为避免煤气泄露事故对家庭人员财产造成损害，设计了一款基于单片机的煤气泄露报警器，系统主要由单片机STC89C52、气体传感器MQ-9和A/D转换器PCF8591等组成。本文从系统的整体设计方案及主要器件选择出发，进行了系统的硬件设计、软件设计和实物制作与调试，其中硬件设计包括STC89C52单片机模块、LCD1602显示模块、按键模块、气体传感器模块、PCF8591转换器模块、声光报警模块等。软件部分采用模块化设计方法，给出了系统总模块、液晶显示器模块、按键模块的设计流程，最后进行了系统仿真和实物制作。实物测试表明，系统可以通过LCD1602液晶显示器实时显示当前空气中的煤气浓度值和系统设定的报警限值。当环境中的煤气浓度值超过限值时，系统会发出声光报警。根据不同的用户需求，系统的报警阈值可以通过按键重新设定。关键字 气体泄露报警器，单片机，气体传感器，PCF8591
目 录
1 绪论 2
1.1 课题背景及其意义 2
1.2 研究现状 3
1.3 发展趋势 5
1.4 研究内容 5
2 系统设计方案 6
2.1 设计总体要求 6
2.2 设计总体方案 7
3 系统硬件设计 7
3.1 STC89C52单片机核心系统电路的设计 7
3.2 5V电源电路设计 10
3.3 LCD1602液晶显示电路设计 11
3.4 按键电路设计 12
3.5 蜂鸣器电路设计 13
3.6 LED信号指示灯电路设计 14
3.7 MQ9可燃气体传感器模块电路设计 14
3.8 PCF8591芯片电路设计 16
4 系统软件设计 17
4.1 编程语言选择 17
4.2 keil软件设计思想 17
4.3 程序流程图 20
4.4 液晶显示程序流程图 20
4.5 按键程序流程图 21
5 系统焊接与调试 22
5.1 仿真与调试 22
5.2 电路焊接 27
5.3 实物调节 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
与测试 28
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 绪论
1.1 课题背景及其意义
伴随着我国改革开放在我中华大地上如火如荼的发展，40年的时间经济的发展不光改变了我们国家贫穷落后的面貌更是在科技、人文、生活方式上发生了天翻地覆的巨变[1]。使用传统煤炭作为家庭生活燃料的家庭越来越少了。一，是因为煤炭会产生煤渣清理不方便；二，燃烧煤炭不充分极易造成一氧化碳（CO），对居民的生活安全造成极大的危害；三，随着人们对于环境保护意识的日渐提升，煤炭作为不清洁能量必定是被时代淘汰的产品[2]。石油作为20世纪最重要能源在世界范围内得到了极大的发展，天然气，煤气伴随着石油加工技术的发展得以压缩成本从而进入千家万户。我国经济的发展使得我国的城市化建设如火如荼的展开着，许许多多的居民来到城市当中定居，这样清洁、方便、安全的煤气便是他们日常生活当中的首选燃料了[3]。我们享受着煤气给我带来的清洁和方便，但近年来时常发生因为煤气泄露而引发的安全事故却时刻提醒着我们每一个人，如何安全使用煤气成为我们必须面对的事实。我们需要更加安全的使用方法和经济实效的防治煤气泄露装置。煤气的使用让我们的生活变得更加方便，我们生活的效率得到很好地提升。但是煤气作为一种有毒有害气体，煤气中有一氧化碳（CO），其与体内的血红蛋白结合后会使得血液中含氧量下降，导致人体出现严重身体问题[4]。特别的是在人体缺氧之后会全身无力无法自主控制行为，如果不能得到及时的救助那么后果将不言自明。所以煤气一旦发生泄露处理不及时的话就会给我们的家庭安全带来极其巨大的威胁。那么，既然煤气如此不稳定，我们该如何去控制住这个不安分的因子呢？当然，科技的进步必定会推动着我们生活的进步，针对煤气泄露这一安全隐患，科学家找到了可行的解决办法，使用单片机为核心的可燃有害气体泄露检测报警系统应运而生[5]。
煤气报警系统由可以接收煤气的传感器，作为中枢处理的单片机和报警装置组合而成。气体传感器灵敏的捕捉空气当中散发的气体并进行分析。通过煤气浓度的高低在气体传感器中制造高低电平产生电信号[6]。煤气报警系统可以自主设置浓度报警值，当空气中煤气的浓度超过系统的设定值时，气体传感器产生的电信号便会作用到整个系统当中去最终触发声光报警。现在市场上各种类型的煤气报警器层出不穷，它们很多上都是基于气体传感器和单片机的报警器。气体传感器的工作原理是改变其内部的高低电平形成电信号。因为单片机的相关技术发展已经有很多年，其技术和成本都适合大规模普及到家庭当中去。随着家庭使用煤气的范围越来越大，居民急需要一款合适的煤气泄露报警系统来帮助大家避免因煤气泄露而造成的生命和财产损失。煤气报警器的主要功能就是在检测到周围有煤气泄露的时候，气体传感器会灵敏的捕捉到气体并分析其在空气中的浓度，当空气中煤气的浓度到达报警器设定的报警值时便会产生声光报警，提醒居民有煤气泄露，及时处理[7]。
科技的发展源于生活也终会回归到生活中去，让每一个人真切的感受到社会科技的进步对我门每一个人生活的巨大帮助是一件可喜可贺的事情，这会让科学技术得到广大人民的认可，反过来促进科学技术的发展。让科技的进步去保护我们美好的生活，让我们每一个人去尊重科技，去理解科学。
1.2 研究现状
从当前社会的发展来看，煤气、天然气等可燃气体仍目前是较为经济且实用的能源[8]。而且就目前的趋势而言煤气，天然气在相当长的一段时间里面仍然会是我们日常生活的燃料。如此来看，煤气泄露报警系统在当前社会仍是有用武之地的。煤气泄露报警系统不光在居民家庭当中有着很好的使用价值，在社会的其他方面仍然是一个不错的选择。比如：我们现在很多工厂里面会大量使用煤气，这些单位使用的煤气量通常而言都是十分巨大的，所以一旦发生泄露产生的危害也是无法估量的。还有街边很多流动的摊贩使用煤气，他们因为无人监管或者由于成本问题无法对煤气罐进行很好的改装保护，这时他们就很需要一款廉价，稳定的装置来保护他们的安全。诸如此类还有医院，学校食堂，饭店等等一大批使用煤气的场所都急切需要对煤气泄露作出有效的防控。我国人口众多，人民使用煤气的地方也越来越多，那么煤气泄露的防治工作就不能有一点点懈怠[9]。
在上个世纪80年代，外国就已经有出台关于防治煤气泄露中毒的相关法案，呼吁居民做好家庭煤气泄露防治工作，并建议购买相关的煤气泄露报警装置。德国在上个世纪90年代末提出了家庭瓦斯计划，并决定支持相关企业生产廉价有效的煤气泄露报警装置，并面向全国进行普及[10]。1988年，联合国发布促进家庭安全的白皮书，在其中特意提出了家庭加装煤气泄露报警装置的建议。到今天为止，澳大利亚已经在全国80%的城市规定所有旅馆，饭店，家庭，公寓，医院和学校等需要在人口聚集地区使用煤气的场所必须安装易燃气体泄露报警器。并且这些报警器都是和警察，消防的系统联系在一起的，一旦发生意外可以做到及时出警处理险情，将损失降到最小[11]。

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