论文总字数：22057字

摘 要

煤气使用方便，利用率高让我们的生活变得环保方便，但是煤气泄露产生的严重后果也给人们带来了诸多损失。所以对于每个使用煤气的家庭来说，能够及时检测空气中是否有煤气泄漏是对家人生命安全最好的保障。

本次设计制作了一款基于单片机的煤气检测控制系统。本次设计功能是可以测量并显示实际的煤气浓度。此外，这项设计还具有报警功能。在方案设计时，根据功能将整个系统分为四个功能模块分析。在硬件结构上，控制部分AT89C51单片机为核心，浓度采集部分采用MQ-5传感器，测量气体种类全面，测量范围广能够满足一般家庭的使用情况。执行器部分控制浓度，蜂鸣器和LED负责报警。按键部分可以用来设置报警浓度值。在实际展示时，用户启动系统，就可以在显示器上看到实际的浓度，当室内煤气浓度超过设定值时，系统就会触发声光报警，并驱动排气扇减低浓度至设定值以下。

关键字：AT89C51单片机 ；MQ-5传感器；煤气检测控制

Design of Family Intelligent Gas poisoning

Prevention system

Abstract

As one of clear and convenient energy, gas makes our life environmental protection, but the danger of the gas also brings us a big loss. Therefore, for each family using coal gas, it is possible to timely detect whether the gas leakage in the air is the best guarantee for the life safety of the family.

In this passage ,it designed and manufactured a gas detection and control system, which is based on microcomputer.The function of this design is to measure and display the actual gas concentration. In addition, this design also has alarm function. When designed the project, it can be divided into four parts according to the system functions. As for the hardware, which is consisted of microcomputer,the core of the control system. It also uses MQ-5 to collect gas concentration.The measurement gas type is comprehensive, the measurement range is wide can meet the general household use situation. The actuator partially controls the concentration, and the buzzer and LED are responsible for alerting. The three keys can be used to set the number of the danger gas concentration. At the actual exhibition When the user starts the system, he can see the actual concentration on the display. When the indoor gas concentration exceeds the set value, the system will trigger an acousto-optic alarm and drive the exhaust fan to reduce the concentration below the set value.

Keywords: AT89C51 ; MQ-5 sensor ; gas detection and control

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题简介 1

1.2 课题的背景和意义 2

1.3 煤气浓度检测控制的研究内容和现状 2

1.4 课题研究思路和方法 3

1.5 本章小结 4

第二章 系统设计基础 5

2.1 系统设计要求 5

2.2 单片机介绍 6

2.3 传感器介绍 7

2.4 模数转换器介绍 8

2.5 液晶显示器介绍 9

2.6 本章小结 9

第三章 系统的硬件设计 10

3.1 单片机最小系统 10

3.2 浓度采集电路的设计 11

3.3 液晶显示电路设计 12

3.4 按键电路的设计 13

3.5 声光报警电路及排气扇电路的设计 13

3.6 本章小结 14

第四章 系统的软件设计 15

4.1软件总体结构 15

4.2主程序模块设计 16

4.3数模转换模块设计 17

4.4按键模块的设计 18

4.5液晶显示模块的设计 19

4.6 本章小结 21

第五章 系统的调试及功能实现 22

5.1 总体系统调试 22

5.1.1软件调试 22

5.1.2 软件下载 24

5.2 煤气检测控制系统焊接 24

5.3 实物展示与功能实现 27

5.3 本章小结 31

第六章 总结 32

参考文献 33

致 谢 35

附录一 Proteus软件仿真图 36

附录二 硬件电路图 37

附录三 pcb设计图 38

附录四 软件程序源代码 39

第一章 绪论

课题简介

本次系统设计主要是完成对家庭室内煤气浓度的检测和报警的功能。设计中选用单片机作为核心控制单元，气体传感器可以实时测量空气中的煤气浓度，通过AD转换器代表浓度的模拟信号转换为数字信号，单片机接受代表浓度的数字信号，经过内部程序的判断：如果浓度在正常范围内，仅在显示器显示具体浓度即可；当浓度超过设定值时，系统的LED和蜂鸣器启动声光报警，同时排气扇开启^[1]。

本次设计的家庭智能煤气检测控制系统，可对煤气浓度进行实时检测并直观显示出来。当超过设定浓度时，进行多种形式报警并及时打开排气装置^[2]。具有成本较低、控制方便、使用性较强的特点。

本次设计涉及的关键技术包括单片机控制和传感器技术。单片机，就是指单片型微型计算机^[3]，主要包括CPU、I/O接口、ROM、RAM和一些与中断相关的组成部分等等。当单片机用于本次设计的浓度控制系统时，只需要外加电源和晶振时钟电路，即可实现对有关数据和指令的有效处理。

请支付后下载全文，论文总字数：22057字