单片机的可燃气体报警器设计
单片机的可燃气体报警器设计[20200131185248]
【摘要】
现在，可燃气体是使用越来越多，也就大幅增加了各种存气地方的数目，同时也导致了气体泄漏事故的增加。所以，为了我们生活安全，需要设计一个检测可燃性气体报警器会自动向人们发出警告和同时报警器自己打开排风扇的装置是非常重要的。
利用单片机技术的同时再加上A/D转换芯片技术的可燃性气体报警器是本设计利用的技术。当报警器检测到环境中存在的可燃性气体超过了规定的安全值就发出声音灯光报警让人员采取措施降低发生事故的概率，同时系统会自动打开排风扇防止爆炸。
本设计是利用MQ2可燃气体传感器，可以检测所在环境的可燃气体的浓度值，并把检测到的浓度值传到STC89C52单片机中。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机；可燃气体；MQ-2
引言 3
一、总体设计方案 4
二、主要选用芯片介绍 5
（一）、单片机STC89C52 5
（二）ADC0809芯片介绍 7
（三）、MQ-2传感器介绍 7
三、系统各模块电路设计 8
（一）、气体浓度采集电路 8
（二）、数字显示部分 8
（三）、报警电路 9
（二）、声音报警 10
（四）、电源电路 10
三、可燃气体报警器软件部分 11
（一）、主程序流程图 11
（二）、中断子程序 12
系统调试 13
结束语 13
致谢 14
参考文献 14
附录 15
附录一：电路原理图 15
附录二：PCB电路板 16
引言
现在这个时代随着石化工业的迅速发展，各种危险的可燃性气体的种类都在快速的有增加。我们生活中使用较多的可燃性气体有液化石油气、天然气、煤气。这些气体主要是由烷、烃组成的。在运输储存或使用时，比较容易发生泄漏。当空气中的可燃气体的浓度达到爆炸极限时就发生爆炸，给人民财产造成损失。
现在可燃气体传感器研究发展非常迅速，促进研究的原因有2个：一方面是因为我们自己越来越高的环境要求; 另一方面是法律法规对安全的要求越来越严格。可燃气体报警器可分为两大类：一种是百姓使用的大众型报警器，另一种是工厂使用的用的专业型报警器。
(1) 百姓使用的大众型报警器
可燃气体比较容易泄露的地方比较适合安装此类报警装置，遇燃气泄漏时，为了保证安全，报警器发出报警，同时LED屏数字显示现场的可燃气体浓度值，同时自动打开外部设备比如说打开排风扇或者自动通知主人等。
(2) 工业用可燃性气体报警器
工厂使用的用的专业型报警装置只是传感器探头与百姓使用的大众型报警装置有差异，而在原理和应用都和民用的都很相近，没什么区别。。
一、总体设计方案
本系统放置传感器需要放在可燃气体易泄露的地方，让ADC0809进行数模展转换，是为了把检测到的模拟信号转换成数字信号传给单片机，再通过单片机输出一个数字信号让共阳极LED管显示，当可燃气体的浓度值超过预设在单片机可燃气体浓度的上限值时，就会发出灯光报警的同时打开排风扇，降低可燃气体的浓度。气体浓度采集电路、浓度比较、数字显示、报警电路、电源电路组成了本设计的硬件系统。系统框图如图1.
