论文总字数：21716字

摘 要

随着科技的进步，煤气作为常用燃料已经进入各家各户，然而在日常生活中，因煤气使用不当造成的火灾、爆炸事故，时常发生。更有甚者，因室内煤气浓度过高，又没有采取及时的急救措施而引起中毒的事故也不少见。所以怎样防止煤气泄露，设计出合理有效的报警控制系统，保障人们的生命和财产安全已成为人们的迫切需要。

本煤气报警系统采用了8位8051单片机作为系统的CPU，控制整个系统的运行，用MQ-5作为传感器，检测环境中的CH4浓度，并将检测到的数据送到ADC0832进行A/D转换。单片机不停地扫描A/D转换的值，并与设定值进行比较，当CH4浓度超过设定值时，系统将自动开启语音报警、声光报警、关闭煤气管道总阀门等急救等措施。因此该系统可以及时向用户报告事故信息，从而及时采取行动，最大程度的减少损失。

关键词：CH4浓度 8051单片机 报警

Self-locking household gas leak alarm system

Abstract

With the progress of science and technology, coal gas as a common fuel had entered each family. While in our daily life, accidents of the fire caused by misuse of coal gas often happen. What’s more, because indoor coal gas density is too high, and didn't take any timely emergency measures, causing explosions isn’t rare. Therefore, designing a reasonable and effective alarm control system to avoid coal gas leak is becoming an urgent need.

This coal gas warning system adopt 8051 monolithic integrated circuits as computer CPU of system, control the whole operation of the system, with MC112 as sensor and testing the CH4 density of environment, and then sent the data to ADC0809 for A/D conversion.8051 kept scanning A/D conversion values, and compared with the setting. Once the concentration of CH4 higher than the setting, the system will open telephone voice alarm, sound-light alarm, close the gas pipeline total valve and other emergency measures automatically. Therefore the system can report the accident information to the user in time, the user can take timely actions, and reduce the loss as far as possible.

Keywords: CH4density； 8051microcontroller； alarm

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 导论 1

1.1 课题研究的背景及目的 1

1.2 国内外研究现状及发展动态 2

1.3 设计内容和研究方法 2

第二章 系统设计方案 4

2.1 系统需求分析 4

2.1.1 系统实现的功能 4

2.1.2 各部分器件的选择 4

2.2 系统的总体构成 6

2.2.1 煤气报警系统的总体构成框图 6

2.2.2 各部分功能简介 6

2.2.3 报警控制系统的特点 7

第三章 系统的硬件设计 8

3.1 单片机主控系统电路设计 8

3.1.1 AT89C51单片机的主要特性及工作模式 8

3.1.2 AT89C51外形及引脚排列。 9

3.1.3 复位电路 11

3.1.4 时钟电路 11

3.2 探测模块 12

3.2.1 MQ-5传感器简介 12

3.2.2 MQ-5传感器工作特性 12

3.2.3 MQ-5传感器引脚功能及连接 14

3.3 电源模块 14

3.3.1 USB接口电源简介 14

3.4 报警模块 15

3.4.1 蜂鸣器报警 15

3.4.2 语音报警模块 16

3.5 LCD1602 显示模块 19

3.5.1 LCD1602特性 19

3.5.2 管脚接口说明 19

3.5.3 LCD1602的指令说明 20

3.5.4 LCD1602与单片机的接口电路 20

3.6 控制模块 21

3.6.1 煤气管道开关的设计 21

3.6.2 排气扇开关的设计 22

3.7 系统整体原理图 23

第四章 系统的软件设计 24

4.1 CH4探测模块的软件设计 24

4.2 语音报警模块软件设计 25

4.3 报警控制模块软件设计 26

第五章 系统仿真与调试 28

5.1 Proteus软件简介 28

5.2 仿真过程 28

5.2.1 绘制电路图 28

5.2.2 程序的编译、链接 29

5.2.3 仿真的运行 30

5.2.4 仿真结果分析 30

5.3 程序调试 30

第六章 总结 32

参考文献 33

附录一：整体电路图 34

附录二：各模块程序清单 35

第一章 导论

1.1 课题研究的背景及目的

随着气体燃料的应用和普及，伴之而来的气体泄漏造成的中毒、爆炸、火灾等事故也时有发生。众所周知CH4是无色、无味、微毒的气体，泄露后不易被人们发觉。甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡，皮肤接触液化的甲烷，可致冻伤。而且当甲烷浓度过高时，遇明火就会发生爆炸。这就对煤气泄漏自动报警控制系统的要求更加迫切。

为了预防煤气的泄露，人们采用了各种措施，家用智能煤气泄漏报警控制系统是为了防止气体中毒的一种家用自动报警装置。当泄露的气体达到危险极限时报警器就会发生声光报警，并播放提前录入的语音内容。

请支付后下载全文，论文总字数：21716字