1、东南大学成贤学院毕业设计报告东南大学成贤学院毕业设计报告论文诚 信 承 诺本人承诺所呈交的毕业设计报告论文及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的局部均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承当一切责任。 学生签名： 日期：1随着社会的进步和人们生活水平的提高，煤气或天然气已经成为多数家庭的燃料，由于煤气泄露和使用天然气不当而引起的火灾给人们的生命财产安全带来了极大的隐患。防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要，为此，我们设计了一种一氧化碳报警器。鉴于单片机AT89S52具有高集成度等优点，我们设计了一种基于AT89S52的一氧化碳报警器。该报警器对一氧化碳CO进行实时控制，
2、当一氧化碳的浓度超过允许值时进行报警。为了提高系统的灵敏度和准确性，系统采用了一种十分稳定的传感器MQ-7。该传感器将置于测试环境中待测气体的浓度转换为模拟电压，再由模/数转换器ADC0809将模拟电压转换为数字信号，然后送入单片机AT89S52中进行处理。本设计正是实现ADC0809与AT89S52单片机的有机结合。此外还结合存储器AT24C02、液晶显示器LCD1602分别对检测数据进行存储和显示。 关键词：一氧化碳；单片机；报警器；传感器；模数转换器；存储器；液晶显示器AbstractWith the social progress and the improvement of peop
3、les living standards, gas or natural gas has become the fuel of most families, the fire caused due to the gas leaking and the improper use of natural gas has brought great risks to peoples lives and property. To prevent gas poisoning and explosions have become the urgent needs of the people, for whi
4、ch we developed a carbon monoxide alarm.In view of the MCU AT89S52 has the advantages of high integration, we develop and design a carbon monoxide alarm based on it. The alarm does a real-time control on carbon monoxide (CO), and alarms when the carbon monoxide concentration exceeds the allowable va
5、lue. In order to improve the sensitivity and accuracy of the system, the system uses a very stable sensor MQ-7. The sensor will convert the concentrations of the gas, which is in the test environment, to analog voltage. And afterwards the analog voltage will be converted to a digital signal through
6、the Analog to Digital Converter ADC0809, and then processed in the microcontroller AT89S52. This design is just to achieve the organic combination of the ADC0809 and AT89S52 microcontroller. In addition, the design also combines the memory AT24C02, LCD monitor LCD1602 to respectively storage and dis
7、play the detection data. Key words：Carbon monoxide; MCU; Alarm; Sensor; Analog to Digital Converter；Memory; LCD monitor目录IAbstractII第一章 绪论11.1 课题背景和意义11.2 应用前景11.3 一氧化碳报警器的概述21.4 本次课题设计的目的21.5 本次设计的主要任务2第二章 器件介绍32.1 AT89S52单片机介绍32.1.1 主要性能32.1.2 与其它单片机相比的优缺点42.1.3 端口功能42.2 一氧化碳传感器介绍52.2.1 传感器的定义和作用5
8、2.2.2 传感器的分类62.2.3 传感器的开展趋势62.2.4 一氧化碳气体传感器MQ7介绍72.3 模数转换器ADC0809介绍82.3.1 内部结构82.3.2 引脚功能92.3.3 工作过程102.3.4 特性参数102.3.5 ADC0809转换结束信号的处理102.4 存储器AT24C02 介绍112.4.1 引脚功能112.4.2 AT24C02的读写时序122.4.3 I2C 接口介绍132.5 字符液晶显示器LCD1602的介绍142.5.1 LCD1602的功能及引脚说明142.5.2 LCD1602的指令说明及时序152.6 带汉字库的液晶显示器LCD12864的介绍1
9、72.7 LED数码管介绍192.8 8155扩展并口介绍202.8.1 功能说明202.8.2 8155的结构及引脚202.8.3 8155的使用23第三章 硬件连接原理图253.1 8155接口电路253.2 ADC0809接口电路253.3 主控模块与复位电路及晶振接口电路263.4存储器AT24C02接口电路273.5 一氧化碳传感器与模/数转换器接口电路283.6 报警模块接口电路283.7 键盘接口电路283.8 LCD1602接口电路30第四章 方案设计314.1 设计要求314.2 系统组成31第五章 软件设计325.1 主程序流程图325.2 ADC0809程序流程图335.
10、3 存储器AT24C02程序流程图335.4 LCD1602液晶显示器程序流程图345.5 键盘程序流程图35第六章 调试386.1 系统调试过程386.1.1 硬件调试386.1.2 软件调试386.2 Keil 的使用386.2.1 概述386.2.2 使用方法386.3 Proteus 的使用406.3.1 概述406.3.2 PROTEUS使用方法简介40总结42致谢43附录44参考文献52第一章 绪论1.1 课题背景和意义随着国家经济水平的不断的提高，现代化、智能化的多功能建筑越来越多，对建筑的防火安全设计要求也越来越高。近年来，全国燃气行业开展迅猛，液化气、天然气、煤制气等城市燃气
11、作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输工程的快速进展，燃气行业开展潜力巨大。以“西气东输工程为开端的大规模天然气利用工程的实施，意味我国城市燃气将大踏步的进入“天然气时代。我国天然气市场将迎来一个千载难逢的时机，城市燃气需求的主要增长点将体现在天然气上。2023年党中央国务院提出“西部大开发的重大战略部署，特别是2023年“西气东输第一期工程正式开工，这无疑为开展西部地区的燃气产业带来了历史性的机遇。西气东输工程，在西部优势资源和东部广阔市场之间建立起了一座“金桥，西气东输工程投入使用后，每年供给长江三角洲地区100亿立方米天然气。城市燃气的普及与应用无疑对改
12、善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛使用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾等事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。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到达5%时，就会对人体产生慢性损害，到达60%时就会昏迷，到达90%就会死亡。在不同浓度下，人体吸入一氧化碳时间
13、和中毒病症如下表1-1所示：表1-1 不同浓度下一氧化碳中毒CO空气中的含量吸入时间和中毒显示病症50ppm成年人置身其中所允许的最大含量200 ppm23h后有轻微头痛、头晕、恶性400 ppm2h后前额痛、3h后有生命危险800 ppm45min头痛、恶性，23h内死亡1600 ppm20min头痛、恶性，1h内死亡为了使燃气更好地造福于民，造福于社会 ，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。1.2 应用前景日本早在1980年1月开始实施安装城市煤气、液化石油气报警器的法规。1986年5月日本通产省又实施了安全器具普及
14、根本方针。美国目前已有7个州11个城市通过立法，规定家庭、公寓等都要安装一氧化碳报警器。随着城市燃气化的扩大，我国已有北京市、辽宁省、黑龙江省、山西省、哈尔滨市、青岛市、等相继发布燃气安全管理文件，做到政府立法和百姓自身提高安全保护意识有机结合。为了保障更广阔人民群众的生命财产安全，一氧化碳报警器在更大范围内被使用是大势所趋。1.3 一氧化碳报警器的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、家用可燃气体报警器简称“报警器四大系列产品。报警器为居民家庭用的燃气报警器，一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器报警，以提醒居民。燃气报警器的核心是气敏传感器，俗称“电子鼻。当气敏传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度的变化而变化，随之产生电信号，供燃气报警器处理。处理后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，再经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，当燃气浓度到达报警设定值时，燃气报警器发出报警信号。 1.4 本次课题设计的目的本次设计的目的是设计出性能可靠，经济实惠的一氧化碳报警器。目前，现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或者公共场所的检测，价格高昂，对家庭不适用。因此，本次设计