1、气体浓度采集电路
由MQ-2气体传感器和ADC0809组成，气体浓度由MQ-2传感器探测，得到的浓度信号再由ADC0809转换，变成可以使单片机接收的数字信号。
2、浓度比较
由STC89C52单片机比较，MQ-2传感器得到的气体浓度信号与预设的气体浓度上限值进行比较，如果超过了上限值，则改变输出的信号，同时蜂鸣器发出报警声。如果气体浓度值没有超出上限值，则报警器不发出报警正常工作。
3、数字显示
由3个三极管驱动3个数码管组成。单片机得到的浓度值信号通过数码管显示出来，便于观察。
4、报警电路
蜂鸣器和发光二极管组成报警电路。由气体传感器检测到的气体浓度模拟信号通过ADC0809数模转换成数字信号给单片机，此时单片机通过数模转换得到的数字气体浓度信号与在单片机内的气体浓度上限值进行比较，如果单片机得到的信号超出了预设上限值，则发出警告声音和灯光报警的报警的信号从单片机发出。
5、电源电路
为报警器提供稳定的5V直流电源，保证报警器可以正常的工作。
二、主要选用芯片介绍
（一）、单片机STC89C52
如图2所示STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash?存储器
STC89C52单片机有以下几个特点：
l 8K字节程序存储空间；
l 512字节数据存储空间；
l 内带4K字节EEPROM存储空间;
l 可直接使用串口下载；
l AT89S52单片机:
l 8K字节程序存储空间；
l 256字节数据存储空间；
l 没有内带EEPROM存储空间;
1、引脚介绍
l VCC：供电电压。
l GND：接地。
l P0端口（P0.0～P0.7）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。此时，P0口内部上拉电阻有效。
l P1端口（P1.0～P1.7）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
l P2端口（P2.0～P2.7）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
（二）ADC0809芯片介绍
如图3所示ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
ADC0809各脚功能如下：
l D7-D0：8位数字量输出引脚。
l IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。
l VCC：+5V工作电压。
l GND：接地。
l REF（+）：参考电压正端。
l REF（-）：参考电压负端。
l START：A/D转换启动信号输入端。
l ALE：地址锁存允许信号输入端。
l CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
（三）、MQ-2传感器介绍
二氧化锡(SnO2)是MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料。当传感器的周围存在可燃气体时，气体浓度越大传感器导电率越高。 烷烃类气体的检测用MQ-2传感器是比较适合的，同时它也可以检测天然气和其他可燃气体。
MQ-2气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于搜集信号，２个用于提供加热电流，减小误差。基本电路如图5所示。
三、系统各模块电路设计
（一）、气体浓度采集电路
在本设计中，作为信号采集器件是MQ-2传感器，采集到的信号送到ADC0809的模拟输入端转换。具体电路连接如图5所示：
图5 气体浓度采集电路
（二）、报警器采用3个数码管用来显示现场的气体浓度值（如图6所示），数码管分为2种：共阳极和共阴极，共阳极数码管是本设计选用的数码管。每一位数码管的小的发光二极管用来接收单片机的P0口产生的浓度信号，进行数字显示。
图6 浓度显示电路
（三）、报警电路
为了安全，本设计不仅有可以提醒人们注意的声音报警，还有更醒目的灯光报警，为了保险起见，发出报警声音和灯光的同时还打开排风扇。
1、灯光报警
灯光报警电路如图7所示，由黄色的灯组成。检测的时候，当危险气体的的浓度小于单片机内的数值上限时，单片机不输出报警信号，也就是报警电路不工作；当可燃气体的浓度高于预设的上限值时，此时的单片机引脚输出低电平，此时发出灯光报警，提醒有关人员，注意安全。
【摘要】
现在，可燃气体是使用越来越多，也就大幅增加了各种存气地方的数目，同时也导致了气体泄漏事故的增加。所以，为了我们生活安全，需要设计一个检测可燃性气体报警器会自动向人们发出警告和同时报警器自己打开排风扇的装置是非常重要的。
利用单片机技术的同时再加上A/D转换芯片技术的可燃性气体报警器是本设计利用的技术。当报警器检测到环境中存在的可燃性气体超过了规定的安全值就发出声音灯光报警让人员采取措施降低发生事故的概率，同时系统会自动打开排风扇防止爆炸。
本设计是利用MQ2可燃气体传感器，可以检测所在环境的可燃气体的浓度值，并把检测到的浓度值传到STC89C52单片机中。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机；可燃气体；MQ-2
引言 3
一、总体设计方案 4
二、主要选用芯片介绍 5
（一）、单片机STC89C52 5
（二）ADC0809芯片介绍 7
（三）、MQ-2传感器介绍 7
三、系统各模块电路设计 8
（一）、气体浓度采集电路 8
（二）、数字显示部分 8
（三）、报警电路 9
（二）、声音报警 10
（四）、电源电路 10
三、可燃气体报警器软件部分 11
（一）、主程序流程图 11
（二）、中断子程序 12
系统调试 13
结束语 13
致谢 14
参考文献 14
附录 15
附录一：电路原理图 15
附录二：PCB电路板 16
引言
现在这个时代随着石化工业的迅速发展，各种危险的可燃性气体的种类都在快速的有增加。我们生活中使用较多的可燃性气体有液化石油气、天然气、煤气。这些气体主要是由烷、烃组成的。在运输储存或使用时，比较容易发生泄漏。当空气中的可燃气体的浓度达到爆炸极限时就发生爆炸，给人民财产造成损失。
现在可燃气体传感器研究发展非常迅速，促进研究的原因有2个：一方面是因为我们自己越来越高的环境要求; 另一方面是法律法规对安全的要求越来越严格。可燃气体报警器可分为两大类：一种是百姓使用的大众型报警器，另一种是工厂使用的用的专业型报警器。
(1) 百姓使用的大众型报警器
可燃气体比较容易泄露的地方比较适合安装此类报警装置，遇燃气泄漏时，为了保证安全，报警器发出报警，同时LED屏数字显示现场的可燃气体浓度值，同时自动打开外部设备比如说打开排风扇或者自动通知主人等。
(2) 工业用可燃性气体报警器
工厂使用的用的专业型报警装置只是传感器探头与百姓使用的大众型报警装置有差异，而在原理和应用都和民用的都很相近，没什么区别。。
一、总体设计方案
本系统放置传感器需要放在可燃气体易泄露的地方，让ADC0809进行数模展转换，是为了把检测到的模拟信号转换成数字信号传给单片机，再通过单片机输出一个数字信号让共阳极LED管显示，当可燃气体的浓度值超过预设在单片机可燃气体浓度的上限值时，就会发出灯光报警的同时打开排风扇，降低可燃气体的浓度。气体浓度采集电路、浓度比较、数字显示、报警电路、电源电路组成了本设计的硬件系统。系统框图如图1.
