基于单片机煤气控制器(检测仪)设计与实现毕业设计

基于单片机煤气控制器(检测仪)设计与实现

毕业设计说明书

题目：基于单片机的

煤气控制器设计与实现

摘要

煤气已成为人们生活中必不可少的能源，煤气泄漏事件时有发生，给人们的人生安全和财产安全带来了很多隐患，怎样防止煤气中毒和爆炸已成为人们的迫切需要,因此,煤气控制器应运而生。

本课题设计一款煤气控制器，监控煤气炉附近是否有煤气泄漏现象，当煤气泄漏值超过安全标准时，系统进行声光报警，显示煤气的浓度，并发出同步信号控制电磁阀切断气源和控制排气扇进行通风。该设计以单片机为核心器件，以煤气传感器检测气体浓度并用液晶显示浓度，当浓度超过警戒值时，系统进行声光报警。该设计以煤气电磁阀控制煤气的开关,以继电器控制排气扇的开关,从根本上解决安全使用燃气的问题，有效避免因燃气泄漏造成的火灾、爆炸、窒息、死亡等恶性事故的发生。

本设计经测试，最终实现了课题要求的各个功能，基本实现了煤气控制器的设计。

关键词：单片机；煤气；报警；控制

Abstract

The gas has been an essential source of energy in our common life, but gas leak events sometimes occur, which bring many hidden troubles to humans’ life safety and property security. So how to prevent gas poisoning and explosions comes into needed. Therefore, the gas controller came into been, when gas leak exceeds the safety standards, gas detector will make a spot and acousto-optic alarm immediately and displays gas concentration. In addition, the gas detector can send out signals to holding control the electromagnetic valve to cut off gas source and the exhaust fan to be free, finally terminates the gas accident, no matter there is anyone there or not.

The subject is to design a kind of gas controller to detect whether there is gas leak or not, if there is something unusual, it can cut off the gas sources automatically and ventilate. This design uses single chip as core component, gas sensor to detect gas concentration and display it on the LCD. In addition, uses gas electromagnetic valve as the executive body to open or close gas source and relay to control shut-down of accidents such as fire, explosion, strangling and death caused by gas leak.

This design finally fulfilled every function that designed after testing, therefore realizing the conceive of gas controller basically.

Key words:gas ; alarm; solenoid valve; draft fan

1 系统设计 (1)

1.1设计任务 (1)

1.2 设计要求 (1)

2 方案论证 (1)

2.1系统构成方案 (2)

2.2控制器系统方案 (2)

2.3 A/D转换电路方案 (2)

2.4显示电路方案 (3)

2.5人机交流电路方案 (3)

2.6声光报警电路方案 (4)

2.7控制电路方案 (4)

3 系统框图及主要部分介绍 (4)

4 硬件电路设计与调试 (4)

4.1单片机最小工作系统电路 (4)

4.2数据采集电路 (6)

4.2.1 MQ-5简介 (6)

4.2.2数据采集电路 (8)

4.3 A/D转换电路 (9)

4.4 人机交流电路 (9)

4.5 显示电路 (10)

4.6 声光报警电路 (11)

4.7 控制电路 (11)

4.7.1电磁阀控制模块 (11)

4.7.2风扇驱动模块 (12)

5 软件设计与调试 (13)

5.1 软件设计方法 (13)

5.2 程序流程图 (13)

5.3 电压-浓度曲线的拟合 (15)

5.4 软件部分的调试 (19)

6 测试结果 (20)

6.1 测试仪器 (20)

6.2 煤气控制器的测试 (20)

6.3 CO参数测试 (20)

谢辞...................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 (25)

附录 (26)

附录一原理图 (27)

附录二 PCB图 (27)

附录三程序清单 (28)

引言

近年来，随着生活水平的增高，全国煤气行业发展迅猛，煤气，液化气，天然气等能源已在千家万户得到了广泛的应用。燃气的普及与应用无疑对改善境质量和提高人们的生活质量发挥了巨大的作用。然而，由于使用不当或者设备老化等原因导致的燃气泄漏引发的中毒，爆炸，火灾时有发生，直接威胁着人们的生命安全和财产安全，及时发现可燃气体的泄漏将是安全使用可燃气体的一个重要方面。

一般的煤气报警器功能单一，性能稳定性差，必须手动关煤气阀门，在无人的时候还是会引起火灾、爆炸等灾难。而大型的监控系统价格昂贵，需专门的技术人员管理，不适合家用。因此，为了防止这类灾难的发生，为了让燃气更好的造福于民，造福于社会，煤气控制系统应运而生。煤气控制系统的应用减少了各种因燃气泄露而引发的爆炸及火灾等灾难，它具有成本低，性能稳定，可靠性高等特点。

煤气控制系统以单片机为核心，当煤气传感器检测到煤气，其电阻值会随着浓度的变化而变化，从而产生一个电信号，经信号调理电路后转化成电压信号，再经过A/D转化后传给单片机，当空气中的煤气浓度超过警戒值时，单片机驱动声光报警，并且通过自动关闭煤气电磁阀及时切断气源，驱动排风扇进行通风将有毒气体排出室外，从而防止了灾难的发生。

