基于51单片机的一氧化碳(CO)报警器设计【最终稿】.pdf

第一章概述1.1设计背景一氧化碳（CO）为无色、无味、无刺激性气体，比重

0.967，几乎不溶于水，不易被活性炭吸附。当碳物质燃烧不完全时，可产生

CO，如人体短时间内吸收较高浓度的C0，或浓度虽低，但吸时间较长，均可造

成急性中毒。CO与血红蛋白结合能力超过氧和血红蛋白的结合能力的200-300

倍，当CO与血红蛋白结合形成的碳氧血红蛋白含量达到5时，就会对人体产生

慢性损害，达到60时就会昏迷，达到90就会死亡。唐山中润煤化工有限公司甲

醇分厂，是利用炼焦过程产生的焦炉气，经过净化、脱硫等工段后，纯净的焦炉气

传输到甲醇分厂再各个工段用来生产甲醇。净化后焦炉气主要含量是CO在生产

现场及周围不可避免的有煤气存在，当CO超出安全范围时，常人很难发现，为

了保证人员财产安全和正常生产不受影响，检测其含量十分重要。所以基于单片机

设计制作一氧化碳报警器，保障人们的生命财产安全。1.2一氧化碳报警器概述

首先我们应该对国家标准规定的燃气报警器的种类有所了解。燃气报警器可分为可

燃））气体泄漏仪（简称“检漏仪”，可燃气体报警控制器（简称“控制器”、可燃

气体探测器）（简称“探测器”、可燃气体报警器（简称“报警器”）四大系列产

品。可燃气报警器的核心是气体传感器，俗称“电子鼻”。当气体传感器遇到燃气

时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后继线路处

理。经过电子路线处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使

信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警

设定值时，燃气报警器发出声光报警信号。1.3设计的目的及意义设计出性能更

加可靠，经济实惠的一氧化碳报警器。意义在于：（1）成本低廉并能对一氧化

碳准确报警。（2）该产品不需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连

续使用方便，操作简单。（3）能起到预防一氧化碳中毒的效果，使人们安全放心

的工作。（4）出现一氧化碳漏或者着火时，报警器能够立即鸣笛报警，告之工作

人员及时采取措施。基于单片机的一氧化碳报警器设计第二章设计方案2.1单

片机的介绍和选用单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术

把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、

多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽

调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个

小而完善的计算机系统，目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪

个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网

络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能

IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，

以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机

器人、智能仪表以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一

批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。设计选用ATMEl公司的

AT89C51和美国国家半导体公司生产的ADC080。2.2设计要求及思路设计要求:

报警器需在一氧化碳浓度达到100ppm时启动报警。具体实现如下功能：（1）

系统要求设置正常工作状态除正常工作状态外LED红灯处于熄灭状态，蜂鸣器处

于关闭状态。（2）在正常工作状态下，绿灯应长亮。当室内一氧化碳浓度达到

100ppm时系统应启动蜂鸣器报警，红灯闪烁。设计思路：采用单个传感器检测

气体浓度，将检测结果通过高精度运算放大器放大后送入模/数转换芯片中进行转

换，传给单片机进行数据处理。处理后的信息将通过单片机控制，驱动报警。2.3

初始方案与确定（1）初始设计以设计思路展开研究：根据该设计要实现的基本

功能，设计大概应该分为信号接收，信号处理，信号控制和信号响应四个部分。

A.信号采集接收部分即通过检测一氧化碳气体浓度，并将这种变化量转换成电压或

者电流等模拟量的变化B.信号处理部分是将接收部分得到的电压或电流等变化进

行必要放大，为后一部分信号控制提供准备。C