论文总字数：28834字

摘 要

The Design Of Household Gas Leakage Alarm II

ABSTRACT II

第一章引言 1

1.1煤气泄露报警器的概述 1

1.2煤气泄漏报警器的现状 1

1.3已有报警器的优缺点 1

1.4设计思路 2

第二章硬件设计 3

2.1气体采集模块 3

2.1.1气敏传感器 4

2.1.2 A/D转换电路 5

2.2按键控制模块 6

2.3时钟模块 7

2.4单片机控制模块 8

2.4.1晶振电路 9

2.4.2复位电路 10

2.4.3上拉排阻 10

2.5显示模块 11

2.6声光报警模块（附带电磁阀） 12

2.6.1声报警系统 13

2.6.2光报警系统 13

2.6.3电磁阀和风扇 13

2.7 总结 13

第三章 软件设计 15

3.1主程序设计 15

3.2 AD转换模块程序设计 16

3.3显示模块程序设计 17

3.4按键模块程序设计 17

第四章 系统仿真与调试 19

4.1系统仿真 19

4.2仿真运行 20

4.3制作中遇到的问题 21

4.4实物图 22

总结 23

致谢 24

参考文献 25

附录 27

家用煤气泄漏报警器设计

摘要

随着天然气越来越广泛的应用到了人们的日常生活中，越来越多的燃气安全事故也随之而来。为了保证人们的财产安全以及人身安全，能及时检测燃气泄漏的报警装置是每家每户必不可少的一种家庭工具。

本文以MQ5半导体气敏传感器和51单片机为核心，设计了一款集检测、分析、报警为一体的智能煤气泄漏报警器。该报警系统通过MQ5气体传感器获得周围空气可燃气体浓度数据，经AD转换电路发送到单片机，单片机处理后反馈到显示模块和声光报警模块，判断是否触发警报。系统同时可通过点击按键来设置时间以及报警浓度上限。具有性能稳定，结构简单，价格低廉，操作简单，安全可靠，操作灵活等优点。

关键词:煤气检测 MQ5 报警 单片机

The Design Of Household Gas Leakage Alarm

ABSTRACT

With natural gas more widely applied to people's daily lives, more and more gas safety incidents follow. In order to keep the property as well as personal safety,an alarm device which can timely detect the gas leak is essential to each family. Especially for the elderly, families with children, it is essential to protect the safety of people in advance to detect gas leak.

Taking MQ5 semiconductor gas sensor and microcontroller core 51, we designed a device with detection, analysis and alarm as one of the intelligent gas leak alarm. It has many advantages such as stable performance, simple structure, low cost, simple operation, safe and reliable.

Adopted MQ5 gas sensor to get the data of gas concentration, and send the data to the microcontroller via the AD converter circuit,the microcontroller handles the data and determine whether start the sound and light alarm module. To set the time and alarm threshold levels by clicking on the button.

Keywords：gas detect;MQ5;alarm;microcontroller

第一章引言

1.1煤气泄露报警器的概述

煤气泄漏报警器作为家庭煤气安全的最后一道防线，起到了至关重要的作用。它由气敏传感器，单片机，蜂鸣器以及预防设施组成（如电磁阀等）。首先，煤气泄漏报警器需要利用气敏传感器吸附被测空气中可燃性气体，将收集到的气体信息经过采样电路转化为可以被单片机识别的A/D信号发送给单片机，单片机接收信号后进行处理，将周围空气中含有的可燃性气体浓度通过连接的LCD显示器可以实时显示出来，并且判断是否超过预设的浓度最大值。当被测的气体浓度超过了预设的浓度最大值时，单片机此时输出数字信号，蜂鸣器报警，相连的预防设施工作。

1.2煤气泄漏报警器的现状

煤气泄露报警器在一些外国国家已经有了很高的普及率，并且应用的范围相当广泛，任何与燃气相关的行业几乎都有应用，并且每家每户几乎都有至少一个以上的煤气泄露报警器。通过新闻报道、网络等渠道，可以发现尽管在我国由于煤气泄漏事故造成的人员、财产伤亡的报道层出不穷，在国外却鲜有发生。可以说煤气泄露报警器在燃气泄露时，对人员、财产的安全起了至关重要的作用。虽然我国在最近二十年也开展了相关的研究设计，获得了巨大的成就，但是由于发展起步的限制，以及对气敏传感器这方便的研究起步较晚，再加上民众对煤气泄漏报警器没有很多的了解和认识，导致了我国在煤气泄漏以及预防方面仍有很大的空白，相关行业仍然有很大的发展空间。我国生产出来的产品与国外先进产品还有比较大的差距，相关产业仍需创新设计，弥补之间的不足，早日生产出符合我国国情的相关产品。

1.3已有报警器的优缺点

优点：煤气泄漏报警器是日常生活中至关重要的一种，它是人们与燃气安全之间的最后一条保护线。煤气泄漏报警器的安装比较方便，体积也十分小巧，操作也比较简单，并且造价也比较能被大众接受。尤其对于家里有老人，小孩的家庭。当老人，小孩单独在家时，由

于对燃气安全的认识不足，一旦发生泄漏，将对人身安全造成极大的威胁。通过煤气泄漏报警接入互联网中使用，可以及时发现家中发生的险情，可以通过连接的排风扇降低室内可燃气体浓度，或者通过电磁阀自动切断管道，并可以增加声光报警等功能及时通知家里的老人、小孩，及时发现危险和可能发生的危害，保障人们的人身以及财产安全。

缺点：市场上常用的家庭使用的一氧化碳报警器功耗比较大，误报率高，对交叉气体的选择性也没那么好。电化学一氧化碳报警器探测的浓度范围小（一般0~1000ppm,有些到2000ppm或更高）。而且功能十分不多，一些报警器还只能手动复位燃气的阀门系统，性能不太稳定。

1.4设计思路

这次的课题设计准备采用目前最流行的51单片机。首先根据任务书的内容，结合所学过的电子方面的知识，以及设计的成本，制作一个简易的煤气泄漏报警器。主要着重从以下几个方面展开：

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