西安文理学院物理与机械电子工程学院
课程设计报告
专业班级2011级自动化1班
课程自动化专业课程设计
题目可燃气体报警器设计
学号0803110104
学生姓名孙辉
指导教师谢常健
2014年12月
西安文理学院物理与机械电子工程学院
课程设计任务书
学生姓名孙辉专业班级2011级自动化1班学号0803110104
指导教师谢常健职称讲师教研室自动化教研室
课程自动化专业课程设计
题目
可燃气体报警器设计
任务与要求
设计一个由单片机控制的可燃气体报警器。
1.学习单片机的硬件及软件知识。
2.掌握传感器的基本知识、工作原理及使用方法。
3.报警器能够设定可燃气体的报警浓度。
4.报警器正常工作时绿灯闪烁，报警器不报警。报警时能实现声、光电报警。
5.可实现故障报警，但与可燃气体超标报警有区别。
6.可燃气体超标报警时应能启动断气驱动接口。
7.设计、安装、调试所设计的电路，要求画出完整的电路图，详细说明电路工作原理，
完成设计总结报告。
开始日期 2014.11.23 完成日期 2014.12.20
2014年12 月20 日
目录
一．设计目的 (1)
二．设计任务和要求 (1)
三．总体设计方案 (1)
四．功能模块设计与分析 (3)
五．电路的安装与调试 (9)
六．实验仪器及元器件清单 (11)
七．心得体会 (11)
附录系统电路图 (12)
一、设计目的
本设计是用单片机控制的浓度报警器，掌握由80c52芯片及半导体陶瓷式气体传感器MQ-2。设计出一个由80c52为主控芯片，传感器MQ-2为检测模块的烟雾报警系统。传感器来检测外部气体的浓度，结合外部硬件电路实现对可燃气体进行报警控制装置，从而浓度超标达到报警效果。
二、设计要求和任务
1.设计任务：
（1）学习单片机的硬件及软件知识。
（2）掌握传感器的基本知识、工作原理及使用方法。
（3）设计、安装、调试所设计的电路，要求画出完整的电路图，详细说明电路工作原理，完成设计总结报告。
2.设计要求：
（1）报警器正常工作时绿灯闪烁，报警器不报警。
（2）报警时能实现声、光电报警。
（3）可实现故障报警，但与可燃气体超标报警有区别。
（4）可燃气体超标报警时应能启动断气驱动接口。
三、总体设计方案
1.方案的选择和论证：
本设计方案利用芯片80c52为主控制器，并对其进行程序控制，先有气体传感器MQ-2对室内的空气进行采集，再通过AD转换器ADC0808进行模-数转化，最后得出空气中的气体浓度是否超标，如果没有超标则进行下一组的气体采集，如果超标则进行声、光、电报警。
（1）气体传感器的选择：
可燃性气体传感器是一个气-电变换器，它的作用是把可燃性气体在空气中的含量（即浓度）转换为电信号，进而由单片机采集信号、数据处理、浓度显示以便报警控制。传感器作为对可燃气体的敏感元件，是各种类型之一。以下是对气体传感器的分类：
a.半导体气体传感器。
b.固体电解质气体传感器。
c.高分子气体传感器。
d.接触燃烧式气体传感器。
e.电化学传感器。
（2）MQ-2传感器
MQ-2可燃气体传感器对一氧化碳，甲烷及液化石油气具有很高的灵敏度和良好的选择性。具有长期的使用寿命和可靠的稳定性，驱动电路简单，较大的电信号输出。适宜于一氧化残，甲烷和液化石油气的探测。
（3）软件编程方案的确定
C语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。C语言易于读写、调试和修改，可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备，如磁盘、存储器、CPU、I/O端口等。C语言的代码简短、占用内存少、执行速度快，是高效的程序设计语言。
本方案中以上面的流程图为主导思想利用C语言的上述特点给主控制器80c52进行编程，使程序易于读写、调试和修改，使程序的运行和执行速度大大提高。
（4）系统原理总框图：
系统复位后，首先进行定时器初始化，液晶模块初始化，串行口初始化。然后启动A/D转换通道，读取转换结果，重新标度变换，并且保存数值结果。如果接收到上位机发来的信号，就将对应的浓度值传送给上位机进行后续处理，程序框图如下：
图1 系统原理框图
四、功能模块设计与分析
1.80c52功能的简介：
STC80C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。主要特性如下：
a. 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任
意选择，指令代码完全兼容传统8051.
b. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）
c. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz 。
d. 用户应用程序空间为8K字节
e. 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，
P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
f. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片
g. 具有EEPROM功能，具有看门狗功能
管脚如下图：
