摘 要在日常的生产和生活中，单片机的应用已经广泛的应用在人们的日常生活中，基于目前家庭的煤气安全存在这样或那样的隐患而设计的一套无线家庭煤气报警系统。该系统包含两部分，分别是检测板和显示板，检测板主要是检测当前环境的煤气数据，显示板主要是根据无线接收的煤气数据进行实时显示，并根据设置的临界值实时报警。煤气报警系统的检测板电路由单片机电路、无线发送电路、晶振电路、复位电路、煤气传感器电路、检测电路和电源电路等组成，煤气报警系统显示板主要包含单片机电路、晶振电路、复位电路、无线接收电路、按键电路和液晶显示等部分组成。检测使用ADC0832和MQ7一氧化碳传感器电路检测的煤气浓度数值，并通过无线电路NRF24L01传输给显示板显示。显示板使用LCD1602显示出具体的一氧化碳浓度数值，当检测数值超过临界值的时候，蜂鸣器就报警。无线距离为无遮挡30米以上，两个板子使用USB供电，采集频率1Hz，同时单片机采用STC89C52芯片作为处理核心。最后通过软硬件的设计之后，经过调试，该系统的功能和性能都满足设计的需求，各项性能标准都已达标，性能优越。
Key words:MQ.7 gas sensor;LCD1602 liquid crystal display;STC89C52 microcontroller; NRF24L01目 录
1绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2本文研究的主要内容 1
2系统方案设计 3
2.1单片机方案 3
2.2显示方案 3
2.3方案确立 4
3硬件设计 5
3.1系统总体设计 5
3.2单片机最小系统 6
3.3检测板复位电路 7
3.4检测板煤气传感器电路 7
3.5检测板煤气检测电路 8
3.6检测板无线发送电路 9
3.7检测板电源电路 9
3.8显示板主控电路 10
3.9显示板液晶显示电路 10
3.10显示板报警电路 10
3.11显示板按键电路 11
3.12显示板无线接收电路 11
3.13显示板电源电路 1 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
2
4软件设计方案 13
4.1系统总体软件设计 13
4.2煤气报警系统检测板煤气传感器软件设计 13
4.3检测板无线发送电路软件设计 14
4.4显示板无线接收电路软件设计 15
5系统调试 17
6总结展望 19
参考文献 20
致　　谢 21
附　　录 22
1绪论
1.1研究背景及意义
改革开放以来，随着国际交流的进一步增强和国家支持力度的不断加大，我国的电子技术产业不断的发展，但是在家庭的煤气安全问题上还存在着一些安全隐患，急需要设计出一款智能化的检测系统。。
本文设计的目的是研制出无线家庭煤气报警系统，该系统包含两部分，分别是检测板和显示板，检测板主要是检测当前环境的煤气数据，显示板主要是根据无线接收的煤气数据进行实时显示，并根据设置的临界值实时报警。煤气报警系统的检测板由单片机电路、无线发送电路、晶振电路、复位电路、煤气传感器电路、检测电路和电源电路等，煤气报警系统显示板电路主要包含单片机电路、晶振电路、复位电路、无线接收电路、按键电路和液晶显示器电路等。检测使用ADC0832电路和MQ7一氧化碳传感器检测的煤气浓度数值，并通过无线电路NRF24L01传输给显示板显示。显示板使用LCD1602显示出具体的一氧化碳浓度数值，当检测数值超过设定值的时候，就蜂鸣器报警。无线距离为无遮挡30米以上，两个板子使用USB供电，采集频率1Hz，同时单片机采用STC89C52芯片作为处理核心。
1.2本文研究的主要内容
下面主要介绍各章节的主要内容：
（1）主要是介绍该设计的研究背景及意义；
（2）主要是介绍该系统设计的方案研究，包括单片机方案等；
（3）主要介绍硬件设计方案，给出每个电路的详细设计方案，例如煤气报警系统的检测板电路的单片机电路、无线发送电路、晶振电路、复位电路、煤气传感器电路、检测电路和电源电路等详细的硬件设计介绍，煤气报警系统显示板电路的单片机电路、晶振电路、复位电路、无线接收电路、按键电路和液晶显示器电路等详细的硬件设计介绍；
（4）主要是介绍软件设计方案，主要详细讲解了各个组成部分的软件设计，包括系统总体设计、煤气传感器软件设计、检测板无线发射部分软件设计、显示板无线接收部分软件设计等；
（5）主要是介绍系统的调试过程，主要讲解了该系统的调试运行状态等；
（6）主要是总结展望，讲述后期需要做哪些工作。
2系统方案设计
2.1单片机方案
单片机处理器的选择是很重要，单片机的选型原则是：单片机的芯片的功能要大于系统所需的功能需求；单片机选择大厂的，而不要那些小厂的；选择供应量比较大的，不选择小供应量特别小的；一定要选择比较出名的品牌，不要那些毫不知情的厂家；当然越便宜越好，可以减少成本。通过这些选择的原则，来选择该怎样选择该单片机电路，如下所示三种方案：
方案一，处理器采用STM32芯片作为该系统的核心控制电路，该处理器是与ARM芯片的内核属于同一个版本，接口相对比较简单，处理器速度相比传统的51单片机，处理速度非常快。相比传统的51系列的单片机，该系列的单片机有许多的资源很有价值，同时该STM32处理器已经去除了传统的机器周期等，该处理器的处理速度也非常快，该处理器都是采用电路化设计的，界面也得到了人性化的智能简单，功能大大增多，使用起来很丰富，相比传统的51系列的单片机功能简单，该款单片机有很大的使用价值。同时在该芯片的可以连接更多的外部组件，最后达到了低成本和高性能的优点，还具有低功耗的节能优点等，按性能可以分为增强型的处理器和基本型的处理器，通过设置内置的参数可以使整个系统达到更加的性能，但是在该系统中使用该芯片会造成资源的浪费。
方案二，采用STC89C52单片机作为核心电路控制芯片，该款芯片是一种低功耗的芯片，内部具有128RAM，而且还可以内部扩展1280RAM，而且工作电压可以使3~5V之间都可以，关于存储空间能够达到64K的存储，可以通过编程器编辑，并且内部具有EEPROM功能，能够使用串口下载程序，根据该系统很适合，该系统使用该单片机芯片能够实现最大的利用价值，更加实用化。
由上所示，在该基于单片机的无线家庭煤气报警系统的核心控制电路，我们采用STC89C52芯片作为该系统的核心电路，该芯片以绝对的优势超过了同类其他类型的芯片，应用在该设计中很适合，能够发挥其优势，达到设计的需求。
2.2显示方案
通过煤气传感器电路传入的数据信号，显示单元能够对这些余量数字进行实时显示，以下有两种方案，如下所示。
方案一：采用液晶显示器LCD1602型号。液晶显示屏具有体积小、功耗低、显示效果好、抗干扰性强等特点，不仅可以显示数字、字母、特殊符号等字符，还能显示汉字、图形等画面。还具有触摸功能，能够根据输入的信息，智能化的显示等，通过软件编程的方式实现内容显示，编程工作量大。

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