摘  要

随着社会的进步和人们生活水平的提高，煤气或天然气已成为多数家庭的燃料，由于煤气泄露和使用天然气不当而引起的火灾给人们的生命财产安全带来了极大的隐患。怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要，为此我们开发研制了程控一氧化碳报警器。

本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路和系统软件，研制了一氧化碳报警器原理样机。

该仪器对一氧化碳进行实时网络监控，从主机控制多个分机，分机同时巡回检测多个观测点，当一氧化碳的浓度超过允许值时，控制电路进行报警，并通过外接排风扇与电磁阀对其进行控制，以防事故的发生；同时设计的一氧化碳报警器能够实现远程控制，利用串口通信原理使主监控室能够监控到每一个报警器，当一氧化碳浓度过大时报警提示主机，使得该一氧化碳报警器具备了程控功能。

本文设计采用的芯片主要是单片机和数模转换芯片。利用单片机在控制这一方面的应用，采用三路巡回检测的方法。主体电路部分分为浓度检测及显示部分、主控部分以及报警和事故处理部分。用单片机实现对主体电路的控制。设计的过程充分利用了单片机良好的控制性能，对A/D转换的数据能够进行运算分析，将传感器检测的气体浓度在LED上显示出来，并且能够分析数据控制报警事故处理模块。

对原理样机的调试结果表明，所完成的设计实现了设计任务规定的基本功能。此外，为了满足监控的需求，在系统中增加了通信接口，实现了网络监控功能，这部分超出了设计任务书规定的任务。

关键词：一氧化碳；报警器；单片机

引  言... 3

1  绪 论... 4

1.1 课题背景... 4

1.2 一氧化碳报警器的概述... 5

1.3 课题研究的目的及意义... 5

1.4 系统设计主要任务... 6

2  方案设计... 6

2.1 设计要求... 6

2.2 初始方案... 7

2.2.1系统方案的选择. 8

2.2.2系统方案的确定. 10

2.3 系统组成... 10

2.3.1一氧化碳报警器系统的三大部分. 11

2.3.2系统各个模块功能说明. 12

2.3.3系统功能扩展. 13

3  硬件电路设计... 13

3.1 设计使用的基本知识介绍... 13

3.2 芯片介绍[4]及相关电路模块设计... 14

3.2.1主控电路原理. 14

3.2.2电源电路. 18

3.2.3传感器的选择及电路. 20

3.2.4事故处理电路的设计. 23

3.2.5显示电路的设计. 25

3.2.6 计算机串口通信的技术与其标准. 28

3.3设计的硬件电路... 34

4  软件部分... 35

4.1 单片机编程... 35

4.1.1软件部分设计的功能. 35

4.1.2程序框图和主要程序介绍. 36

4.2 上位机（PC机）编程... 38

4.2.1 VB下串行通信的方法. 38

4.2.2串行通信的控件MSComm及其使用方法. 38

5  系统制作及调试... 40

5.1系统PCB板的设计... 40

5.1.1确定PCB的大小. 40

5.1.2布局. 40

5.1.3布线. 40

5.2 硬件调试... 41

5.2.1检测元器件. 41

5.2.2检测各个引脚信号. 41

5.3 软件调试... 41

6  结论... 42

谢  辞... 43

参考文献... 44

附录1. 45

1.3 课题研究的目的及意义

设计出性能更加可靠，经济实惠的程控一氧化碳报警器。

目前，现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或公共场所的检测，价格高昂，对家庭也是不适应的。因此，本次设计所面对的是广大居民，其优点在于：

（1）成本低廉并能对一氧化碳准确报警。

（2）该产品无需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连续使用、方便简捷。

（3）能起到预防一氧化碳中毒的效果，使人们高枕无忧。该产品必须能够有效预防广大农村居民的冬季燃煤取暖一氧化碳中毒事件的发生，同时也能够给城镇居民安全使用天然气提供有力的保障。

1.4 系统设计主要任务

     本文利用单片机电路制作程控一氧化碳报警器。设计过程中最关键的两个部分：系统硬件的设计和控制软件的编写。这也是在设计过程中需要解决的最关键的问题。

（1）硬件问题

程控一氧化碳报警器的硬件主要有3大部分，即浓度检测及显示模块、主控模块和报警及事故处理模块。浓度检测模块主要由燃气传感器组成，它是整个系统中最关键的元件。主控模块由单片机及其相关软件组成，由程序对单片机进行控制。事故处理模块主要由蜂鸣器和排气扇等组成，这个模块是对燃气浓度过高的时候进行紧急处理。硬件的设计需要单片机、模电及其数电的相关知识。在解决这一问题的过程中，需要查阅大量资料，结合所学知识，向老师获取帮助。

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