本设计加入了人机交流部分，用户可以根据自身需要设定报警值。煤气控制器的设计与应用，从根本上解决安全使用燃气的问题，有效避免因燃气泄漏造成的火灾、爆炸、窒息、死亡等恶性事故的发生，可广泛应用于城市安防，小区，工厂，学校，家庭，燃气运输等众多领域。

1系统设计

1.1设计任务

本课题要求设计一款煤气控制器，监控煤气炉附近是否有煤气泄漏现象，如有异常可自动关闭气源并进行通风。

1.2设计要求

（1）选用合适的煤气传感器，对液化气，天然气，人工煤气有较好的灵敏度，探测范围可达300～10000ppm，要求响应时间:≤10s；

（2）选用合适安装的煤气电磁阀，气体浓度达到设定报警值，就联动关闭气阀；（3）当气体浓度达到设定报警值，能驱动排风扇通风；

（4）单片机实现数据记录，驱动声光报警；

2方案论证

煤气控制器由MCU模块，数据采集模块，A/D转换模块，人机交流模块，显

示模块和控制模块组成。

2.1系统构成方案

（1）方案一

采用NE555时基电路设计,本报警电路由气敏元件QM-N5和电位器RP组成气体检测电路，时基电路555和其他外围元件组成多谐振荡器。它适用于对可燃性气体的检测、检漏、监控，它的适用范围：可燃性气体，如天燃气、煤气、液化石油气、氢气、一氧化碳、烯烃类等气体。因此用QM-N5可作为煤气、可燃气等的检测探头。

（2）方案二

系统以单片机为核心，由MCU模块，数据采集模块，数据处理模块，人机交流模块，声光报警模块和控制模块，采用气敏元件MQ-5采集煤气数据。当可燃气体浓度超过控制电路设定值时，控制器通过执行机构发出报警信号并关闭阀门，进行通风。此系统方案简单，具有灵敏度高、稳定性好、响应和恢复时间短等特点。

（3）方案总结

比较以上两种方案，方案一电路结构简单、工作可靠、成本低和易于实现,但该系统功能单一，不能确保在无人的情况下自动切断气源，避免灾难的发生。方案二硬件资源简洁、价格低廉，系统能将复杂的硬件功能全部采用软件实现，因此系统控制灵活，易于扩展，可以从根本上解决安全使用燃气的问题，有效避免因燃气泄漏造成的火灾、爆炸、窒息、死亡等恶性事故的发生。

2.2控制器系统方案

（1）方案一

采用FPGA,其优点是运行速度快，内部程序并行运行,有处理更复杂功能的能力，但成本也相对高。

（2）方案二

采用AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，其成本相对较低，在设计过程中，只需对其IO口进行操作即可。

（3）方案总结

比较以上两种方案，方案一运行速度快，但是成本高，虽然51单片机运行速度低的多，但是其价格便宜。该设计是常用的电压采集，对运行速度没有太高的要求，用51单片机完全能完成要求。

2.3 A/D转换电路方案

(1)方案一

采用积分型AD转换器，其工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)

或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率。

(2)方案二

采用并行比较型AD转换器，它采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。其转换速率极高。

(3)方案三

采用逐次比较式A/D转换器，逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辨率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

（4)方案总结

比较以上三种方案，方案一由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低，电路设计与连接复杂。方案二虽然转换速率极高，但是电路规模极大，价格也贵，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。方案三速度较高，功耗低在低分辨率（<12位）时价格便宜，因此选用分辨率为8位的ADC0809。

2.4 显示电路方案

(1)方案一

选用数码管动态显示。它由单片机实现动态扫描，只需外接少量三极管作为驱动电路，电路简单，便于控制，并且价钱便宜。但是占用大量I/O资源，以及单片机内部资源，显示不稳定。

(2)方案二

选用液晶显示模块。它有很多不可替代的优点，首先，它显示方便，显示信息全面，内容丰富，很符合人机交互的要求；其次，它有自己的存储器，显示时只要按照时序将数据写入其中即可，不用进行扫描，也就不用占用CPU,并且它能显示丰富的字符。

（3)方案总结

比较以上两种方案，方案一占用大量I/O资源以及单片机内部资源，并且显示不稳定。而在设计中，剩余的I/O口有限，并且需要显示的内容比较多，所以选用方案二。

2.5 人机交流电路方案

由于本设计只需要4个按键，而且MCU的I/O口资源足够，所以每个按键就对应一个I/O口即可解决。用户可通过该模块按照自己的需求设定报警值，并且当有人发现报警时，可通过按键退出报警。

2.6 声光报警电路方案

该模块由三个发光二极管和一个蜂鸣器组成。三个发光二极管分别表示正常工作，临界报警，报警。蜂鸣器在煤气浓度超过警戒值时报警。

2.7 控制电路方案

该模块由电磁阀和排风扇组成。电磁阀用于关闭气源，排风扇进行通风，将有毒气体排出室内。该模块中，由5v 的继电器控制220v 的排风扇，当煤气浓度超过报警值时，单片机可控制电磁阀使之关闭，自动关闭气源，并且驱动继电器使排风扇进行通风。

