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西华大学课程设计说明书

目录

1前言

2总体方案设计

2.1主控芯片选择

2.2显示模块选择

2.3可燃气体信号采集传感器选择

2.4A/D转换部分

2.5电源的选择

3理论分析与计算

3.1MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数

3.2相关理论值计算

4单元模块电路设计

4.1可燃气体信号采集部分

4.2显示部分

4.3A/D转换部分

4.4报警显示部分

4.5最小系统及按键

5软件设计

5.1程序结构图

5.2程序代码

6系统调试

6.1系统硬件调试

6.1.1排除逻辑故障

6.1.2排除元件故障

6.2系统软件调试

7设计总结

8参考文献

附录一：系统总图.

附录二：相关程序.

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1前言

随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类

和应用范围在不断增加，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏

将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视程度日益增加

的同时，对生产技术手段也进行不断的提高，研制一种新型、性能稳定、准确

监测可燃性气体报警控制器势在必行。

而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，

采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优

点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、

修正效果。因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思路。

本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来

检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。

STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。

同时，设计出的可燃性气体报警控制器具有操作简单，实用性强，价格便宜，安

全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场所使用，具有很高的实用

价值。

正是由于可燃性气体报警控制器对于安全生产的重要性，国内外有众多厂家

研制、生产这一产品。从运用所学知识和实际意义出发，研制一种固定式可燃性

气体报警控制器，它主要对以烷类气体为主的多种可燃性气体进行检测控制。

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2总体方案设计

2.1主控芯片选择

方案一：STC89C52系列单片机，此系列单片机比较常用、价格便宜、操作

简单、独立的I/O口数量较多，方便购买。但属于8位单片机，计算能力一般，

功耗高，加密性能弱，体积大。

方案二：DSP430系列单片机电压低，功耗低,3.3V供电，16位，运行速度

快，内置硬件乘法器，乘除法运算都为单周期指令，片内集成资源丰富，有两组

普通普通口具有中断功能。但是相对STC89C52系列单片机成本较高，耐压值低，

容易被烧毁。

方案三：ARM32位系列单片机以及处理器，与传统的8位微处理器相比速度

更快，性能更强，资源丰富，比如中断、AD、LCD控制器、DMA、存储系统等等。

ARM开发一般重点是操作系统和应用程序。缺点就是在低端应用时ARM性价比较

低，开发难度也更大，新手入门较困难。

确定方案：考虑到实际开发中，STC89C52系列单片机性能已经完全足够，

同时基于成本考虑，主控芯片采用STC89C52。

2.2显示模块选择

方案一:LCD1602液晶也叫LCD1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、

数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，

每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每