现，研究人员此时已经掌握了通过丰富庞大的电子管等简单元件来完成功能模块的搭建，通过庞大的电路结构，实现对家庭煤气泄漏监测系统的操控，如果以今天的眼光来看待当时的系统特征，那么主要以电路结构复杂繁冗、不易维护升级等当作特性，但也可以实现简单的功能输出，实现家庭煤气泄漏监测系统的一些基本功能。本论文将要设计的这款家庭煤气泄漏监测控制系统就是一种内部以STC89C51类型的微型控制器作为主控，通过强大的代码程序作为控制手段，结合高度集成的系统硬件而实现的一种智能型电子系统，通过对文献的详细调查和研究可以得知，家庭煤气泄漏监测系统的发展时间较长，在微处理器控制技术还没有出现之前，它就已经是一种较为经典的系统了，只是之前电子技术是以模拟电子作为主导的。家庭煤气泄漏监测控制系统是一种能够通过主控芯片的灵活控制功能而实现多种功能的电子系统，在经过多年的发展后，当今市场上的所有家庭煤气泄漏监测系统都已经实现了全面数字化，能够实现对数据的快速处理，以此执行各项功能，本课题将要设计的这种类型的家庭煤气泄漏监测控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对丰富研发案例进行分析，综合其中一些优秀的设计要素和普遍存在的缺陷，将其中的核心设计点进行提取并且嵌入到本家庭煤气泄漏监测控制系统中，而对于普遍存在的缺陷，本设计将通过电路优化和软件程序的优化，尽量剔除这些无法规避的设计缺陷，从而使得最终设计出的系统具有较高的性能和竞争优势。
家庭煤气泄漏监测系统的国内外发展现状
目前国内对家庭煤气泄漏监测系统的研究内容主要放在了进一步掌握高端级别家庭煤气泄漏监测系统的设计要领，因为目前市面上大多数的高端家庭煤气泄漏监测系统产品须要进口，重要技术被海外少数几个企业掌握，因此价格迟迟降不下来，根据当前的科学发展现状，研发人员不再将过多的精力投入到怎样突破现状，而是正在研究如何通过更高性能的主控芯片来对家庭煤气泄漏监测系统进行操控，使得它的内部的大部分硬件电路模块都能够集成在单片主控芯片中，这样在系统硬件上就可以实现越发微型化、嵌入式化的家庭煤气泄漏监测系统。
本文主要研究内容
本文提出了一款可以完成高清晰度液晶显示、模数转换、采集煤气浓度、产生报警和风扇控制的家庭煤气泄漏监测控制系统，上一部分已经对这款系统的发展历史和当前国内外的发展现状进行了描述，下面将主要对这款系统的实现方案、硬件电路和软件结构进行设计，本论文将选择STC89C51单片机作为主控核心，结合LCD1602显示器、ADC0832采样芯片、MQ7煤气气体传感器、有源蜂鸣器和JGB38风扇等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的设计内容：
1、实现STC89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
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、能够通过煤气探头驱动电路的设计，实现家庭煤气泄漏监测控制系统对周围空气中煤气气体浓度的快速检测；
4、配置报警信号输出电路，以有源蜂鸣器作为核心元器件，通过MOSFET管的功率放大，使得STC89C51单片机能够实现对报警信号的输出控制；
5、配置风扇硬件控制电路，实现对过高的煤气泄漏浓度进行排风；
方案设计及元器件选择
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，为了可以将这款家庭煤气泄漏监测控制系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，通过了数次对研发资料的分析和总结，本论文拟将根据下图中的框图架构来实现家庭煤气泄漏监测控制系统的设计，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602点阵屏幕、ADC0832采样芯片、MQ7煤气气体浓度传感器、有源蜂鸣器和小型风扇来搭建LCD1602液晶显示电路、ADC0832模数转换电路、MQ7传感器电路、报警电路和风扇驱动电路等电路部分。MQ7实现对煤气气体浓度的检测，并输出直流电压来反映浓度大小；ADC0832模数转换器用于实现对MQ7输出的直流电压进行采集并转换为数字信号传送给51单片机；LCD1602液晶屏用于实现对浓度以及报警阀值的显示；报警器由蜂鸣器组成，用于发出报警信号；按键用于实现报警阀值的设置；风扇模块用于实现当泄露煤气浓度过高时进行自动排风。
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