【正文】 成都電子機械高等專科學校成教院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 論文題目： 基于 AT89C51 單片機一氧化碳報警設計 教 學 點： 指導老師： 職 稱： 學生姓名： 學 號 : 專 業(yè)： 機電一體化 成都電子機械高等?？茖W校成教院制 年 月 日 成都電子機械高等專科學校成教院 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目： 基于 AT89C51 單片機一氧化碳報警設計 任務與要求： 當氣體傳感器遇到燃氣時，傳感器電阻隨燃氣濃度而變化，隨之產(chǎn)生電信號，供燃氣報警器后繼線路處理。經(jīng)過電子路線處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補償，使信號線性化，經(jīng)微機處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當燃氣濃度達到報警設定值時，燃氣報警器 發(fā) 出聲光報警信號 時間 ： 2022 年 2 月 10 日 至 2022 年 1 月 15 日 共 9 周 教 學 點： 學生姓名： 學 號： 專業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 指導單位或教研室： 指導教師： 職 稱： 成都電子機械高等專科學校成教院制第一章 摘要 一氧化碳（ CO）為無色、無味、無刺激性氣體，比重 ，幾乎不溶于水，不易被活性炭吸附。當碳物質(zhì)燃燒不完全時，可產(chǎn)生 CO，如人體短時間內(nèi)吸收較高濃度的 C0，或濃度雖低，但吸時間較長，均可造成急性中毒。 CO與血紅蛋白結(jié)合能力超過氧和血紅蛋白的結(jié)合能力的 200300 倍，當 CO 與血紅蛋白結(jié)合形成的碳氧血紅蛋白含量達到 5%時，就會對人體產(chǎn)生慢性損害，達到 60%時就會昏迷，達到 90%就會死亡。 所以基于單片機 設計制作一氧化碳報警器，來保障人們的生命財產(chǎn)安全。 成都電子機械高等?？茖W校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機一氧化碳報警設計） 4 Abstract Carbon monoxide (CO) is a colorless, odorless, non irritant gases, specific gravity , almost insoluble in water, not easily by activated carbon adsorption. When the inplete bustion of carbon material, can produce CO, such as the human body in a short period of time to absorb high levels of C0, or concentration is low, but suck for a long time, all can cause acute poisoning. CO bined with hemoglobin ability more than the bination of oxygen and hemoglobin ability of 200300 times, when CO is formed by the bination of carbon and oxygen hemoglobin and hemoglobin content reaches 5%, will produce chronic damage to human body, 60% will be in a a, and 90% will die. So based on single chip design and production of carbon monoxide alarm, to ensure people39。s life and property security. 成都電子機械高等專科學校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機一氧 化碳報警設計） 5 目 錄 第一章 一氧化碳報警器簡介 ................................................... 6 第二章 設計方案 ............................................................. 6 第一節(jié) 單片機的介紹和選用 .............................................. 6 第二節(jié) 設計要求及思路 ................................................... 7 第三節(jié) 初始方案與確定 ................................................... 7 第四節(jié) 系統(tǒng)組成 ......................................................... 8 第五節(jié) 一氧化碳報警器系統(tǒng)的三大部分 ..................................... 8 第二章 硬件電路設計 ........................................................ 10 第一節(jié) 單片機基礎(chǔ)知識簡介介紹及主控電路設計 ............................ 11 第二節(jié) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路設計 ............................................ 16 第三節(jié) 傳感器部分電路設計 .............................................. 19 第四節(jié) 報警電路的設計 ................................................ 22 第三章 軟件設計 ............................................................ 23 第一節(jié) 單片機編程 ...................................................... 23 第二節(jié) 匯編語言 概況 .................................................... 