1、气体浓度采集电路
由MQ-2气体传感器和ADC0809组成，气体浓度由MQ-2传感器探测，得到的浓度信号再由ADC0809转换，变成可以使单片机接收的数字信号。
2、浓度比较
由STC89C52单片机比较，MQ-2传感器得到的气体浓度信号与预设的气体浓度上限值进行比较，如果超过了上限值，则改变输出的信号，同时蜂鸣器发出报警声。如果气体浓度值没有超出上限值，则报警器不发出报警正常工作。
3、数字显示
由3个三极管驱动3个数码管组成。单片机得到的浓度值信号通过数码管显示出来，便于观察。
4、报警电路
蜂鸣器和发光二极管组成报警电路。由气体传感器检测到的气体浓度模拟信号通过ADC0809数模转换成数字信号给单片机，此时单片机通过数模转换得到的数字气体浓度信号与在单片机内的气体浓度上限值进行比较，如果单片机得到的信号超出了预设上限值，则发出警告声音和灯光报警的报警的信号从单片机发出。
5、电源电路
为报警器提供稳定的5V直流电源，保证报警器可以正常的工作。
二、主要选用芯片介绍
（一）、单片机STC89C52
如图2所示STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash?存储器
STC89C52单片机有以下几个特点：
l 8K字节程序存储空间
l 512字节数据存储空间；
l 内带4K字节EEPROM存储空间;
l 可直接使用串口下载；
l AT89S52单片机:
l 8K字节程序存储空间；
l 256字节数据存储空间；
l 没有内带EEPROM存储空间;
1、引脚介绍
l VCC：供电电压。
l GND：接地。
l P0端口（P0.0～P0.7）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。此时，P0口内部上拉电阻有效。
l P1端口（P1.0～P1.7）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
l P2端口（P2.0～P2.7）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
（二）ADC0809芯片介绍
如图3所示ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
ADC0809各脚功能如下：
l D7-D0：8位数字量输出引脚。
l IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。
l VCC：+5V工作电压。
l GND：接地。
l REF（+）：参考电压正端。
l REF（-）：参考电压负端。
l START：A/D转换启动信号输入端。
l ALE：地址锁存允许信号输入端。
l CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
（三）、MQ-2传感器介绍
二氧化锡(SnO2)是MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料。当传感器的周围存在可燃气体时，气体浓度越大传感器导电率越高。 烷烃类气体的检测用MQ-2传感器是比较适合的，同时它也可以检测天然气和其他可燃气体。
MQ-2气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于搜集信号，２个用于提供加热电流，减小误差。基本电路如图5所示。
三、系统各模块电路设计
（一）、气体浓度采集电路
在本设计中，作为信号采集器件是MQ-2传感器，采集到的信号送到ADC0809的模拟输入端转换。具体电路连接如图5所示：
图5 气体浓度采集电路
（二）、报警器采用3个数码管用来显示现场的气体浓度值（如图6所示），数码管分为2种：共阳极和共阴极，共阳极数码管是本设计选用的数码管。每一位数码管的小的发光二极管用来接收单片机的P0口产生的浓度信号，进行数字显示。
图6 浓度显示电路
（三）、报警电路
为了安全，本设计不仅有可以提醒人们注意的声音报警，还有更醒目的灯光报警，为了保险起见，发出报警声音和灯光的同时还打开排风扇。
1、灯光报警
灯光报警电路如图7所示，由黄色的灯组成。检测的时候，当危险气体的的浓度小于单片机内的数值上限时，单片机不输出报警信号，也就是报警电路不工作；当可燃气体的浓度高于预设的上限值时，此时的单片机引脚输出低电平，此时发出灯光报警，提醒有关人员，注意安全。
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