3 系统框图及主要部分介绍

图3.1 系统原理框图 本系统原理图如图3.1所示。 本设计以单片机为核心，煤气传感器检测煤气浓度，并把煤气浓度转换成电阻值，对不同种类，不同浓度的气体有不同的电阻值；信号调理把电阻值转换成电压值，并把信号调理到AD 可以采集的范围；AD 转换电路把采集来的模拟电压转换成单片机可以处理的数字电压；单片机对采集的数字信号进行处理和判断，运用一定的算法计算出煤气浓度并送到LCD 显示器显示出来。用户可以通过按键设定自己需要的报警值。当检测气体浓度超出设定报警阀值时，单片机驱动声光报警，并且通过控制电磁阀关闭气源，通过控制继电器驱动排风扇进行通风。

4 硬件电路设计与调试

基于单片机的煤气控制器的硬件电路可以分为MCU 模块、数据采集模块、A/D 转换模块、人机交流模块、显示模块和控制模块，下面具体介绍各单元电路的设计。

4.1 单片机最小工作系统电路

单片机的本设计的核心部分。原理图如图4.1所示。数据采集模块将采集到的数据经A/D 转换之后传给单片机，单片机进行判断，并将电压值转化成浓度，送到显示电路显示其浓度，当浓度达到报警值时，单片机驱动声光报警电路、控制电路。

煤气传感器

信号调理 AT89S51单片机

电磁阀 煤气罐 浓度显示 声光报警 继电器 风扇 按键

图4.1单片机最小系统

单片机最小系统包括单片机时钟振荡电路、复位电路、下载线接口等。复位电路是采用按键脉冲复位，它是利用RC微分电路产生正脉冲来达到目的。晶振电路结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。下面分别介绍复位电路和时钟电路。

（1）复位电路简介

①复位电路原理图

复位电路原理图如图4.2所示。本设计是利用按钮脉冲复位，利用RC微分电路产生正脉冲来达到目的。

图4.2复位电路原理图

②复位电路的作用

完成单片机的初始化,即把系统的PC值初始化为0000H，使单片机开始重新运行程序。所以，当单片机运行出错或进入了死循环时，可按复位键重新启动。

③电路复位方式

单片机系统的复位方式有上电自动复位和按键手动复位两种,其电路结构分别如图4.3所示。上电复位利用电容器充电来实现。按键复位又分按钮电平复位

和按键脉冲复位。按钮电平复位将复位端通过电阻与Vcc 相接；按钮脉冲复位利用RC 微分电路产生正脉冲来达到复位目的。

图4.3复位电路

（2）时钟电路的设计

①时钟原理

时钟电路的原理图如图4.4所示。选用12M 大小的晶振。

图4.4时钟电路

②时钟电路的作用

时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号，从而保证单片机正常工作。单片机工作所需的同步时钟信号主要有两种方法产生，第一种是由单片机片内部时钟电路并结合外部晶振、电容产生，第二种是直接从单片机外部引入时钟脉冲信号。

③时钟电路的要求

为了保证单片机同步工作方式的实现，系统应在唯一的时钟信号控制下，严格地按时序进行工作。另外,在设计电路板时，晶体振荡器和电容应尽量安装得与单片机靠近些，以减小寄生电容的存在，从而更好的保障系统稳定、可靠的工作。

4.2 数据采集电路

数据采集电路是煤气控制器非常重要的组成部分，该模块选用气敏传感器MQ-5采集煤气浓度。当煤气传感器检测到煤气，其电阻值会随着浓度的变化而变化，从而产生一个电信号。

4.2.1 MQ-5简介

80C51VCC VCC RESET VSS 1 k 80C51VCC VCC RESET VSS

RESET R1R2(a) 上电自动复位

(b) 按键手动复位200 +C R

1 k

C +

MQ-5是一种气敏传感器。MQ-5型气敏元件对不同种类，不同浓度的气体有不

同的电阻值。它对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度，对乙醇、烟雾几

乎不响应，有快速的响应恢复特性和长期的使用寿命和可靠的稳定性，它简单的

测试电路。

（1）MQ-5的规格简介

①标准工作条件如表4.1所示：

表4.1标准工作条件

符号参数名称技术条件备注

Vc 回路电压≤15V AC or DC

VH 加热电压 5.0V±0.2V AC or DC

RL 负载电阻可调

RH 加热电阻31Ω±3Ω室温

PH 加热功耗≤900mW

②环境条件如表4.2所示：

表4.2环境条件

符号参数名称技术条件备注

Tao 使用温度-10℃-50℃

Tas 储存温度-20℃-70℃

Rh 相对湿度小于95%Rh

O2 氧气浓度21%(标准条件)

氧气浓度会影响灵敏度

特性

最小值大于２％

③灵敏度特性表4.3所示：

表4.3 MQ-5规格

符号参数名称技术参数备注

Rs 敏感体电阻10KΩ- 60KΩ

(1000ppm 甲烷)探测范围：

300-5000ppm

液化气，天然气，煤气。

α

(1000ppm/5

000ppm

CH4)

