基于51单片机的一氧化碳报警器的设计

摘　要：设计了一种能够自动检测一氧化碳浓度的报警器，当报警器检测到的浓度值超过安全值时，它将发出声光报警信号并可启动外部的排风扇和电磁阀以降低室内的一氧化碳浓度。

关键词：一氧化碳　浓度　气体传感器　单片机　检测

中图分类号：TP391.9

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）008-040-02

1 引言

一氧化碳报警器的核心是气体传感器，俗称“电子鼻”。当气体传感器遇到一氧化碳时，其电阻值随一氧化碳浓度的变化而变化，由此将一氧化碳浓度这一非电量转化为电量，再经过一系列信号处理，便可将浓度转化成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备(如排风扇、电磁阀)。

2 总体方案

2.1 设计思想(如图1)

2.2 方案确定

采用TP-2型传感器，用三路巡回检测的方法检测房间气体浓度，将检测的到浓度结果通过运算放大器放大后送入模/数芯片中进行模—数转换，利用MCS－51单片机控制声音报警以及控制电磁阀和排风扇，并且将气体传感器检测到的浓度值在LED数码显示管上显示出来。报警器的系统组成框图如图2。

3 硬件电路设计

3.1 系统各模块功能介绍

(1)气体浓度检测模块。

程控一氧化碳报警器采用三路巡回检测的方法，可以检测三个不同的房间,也可以用来检测同一个房间三个不同的方位。检测器件采用高温一氧化碳气体传感器TP-2检测房间气体浓度，检测结果将经过高精度运放器放大后送入模/数芯片ADC0809中进行模—数转换。

(2)主控模块。

系统选用MCS－51单片机进行控制。MCS－51系列单片机是美国Intel公司1980年推出的一款高性能8位单片微型计算机。内带4K字节的内存和程序保护系统，便于程序的调试、修改和保存。模数转换芯片采用ADC0809，其接收经过运算放大器放大后的气体传感器的检测值，并将转换后的数据送给单片机进行处理。处理后的信息将通过单片机控制，在LED显示管上显示出来，并且控制事故处理模块。

(3)报警及事故处理模块。

此模块主要由蜂鸣器、电磁阀和排气扇组成。在一氧化碳浓度超过安全值时蜂鸣器工作，提供报警服务。这个时候，用户可以自行关闭煤气，并通过对房间通风来解决。如若1分钟内气体浓度依然超过安全值，系统自动启动排气扇来降低房间一氧化碳浓度，并且关闭电磁阀来防止煤气泄漏造成事故。

3.2 一氧化碳报警器电路原理图

4 软件设计

4.1 软件功能介绍

软件部分是用来配合硬件电路，控制后面电路的响应，以实现设计预定功能。其主要由两部分组成：一是对传感器接受到的信号进行处理，另一部分是实行中断处理，控制事故处理模块。两部分信号的处理都是采用查询方式。本系统采用三点巡回检测，轮换选择3个传感器工作，并且在数码管上轮流显示工作传感器所检测到的浓度值。当检测到的浓度小于指定值时，等待定时器中断；当检测到的浓度超过指定值时，执行中断程序进行事故处理，显示浓度。

5 结论

经过软件调试、电路板的制作和实际环境中的测试，证明该报警器运行稳定、测试数据准确、性能良好，此外该报警器成本低廉、操作简单、安全可靠，非常适合普通家庭的使用，具有很大的推广价值。

参考文献：

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