23 第三節(jié) 源程序 ......................................................... 24 結(jié) 論 ...................................................................... 26 致 謝 ...................................................................... 26 成都電子機械高等?？茖W校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機一氧化碳報警設計） 6 第一章 一氧化碳報警器簡介 設計出性能更加可靠，經(jīng)濟實惠的一氧化碳報警器。我們應該對國家標準規(guī)定的燃氣報警器的種類有 所了解。燃氣報警器可分為可燃氣體泄漏儀（簡稱“檢漏儀”），可燃氣體報警控制器（簡稱“控制器”）、可燃氣體探測器（簡稱“探測器”）、可燃氣體報警器（簡稱“報警器”）四大系列產(chǎn)品。可燃氣報警器的核心是氣體傳感器，俗稱“電子鼻”。當氣體傳感器遇到燃氣時，傳感器電阻隨燃氣濃度而變化，隨之產(chǎn)生電信號，供燃氣報警器后繼線路處理。經(jīng)過電子路線處理變成濃度成比例變化的電壓信號，由線性電路加以補償，使信號線性化，經(jīng)微機處理、邏輯分析，輸出各種控制信號，即當燃氣濃度達到報警設定值時，燃氣報警器發(fā)出聲光報警信號。如果環(huán)境中 CO含 量超出安全范圍，常人很難發(fā)現(xiàn)，為了保證人們生命健康和正常生產(chǎn)不受影響，實時檢測 CO 含量十分重要。所以基于單片機設計制作一氧化碳報警器，來保障人們的生命財產(chǎn)安全。 意義在于： （ 1）成本低廉并能對一氧化碳準確報警。 （ 2）該產(chǎn)品不需專業(yè)人員操作，只要放在合適位置，通電即可，連續(xù)使用方便，操作簡單。 （ 3）能起到預防一氧化碳中毒的效果，使人們安全放心的工作。 （ 4） 出現(xiàn)一氧化碳漏或者著火時，報警器能夠立即鳴笛報警，告之工作人員及時采 取措施。 第二章 設計方案 第一節(jié) 單片機的介紹和選用 單片機是一種集成在 電路 芯片，是采用 超大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU隨機存儲器 RAM、 只讀存儲器 ROM、多種 I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器 等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的 計算機系統(tǒng) ，目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 導彈 的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、全自動洗衣機的成都電子機械高等?？茖W校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機一氧 化碳報警設計） 7 控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機，更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 設計選用 ATMEl公司的 AT89C51和 美國國家半導體公司生產(chǎn)的 ADC080。 第二節(jié) 設計要求及思路 設計要求 :報警器需在一氧化碳濃度達到 100ppm 時啟動報警。 具體實現(xiàn)如下功能： （ 1）系統(tǒng)要求設置正常工作狀態(tài)除正常工作狀態(tài)外 ,LED 紅燈處于熄滅狀態(tài)，蜂鳴器處于關(guān)閉狀態(tài)。 （ 2）在正常工作狀態(tài)下，綠燈應長亮。當室內(nèi)一氧化碳濃度達到 100ppm 時系統(tǒng)應啟動蜂鳴器報警，紅燈閃爍。 設計思路：采用單個傳感器檢測氣體濃度，將檢測結(jié)果通過高精度運算放大器放大后送入模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片中進行轉(zhuǎn)換，傳給單片機進行數(shù)據(jù)處理。處理后的信息將通過單片機控制，驅(qū)動報警。 第三節(jié) 初始方案與確定 （ 1）初始設計以設計思路展開研究： 根據(jù)該設計要實現(xiàn)的基本功能，設計大概 應該分為信號接收，信號處理，信號控制和信號響應四個部分。 ，并將這種變化量轉(zhuǎn)換成電壓或者 電流等模擬量的變化 ，為后一部分信號控制提供準備。 。 。 （ 2）對上述四個部分進行分析，得到如下一些基本的結(jié)論： 傳感器敏感器件，為使其有效部分的檢測房間中氣體濃度，必須選用高溫一氧化碳傳感器。 ，或比較器等裝置，這部分電路將包含在傳感器接口電路中。 ，采用單片機較為合適。 ，用蜂鳴器和 LED燈即可。 根據(jù)對上面設計系統(tǒng)的分析，我們得到該設計思想框圖如下圖 ： 成都電子機械高等?？茖W校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機一氧化碳報警設計） 8 圖 設計思想框圖 （ 2）方案確定 經(jīng)過分析采用初始方案設計，即用單個傳感器檢測一氧化碳氣體濃度，將檢測到的濃度 結(jié)果通過運算放大器放大后送入模 /數(shù)芯片 ADC0809 中進行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換，傳入單片機中，由 AT89C51單片機處理數(shù)據(jù)，并利用單片機控制報警器進行聲音報警。 分析：此設計十分簡單，也十分實用。雖然對氣體濃度的采集不是很精確，但報警方面已經(jīng)十分符合設計目的。 第四節(jié) 系統(tǒng)組成 本設計屬于單片機應用系統(tǒng)。單片機在系統(tǒng)檢測以及工程控制方面的應用，是典型的嵌入式系統(tǒng)。通常將滿足海量高速數(shù)據(jù)計算的計算機稱為通用計算機系統(tǒng)；而把面向工控領(lǐng)域?qū)ο?，嵌入到工控系統(tǒng)中，實現(xiàn)嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng) 。嵌入式系統(tǒng)分為四種：工控機，通用 CPU模塊，嵌入式微處理，單片機。嵌入式系統(tǒng)具有以下特點： (1)面對控制對象。如傳感器信號輸入、人機交互操作、伺服驅(qū)動等。 (2)嵌入到工控應用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。