浓度斜率≤0.6

标准工作条件

温度：20℃±2℃Vc:5.0V±0.1V 相对湿度：65%±5% Vh: 5.0V±0.1V

预热时间不少于24小时

（2）MQ-5测试电路

MQ-5测试电路如图4.5所示。

根据测试电路可以得出，Rs/RL=(Vcc-Vout)/Vout。气敏传感器需要预热一段时间，待其稳定后，AB端相当于一个电阻，即Rs，Rs随着浓度的增大减小。滑动变阻器RL选用20kΩ，H外接5V的电源，A端接5v电压，B端与滑动变阻

器分压输出。

图4.5 MQ-5测试电路

（3）MQ-5灵敏度特性曲线

图4.6 MQ-5型灵敏度特性

MQ-5型气敏传感器的灵敏度特性曲线如图4.6所示。Rs 为气敏传感器在不同气体、不同浓度下的电阻值，Ro 为气敏传感器在洁净空气中的电阻值,经测量，Ro=11.5K Ω。根据MQ-5的灵敏度特性曲线和测试电路，可以得出电压与浓度的关系。

4.2.2数据采集电路

数据采集电路如图4.7所示。在数据采集电路中，煤气传感器MQ5检测煤气的浓度，并将其检测到的浓度转化成电阻值，不同的浓度对应不同的电阻值。滑动变阻器R00分压输出，取R00=20K Ω。由于输出电压在0~5V 间变化，所以运放LM358在这里起电压跟随器的作用，起缓冲及隔离作用，有阻抗匹配的作用。在本设计中，由于检测的气体是煤气，煤气的主要成分的CO

，所以把输出电压MQ-5

0.1

1

10100100010000

ppm R s /R o H2

LPG

CH4

CO

alcohol

Air

代入CO的电压-浓度关系式就可以求出浓度。本设计还可以检测CH4、alcohol 等燃气。

图4.7 数据采集电路

4.3 A/D转换电路

图4.8 A/D转换电路

A/D转换电路如图4.8所示。在A/D转换电路中，由于只需用一个通道，所以选用IN0，ADD-A、ADD-B、ADD-C接地，IN0采集数据，ADC0809将IN0采集的模拟电压转换成数字电压送至单片机的P0口。ADC0809需要500KHz的时钟信号，由单片机提供。VREF（＋）接+5V，VREF（－）接地。

4.4人机交互电路

人机交互电路如图4.9所示，人机交互模块可以让用户自己设定报警值，并且当用户听见报警时，可以退出报警。由于按键只有四个，所以每一个按键对应

一个I/O口。按下按键S5，报警值加100；按下按键S4，报警值减100；当按下S3时确定报警值；按下按键S2，系统退出报警。该模块加入上拉电阻，上拉电阻可以产生上拉电压，使电路更稳定。

图4.9人机交互模块

4.5显示电路

图4.10显示电路

显示电路如图4.10所示，液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里采用字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等。本课设使用2行16个字液晶屏。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的

符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

本模块用于显示煤气的浓度值和用户设定的报警值。

4.6声光报警电路

声光报警电路如图4.11所示，它由三个发光二极管和蜂鸣器组成。正常时，绿色发光二极管亮；当接近警戒值时，黄色发光二极管闪烁；当超过警戒值时，红色发光二极管闪烁，黄色和绿色发光二极管灭，同时，蜂鸣器响。

图4.11声光报警模块

4.7控制电路

控制电路由电磁阀控制模块和风扇驱动电路组成。电磁阀模块用于关闭气源，风扇驱动模块用于通风，将有毒气体排出。

4.7.1电磁阀控制模块

电磁阀控制模块如图4.12所示，本设计选用燃气电磁阀。燃气电磁阀是燃气管道的安全紧急切断装置。它可与燃气泄漏报警系统连接或与消防及其他智能报警控制终端模块等连接，实现现场或远程自动/手动紧急切断气源，确保用气安全。当发生有害的强烈震动时，阀门会自动关闭。

在电磁阀控制模块中，由于电磁阀的额定电压是3V，而电路提供的电压是5V，所以利用二极管降压，二极管还有驱动作用。电磁阀不通电时默认关闭状态，上

电即可导通。当检测煤气浓度超过警戒值时，单片机给三极管一个低电平，三极管截止，电磁阀关闭；当检测煤气浓度低于警戒值时，单片机给三极管一个高电平，三极管导通，电磁阀导通。

图4.12电磁阀控制模块

4.7.2风扇驱动模块

风扇驱动电路如图4.8所示，由5V的继电器控制220V的排风扇。继电器在这里起开关作用。由单片机来控制继电器的开关，从而控制排风扇的转停。

图4.13风扇驱动模块

4.8 硬件电路调试

硬件是系统的躯体，硬件的好坏直接影响了结果，也影响了程序调试的进度。硬件调试是整个系统设计的重要环节。在调试时，采用各模块分开测试，即分别编写各模块的程序，看个模块是否正常工作。下面介绍在调试过程中遇到的问题及解决方法。

