基于单片机的燃气报警器的设计

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1前言 (1)

1.1论文研究目的和意义 (2)

1.2燃气报警器的国内外现状 (2)

1.3本设计的主要任务 (2)

1.4方案论证 (3)

2系统设计 (4)

2.1硬件设计思路 (4)

2.2系统框图 (4)

3各个模块及功能 (6)

3.1CO传感器 (6)

3.1.1传感器的概述 (6)

3.1.2CO传感器的工作原理 (7)

3.2温度补偿电路 (8)

3.2.1电桥式温度补偿电路 (8)

3.2.2OP07低噪声高精度运算放大器 (9)

3.3A/D转换模块 (10)

3.3.1ADC0809的介绍 (10)

3.3.2ADC0809的工作过程 (11)

3.3.3ADC0809的引脚及其功能 (12)

3.3.4ADC0809芯片的性能特点 (12)

3.4单片机AT89C51 (13)

3.4.1AT89C51简介 (13)

3.4.2AT89C51的功能特性概述 (13)

3.4.3管脚说明 (14)

3.4.4AT89C51的主要性能参数 (16)

3.5光电隔离控制电路 (16)

3.5.1使用光电控制电路的背景原因 (16)

3.5.2光电隔离概述 (16)

3.5.3光电隔离电路工作过程 (16)

3.5.4光电耦合器 (18)

3.5.5继电器概述 (18)

3.6声光报警单元 (19)

4软件设计 (20)

4.1软件设计总流程图 (20)

4.2数据处理 (21)

4.2.1传感器的非线性信号处理 (22)

4.2.2数据处理步骤 (22)

4.3A/D转换控制设计流程 (23)

4.4光电隔离电路程度设计流程图 (24)

4.5报警电路的控制程序设计流程图 (25)

总结 (25)

参考文献 (26)

致谢 (27)

附录 (28)

基于单片机的燃气报警器设计

摘要：本设计是基于单片机的燃气报警器。利用半导体式CO气体传感器，将空气中CO气体的浓度转换成为模拟电压输出，然后通过ADC0809进行A/D转换，将模拟电压信号转换成为数字

信号输出，该信号传入单片机AT89C51中，进行进一步的处理并与预设的报警值进行比较。当达到报警值的时候，输出报警信号，触发光电隔离电路，控制外接排风扇的开启与煤气阀门的关闭。与此同时，声光报警电路也被触发，进行声光报警，从而，实现煤气报警器控制与报警功能。

关键词：单片机；燃气浓度；报警器；

The design of gas alarm system based on SCM

Abstract:This design is a gas alarm system based on SCM. By using the Semiconductor-type CO gas sensor, the concentration of CO gas in air is converted into an analog voltage output, and then throughthe ADC0809 A/D converter, the analog voltage signal into a digital signal output. The signals into the AT89C51, for further processing and to compare with the preset alarm value. When it reaches the alarm value, alarm output, optical isolation circuit is triggered to control the external exhaust fan opening and Close the gas valve. At the same time, sound and light alarm circuit is triggered for sound and light alarm, in order to achieve a certain degree of control and alarm functions by the Gas alarm.

Keywords: SCM；gas concentration；alarm；

1 前言

1.1 论文研究目的及意义

随着我国经济与科技的发展，西气东输工程的进行和燃气、天然气的变革，燃气等可燃气已成为大部分中国家庭的燃料，为人们生活质量的提高与生活环境的改善做出巨大贡献。虽然，现在人们已经意识到安全使用燃气的重要性，但是，每年仍旧不断有因燃气泄露而造成的燃气中毒事故发生。

全国各地也还有不少因使用热水器等各种家用电气不当或电器产品本身存在质量问题，而造成的一氧化碳中毒事故的事例。甚至，因为室内的燃气浓度过高，而引起燃气爆炸的事故也屡见不鲜。所以，怎样防止燃气中毒与爆炸从而保护人们自身与他人的安全已成为人们的迫切需要。因此，燃气报警器的开发与研究就显得格外重要。

1.2 燃气报警器的国内外现状

国外对燃气报警器的研究开发从20世纪30年代就开始了，并且发展比较迅速。究其原因，一方面，是因为人们的安全意识增强，在物质生活质量日益提高的基础上，对环境的健康安全程度以及生活的舒适度要求也进一步提高；另一方面，是因为法律法规的不断健全，政府部门积极推动传感器市场的发展。

在科技与工艺发展的带动下，传感器生产工艺水平也得到了稳步提升，传感器的集成度不断增大，使其体积也日益小型化，进而促使气体检测仪器的整体体积也越来越小，直接令各种气体检测仪器更加轻巧便携，对于生产、运输、实际应用与市场推广等方面也有极好的效果。而我国，由于时代背景以及科学技术受限等原因，是在70年代初期才开始进行研制开发可燃性气体报警器的。

经过不断地研究与开发，我国的可燃性气体报警器发展也比较迅速，如今，可燃气体报警器的生产型号多样而且品种较为齐全，连应用的范围也从原本简单单一的炼油系统扩展到甚至绝大部分危险作业环境也可以适用的报警器。其不同种类的气体报警器的产品数量更是在不断的增加。但是，由于我国技术手段还不够先进，科技仍需进一步提高，目前，我国可燃气体报警器主要还是依赖于国外先进的生产工艺以及传感器技术。值得高兴的是，近年来，我国的可燃气体报警器在产品的稳定性与气体选择性上有了质的飞跃。

1.3 本设计的主要任务

本设计是对基于单片机的燃气报警器的设计研究，主要目标是实现家庭燃气浓度的检测以及报警。主要经过以下几部分来实现：首先，利用传感器进行CO气体浓度的采集并输出相应的电压模拟信号，CO气体浓度与输出电压V OUT呈线性关系，CO浓度越高，输出电压V OUT越高。该信号经过校正作为A/D转换的输入信号传送到数模转换