基于单片机的有害气体检测及报警系统讲解.docx

摘要 随着电子科学技术的发展， 电子技术成为安全方面的有力手段， 许许多多安全方面的电 子产品，是人们的生活的得力助手。本设计利用单片机技术结合 A/D 转换芯片构建了一个 可燃气体检测报警器。 当环境中可燃或有毒气体泄露时， 当气体报警器检测到可燃气体浓度 达到报警器设置的临界点时， 可燃气体报警器就会发出报警信号， 以提醒工作人员采取安全 措施。本文首先简要介绍了设计可燃气体检测报警器的主要方式以及单片机系统的优势； 然 后详细介绍了可燃气体检测报警器的设计流程， 以及硬件系统和软件系统的设计， 并给出了 硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。 本次设计采用 MQ-2气体传感器作为可燃气体的信号采集工具，采集到的模拟电压量经 过 ADC0804转换为数字信号。 单片机采集到 ADC0804的数字信号后经过计算， 如果可燃气体 浓度达到报警器设置的临界点时单片机将驱动 LED 和蜂鸣器发出报警信号。在无可燃气体 的情况下，发生未知的危险，报警器可以人为的控制按键发出报警信号提醒人们。按下 S1 时蜂鸣器报警， LED闪烁； S2 用来取消报警。 关键词 MQ-2传感器； STC89C52 单片机； ADC0804 芯片；数码管显示；按键 第一章 功能要求及方案论证 1.1 选择器件 按系统功能实现要求，决定控制系统采用市场上很普遍的  51 单片机，  A/D  转换采用 ADC0804 ，其转换速度完全可以达到本次设计的要求，显示部分由  LED  数码管进行显示， 价格便宜，显示醒目。 1.2 系统原理及基本框图 根据毕业设计的要求本次设计采用 STC89C52 单片机机芯片配合 ADC0804 模/数转换芯 片构成一个简易的可燃气体检测报警系统，显示部分由数码管进行显示可燃气体的浓度级 别。该电路通过 MQ-2 传感器检测可燃气体并发出 0-5V 的电压信号并输入到 ADC0804 芯 片采样模拟量电压，经过模 /数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道 DB0 ～DB7 传送 给 STC89C52 单片机的 P1 口。 STC89C52 单片机负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的 7 段数码管的显示，显示可燃气体浓度级别。 本系统有单片机最小系统及电源、数码显示、按键、可燃气体检测、报警电路组成。基本原理如图 1-1 所示： 上电复位 STC89C52 ADC0809 P1 报警电路 P3 P2 LED 显示器 电源电路 P0 图 1-1 系统基本方框图 第二章 主要元件介绍 2.1 STC89C52 单片机 2.1.1 概述 STC89C52  单片机是  STC 公司生产的八位单片机。 在这一块芯片上集成了一台微型计算机的各个主要部分。其中主要有 可编程 I/O 口，定时 /计数器，串行口等，各部分通过内部总线连接。  CPU ，存储器， STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器 （ FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 COMOS8 的微处理器。该器件采用 ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼 容。 2.1.2 引脚介绍和最小系统 STC89C52 芯片为 40 引脚双列直插式封装，其引脚排列如图 2-1-1 所示。在 40 条引脚 中，有 2 条用于电源的引脚， 2 条外接晶体的引脚， 4 条控制引脚，其它为 I/O 引脚。 图 2-1-1 AT89S51 的引脚图 1、 电源引脚 Vss 和 Vcc Vss（ 20）：接地； Vcc （ 40）：正常操作时接 +5V 电源。 2、 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 当外接晶体振荡器时， XTAL1 和 XTAL2 分别接在外接晶体两端。 当采用外部时钟方式时， XTAL1 接地， XTAL2 接外来振荡信号。 3、 控制引脚 RST/VPD 、ALE/PROG 、PSEN、 EA/Vpp RST/VPD: 当晶体振荡器正常运行时，在此引脚上出现二个机器周期以上的高电平使单 片机复位。 掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部  的数据。当  下降到低于规 定的电压，而  VPD  在规定的电压范围内，  VPD  接向内部  RAM  提供备用电源。 ALE/PROG(30): 当访问外部存储器时，由 P2 口送出地址的高 8 位， P0 口送出地址的低 8 位，数据也是通过 P0 口传送。 作为 P0 口某时送出的信息到底是低 8 位地址还是传送的数 据，需要有一信号同步的进行