（1）先下一个程序到单片机，看下载口是否可以用，经测试，发现无法正常下载程序。检查后发现，是因为单片机下载口和液晶显示共用了I/O口，所以下载

程序的时候需把液晶1602取下来即可正常下载。

（2）检查复位电路，发现复位电路不工作，仔细观察后，发现是原理图上复位按键的一端未加VCC，经改正后，复位电路可以工作。

（3）再分别测试各模块，单片机可以正常工作，液晶显示模块能够正常工作，ADC0809能够采集煤气传感器传来的信号。

（4）声光报警电路的发光二极管可以正常工作，但是蜂鸣器不能正常工作。开始时蜂鸣器装在NPN三极管的集电极，由于NPN三极管的基极未加限流电阻，而射极直接接地，所以当单片机给高电平给三极管基极时，基极其实只有0.7v，所以蜂鸣器声音不会响，把蜂鸣器接到射极，蜂鸣器有压降，并在基极接上一个限流电阻，蜂鸣器即可正常工作。

（5）人机交流模块不能正常工作，由于在检查人机交流模块时，开始只检查了P3_7口控制的按键，发现其反应时间很长，也就是要按很久才会有反应，开始以为是延时的问题，但是无论怎么修改程序，情况都没有改善，后来发现按键是坏的，换了一个按键即可。

（6）风扇驱动模块不能正常工作，由于继电器封装和买的继电器不一致，所以割线后，继电器能正常工作。

（7）本设计中的燃气电磁阀有三根线，当在红黑两根线接入3V电压时，电磁阀导通，在黄黑两根线接入3V电压时，电磁阀关闭。由于燃气电磁阀不上电时默认关闭状态，而在红黑两根线接入3V电压时呈导通状态，所以在设计中，把黄线剪断，只需用三极管控制红黑两根线间是否有电压即可。三极管导通时，红黑两根线间接入3V电压，电磁阀导通；三极管不导通时，红黑两根线间没有电压，电磁阀关闭。

5软件设计与调试

如果说硬件是电路的躯体，那么软件就是让这个躯体动起来的灵魂。软件的设计要基于硬件的基础，以设计的功能为方向来实现。

软件设计主要包括AD采集模块，显示模块，键盘模块以及浓度的换算模块。

5.1 软件设计方法

设计一个好的应用软件，必须充分考虑如下的一些设计原则。

（1）软件在结构上应清晰、简洁、流程合理。

（2）各功能子程序应实现模块化、子程序化，以便于调试、连接、移植和修改。（3）程序存储区、数据存储区应合理规划，做到既节约内存容量，又方便操作。（4）对需要特殊抗干扰的应用系统应采用软件抗干扰措施，以提高系统的可靠性。

5.2 程序流程图

（1）主程序流程图如图5.1所示。

开 始

关闭

排气扇

声光报警

更新显示声光报警

是否有按键

按下？

是否超限

打开煤气

Y

Y

N

N 系统初始化

调采样子程序

按键扫描

程序

调显示子程序

更新显示关闭煤气并启动排气扇

Y N

是否超限

图5.1程序主流程图

5.3 电压-浓度曲线的拟合

MQ-5气敏传感器只能把煤气浓度转化成电阻，经信号调理后输出电压信号，因此需要找出电压和浓度的关系式，才能显示煤气的浓度。

（1）电压-浓度关系式的计算方法

MQ-5的灵敏度曲线如图5.4所示。根据MQ-5的灵敏度曲线和本设计的数据采集电路，可以得到Vout 和浓度的离散点关系，经测试，Ro=11.5K Ω,取RL=20K Ω，计算过程如下：先列出每一点浓度对应一个Rs/Ro 值，再求出Rs ，通过数据采集电路可得Rs/RL=(Vcc-Vout)/Vout 即Rs/20=(5-Vout)/Vout .因此可以求出每一点浓度对应的电压值，通过曲线拟合，可以得出电压和浓度对应的关系式。

图5.4 MQ-5的灵敏度曲线

（2）电压-浓度曲线拟合过程

下面分别介绍CO 、alcohol 、CH4的电压-浓度曲线的拟合过程。

①CO 电压—浓度曲线

CO 的电压—浓度计算过程如表5.1所示。 表5.1 CO 的电压-浓度计算过程

浓度（ppm ） RS/RO RS （K Ω）

Vout （V ） 100 4.30 49.45

1.44 200 3.95 45.43

1.53 300 3.70 4

2.55

1.60 400 3.50 40.25

1.66 500 3.40 39.10

1.69 600 3.35 38.53

1.71 700 3.10 35.65

1.79 800 3.08 35.42 1.80 MQ-5

0.1

1

10100100010000

ppm R s /R o H2

LPG

CH4

CO

alcohol

Air

单片机课程设计 简易计算器的设计

目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)

简易计算器的设计 学生：李飞马鹏超舒宏超 指导老师：王孝俭 摘要：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 关键词：单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法，掌握矩阵扫描的编程方法，掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除，具备清零、等于功能，16个按键功能依次为：数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1．设计要求及功能分析 1.1设计要求： 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器，实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个，一个AT89C51单片机芯片，一个液晶显示屏，一个4*4键盘和一个排阻（10K）做P0口的上拉电阻，可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能： 首先，计算器可现实8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其他位全部不显示；

单片机类毕业设计题目汇总

单片机类毕业设计题目汇总

单片机类毕业设计题目汇总 1.孔子时钟的设计 2.?全自动节水灌溉系统--硬件部分 3.?数字式温度计的设计 4.?温度监控系统设计 5.?基于单片机的语音提示测温系统的研究 6.?简易无线电遥控系统 7.?数字流量计 8.?基于单片机的全自动洗衣机 9.冰塔智能水位控制系统 10.?温度箱模拟控制系统 11.?超声波测距仪的设计 12.?基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现 16X16点阵显示屏 13.?基于AT89S51单片机的数字电子时钟 14.?基于单片机的步进电机的控制 15.?基于单片机的交流调功器设计 16.?基于单片机的数字电压表的设计 17.弹片机的数字钟设计 18.?智能散热器控制器的设计 19.弹片机打铃系统设计 20.?基于单片机的交通信号灯控制电路设计 21.?基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计 22.?基于单片机的安全报警器 23.?基于单片机的八路抢答器设计 24.?基于单片机的超声波测距系统的设计 25.?基于MCS-51数字温度表的设计 26.?电子体温计的设计 27.?基于AT89C51的电话远程控制系统 28.?基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器 29.?基于单片机的数控稳压电源的设计 30.?基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究 31.?基于单片机的空调温度控制器设计

32.?基于单片机的可编程多功能电子定时器 33.?单片机的数字温度计设计 34.?红外遥控密码锁的设计 35.?基于51单片机的语音识别系统设计 36.?家用可燃气体报警器的设计 37.?基于数字温度计的多点温度检测系统 38.?基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计 39.?基于单片机的数字频率计的设计 40.?基于单片机的数字电子钟设计 41.?设施环境中温度测量电路设计 42.?汽车倒车防撞报警器的设计 43.?篮球赛计时记分器 44.?基于单片机的家用智能总线式开关设计 45.?设施环境中湿度检测电路设计 46.?基于单片机的音乐合成器设计 47.?设施环境中二氧化碳检测电路设计 48.?基于单片机的水温控制系统设计 49.?基于单片机的数字温度计的设计 50.?基于单片机的火灾报警器 51.?基于单片机的红外遥控开关设计 52.?基于单片机的电子钟设计 53.?基于单片机的红外遥控电子密码锁 54.?大棚温湿度自动监控系统 55.?基于单片机的电器遥控器的设计 56.?单片机的语音存储与重放的研究 57.?基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 58.次外遥控电源开关 59.?基于单片机的低频信号发生器设计 60.?基于单片机的呼叫系统的设计 61.?基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 62.?基于单片机的密码锁设计 63.?单片机步进电机转速控制器的设计 64.術AT89C51控制的太阳能热水器

基于单片机空气质量检测仪设计(毕业设计)

基于单片机空气质量检测仪设计 摘要 随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关注。人的一生中有三分之二的时间是在居室内度过的。本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以室内空气中有毒有害气体的监测监控为背景，是以STC工公司的一款8位超低功耗单片机STC90C51为控制核心，能够实现对室内温度，湿度，VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。仪器采用锂电池供电，具有良好的便携性和通用性，并且使用LCD1602点阵式液晶屏显示菜单，有良好的人机对话界面。同时设计了声光报警系统，实现在参数超标时及时的报警。室内智能空气品质监测仪体积小，功耗低，操作简单，适合应用于家庭和社区的医疗健康保健，能够实时知道室内空气的质量。 关键词：STC90C51，室内空气品质，LCD显示，温湿度，VOC气体

BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER AIR QUALITY TESTER DESIGN ABSTRACT We paid more attention to the environment and health problems especially, indoor air quality (IAQ) conditions with the development of the national economy and the improvement of people's living standard. In that, about two-thirds of people's life spent in the house. In this paper, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor which will be studied in this paper, is on the background of toxic and harmful gases, and based on an STC 8-bit working ultra-low power MCU STC90C51 as control core. It can process, display, and alarm the real-time acquisition indoor temperature, humidity, VOC gas and so on. The instrument is powered by lithium batteries with a good portability and versatility. What’s more, it uses the LCD1602 dot matrix LCD screen to display menu, and has a good interactive interface. At the same time sound and light alarm system is designed to achieve a timely manner when the parameter level exceeds the limit. With the features of small size, low power consumption, operating easily, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor is suitable for family and community health care for its real-time acquisition of indoor air quality. KEY WORDS：STC90C51, IAQ, LCD display, Temperature and humidity, VOC gas

基于单片机毕业设计(论文)开题报告

徐州工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于单片机的住宅小区煤气 泄露实时报警器设计 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 所在学院： 专业名称： 徐州工程学院 20 年月3日

说明 1．根据《徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它

课题 名称 基于单片机的住宅小区煤气泄露实时报警器设计 课题 来源 社会生产实践课题类型工程设计类 选题的背景及意义 近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。为此设计出家用煤气泄漏报警控制器。 煤气泄漏的危害 一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状 50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度 200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力 400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命 800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；2-3小时内死亡1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心；1小时内死亡 3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟内死亡 6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心；10-15分钟死亡 12800ppm 1-3分钟内死亡

单片机课程设计计算器

课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：

学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至

格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。

课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。

基于单片机的毕业论文题目有哪些

基于单片机的毕业论文题目有哪些 很多物联网专业的学生对单片机非常感兴趣，不光是对专业的热爱，另外由于单片机是集成电路芯片，是控制整个流程最基础的环节，大多数理科生对这种控制式设计充满着好奇，下面，我们学术堂整理了多个基于单片机的毕业论文题目，欢迎各位借鉴。 基于单片机的毕业论文题目一： 1、基于单片机的压电加速度传感器低频信号采集系统的设计 2、基于单片机的超声测距系统 3、基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设计 4、基于单片机的工业在线数字图像检测系统研究与实现 5、基于FPGA的8051单片机IP核设计及应用 6、基于单片机的军需仓库温湿度测控系统研究 7、单片机多主机通信模式在粮库温湿度监控系统中的应用 8、基于单片机的中小水电站闸门控制系统 9、基于单片机的正弦逆变电源研制 10、单片机实验教学仿真系统的设计与开发 11、基于单片机的温湿度检测系统的设计 12、基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现 13、基于单片机的多功能温度检测系统的设计与研究 14、基于单片机的温度控制系统的研究 15、行为导向教学策略在职校单片机课程教学中的应用研究 16、逻辑电路与单片机的虚拟实验系统设计与实现

17、基于单片机的LED显示系统 18、基于单片机的校园安防系统 19、基于MSP430单片机的红外甲烷检测仪设计及实现 20、基于高性能单片机的无线LED彩灯控制系统的设计与实现 21、基于AVR单片机教学实验板的设计 22、基于单片机的阀岛控制系统的研究 23、基于AT89S51单片机实验开发系统设计 24、基于单片机和GPRS数据传输技术的研究 25、基于HCS12单片机的智能车底层控制系统研究 26、单片机GPRS智能终端及远程工业监控技术研究 27、基于单片机的MODBUS总线协议实现技术研究 28、基于单片机的室内智能通风控制系统研究 29、基于单片机的通用控制器设计与实现 30、基于单片机控制的PTCR阻温特性测试系统的设计与实现 31、Proteus在单片机教学中的应用 32、基于单片机的变频变压电源设计 33、基于单片机的监控系统控制部分的设计 34、基于单片机的葡萄园防盗报警系统设计 35、基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 36、基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 37、基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现 38、基于单片机的高精度随钻测斜仪系统开发 39、基于16位单片机MC9S12DG128B智能车系统的设计 基于单片机的毕业论文题目二： 40、基于单片机的压力/液位控制系统的设计研究 41、单片机与Internet网络的通信应用研究 42、基于单片机控制的温室环境测控装置研究 43、具有新型接口的MCS-51单片机实验系统设计 44、基于单片机控制的直流恒流源的设计 45、基于单片机的模糊控制方法及应用研究 46、基于AT89S52单片机的煤矿瓦斯监测系统的研制 47、基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究 48、基于DTMF技术的单片机远程通信系统研究 49、基于单片机的GPRS无线数据采集与传输系统的设计 50、基于单片机控制的柴油机喷油泵数据采集系统的设计与实现 51、基于谐振技术及MK单片机的多路升压器研究设计 52、基于单片机的数据串口通信 53、基于单片机的智能寻迹系统设计 54、压电式阀门定位器与单片机实验装置研制 55、基于单片机的微型电子琴研究与实现 56、基于单片机的恒温恒湿孵化器系统设计 57、基于16位单片机MC9S12XS128的两轮自平衡智能车的系统研究与开发

AT89C51单片机C实现简易计算器

AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图：

二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：

（二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示：

基于单片机的毕业设计题目

单片机类 业设计 刷电子时钟的设计 刷全自动节水灌溉系统--硬件部 刷数 式温度计的设计 刷温度 控系统设计 刷基于单片机的语音提示测温系统的研究 刷简易无线电遥控系统 刷数 流 计 刷基于单片机的全自动洗衣机 刷水塔智能水 控 系统 刷温度箱模拟控 系统 刷超声波测距仪的设计 刷基于51单片机的L司号点阵显示屏系统的设计与实 16×16点阵显示屏 刷基于A切89分51单片机的数 电子时钟 刷基于单片机的步 电机的控 刷基于单片机的交流调 器设计 刷基于单片机的数 电压表的设计 刷单片机的数 钟设计 刷智能散热器控 器的设计 刷单片机打铃系统设计 刷基于单片机的交通信 灯控 电路设计 刷基于单片机的电话 程控 家用电器系统设计 刷基于单片机的安全 警器 刷基于单片机的 路抢答器设计 刷基于单片机的超声波测距系统的设计 刷基于MC分-51数 温度表的设计 刷电子体温计的设计 刷基于A切89C51的电话 程控 系统 刷基于A三R单片机幅度 调的号号分信 发生器 刷基于单片机的数控稳压电源的设计 刷基于单片机的室内一氧化碳 测及 警系统的研究 刷基于单片机的空调温度控 器设计 刷基于单片机的 编程多 能电子定时器 刷单片机的数 温度计设计 刷红外遥控密码锁的设计 刷基于61单片机的语音识别系统设计 刷家用 燃气体 警器的设计 刷基于数 温度计的多点温度检测系统 刷基于凌 单片机的语音实时采集系统设计 刷基于单片机的数 频率计的设计 刷基于单片机的数 电子钟设计 刷设施 境中温度测 电路设计 刷汽车倒车 撞 警器的设计 刷篮球赛计时记 器

刷基于单片机的家用智能总线式开关设计 刷设施 境中湿度检测电路设计 刷基于单片机的音乐合成器设计 刷设施 境中二氧化碳检测电路设计 刷基于单片机的水温控 系统设计 刷基于单片机的数 温度计的设计 刷基于单片机的火灾 警器 刷基于单片机的红外遥控开关设计 刷基于单片机的电子钟设计 刷基于单片机的红外遥控电子密码锁 刷大棚温湿度自动 控系统 刷基于单片机的电器遥控器的设计 刷单片机的语音 储与 放的研究 刷基于单片机的电 热炉温度控 系统设计 刷红外遥控电源开关 刷基于单片机的 频信 发生器设计 刷基于单片机的呼叫系统的设计 刷基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 刷基于单片机的密码锁设计 刷单片机步 电机转速控 器的设计 刷由A切89C51控 的太 能热水器 刷 盗与恒温系统的设计与 作 刷A切89分52单片机实验系统的开发与 用 刷基于单片机控 的数 气压计的设计与实 刷智能压力传感器系统设计 刷智能定时器 刷基于单片机的智能火灾 警系统 刷基于单片机的电子式转速 程表的设计 刷 交车汉 显示系统 刷单片机数 电压表的设计 刷精密三F转换器与MC分-51单片机的接口技术 刷基于单片机的居室安全 警系统设计 刷基于89C2051 IC卡读/写器的设计 刷PC机与单片机串行通信设计 刷球赛计时计 器设计 刷 系列PCL五层电 控 系统设计 刷自动起闭光控窗帘设计 刷单片机控 交通灯系统设计 刷基于单片机的电子密码锁 刷基于51单片机的多路温度采集控 系统 刷点阵电子显示屏-- 业设计 刷超声波测距仪-- 业设计 刷单片机对玩 小车的智能控 业设计论文 刷基于单片机控 的电机交流调速 业设计论文

单片机类毕业设计资料题目汇总

单片机类毕业设计题目汇总 1. ?电子时钟的设计 2. ?全自动节水灌溉系统--硬件部分 3. ?数字式温度计的设计 4. ?温度监控系统设计 5. ?基于单片机的语音提示测温系统的研究 6. ?简易无线电遥控系统 7. ?数字流量计 8. ?基于单片机的全自动洗衣机 9. ?水塔智能水位控制系统 10. ?温度箱模拟控制系统 11. ?超声波测距仪的设计 12. ?基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现16×16点阵显示屏 13. ?基于AT89S51单片机的数字电子时钟 14. ?基于单片机的步进电机的控制 15. ?基于单片机的交流调功器设计 16. ?基于单片机的数字电压表的设计 17. ?单片机的数字钟设计 18. ?智能散热器控制器的设计 19. ?单片机打铃系统设计 20. ?基于单片机的交通信号灯控制电路设计 21. ?基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计 22. ?基于单片机的安全报警器 23. ?基于单片机的八路抢答器设计 24. ?基于单片机的超声波测距系统的设计 25. ?基于MCS-51数字温度表的设计 26. ?电子体温计的设计 27. ?基于AT89C51的电话远程控制系统 28. ?基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器 29. ?基于单片机的数控稳压电源的设计 30. ?基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究 31. ?基于单片机的空调温度控制器设计 32. ?基于单片机的可编程多功能电子定时器 33. ?单片机的数字温度计设计 34. ?红外遥控密码锁的设计

35. ?基于51单片机的语音识别系统设计 36. ?家用可燃气体报警器的设计 37. ?基于数字温度计的多点温度检测系统 38. ?基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计 39. ?基于单片机的数字频率计的设计 40. ?基于单片机的数字电子钟设计 41. ?设施环境中温度测量电路设计 42. ?汽车倒车防撞报警器的设计 43. ?篮球赛计时记分器 44. ?基于单片机的家用智能总线式开关设计 45. ?设施环境中湿度检测电路设计 46. ?基于单片机的音乐合成器设计 47. ?设施环境中二氧化碳检测电路设计 48. ?基于单片机的水温控制系统设计 49. ?基于单片机的数字温度计的设计 50. ?基于单片机的火灾报警器 51. ?基于单片机的红外遥控开关设计 52. ?基于单片机的电子钟设计 53. ?基于单片机的红外遥控电子密码锁 54. ?大棚温湿度自动监控系统 55. ?基于单片机的电器遥控器的设计 56. ?单片机的语音存储与重放的研究 57. ?基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 58. ?红外遥控电源开关 59. ?基于单片机的低频信号发生器设计 60. ?基于单片机的呼叫系统的设计 61. ?基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 62. ?基于单片机的密码锁设计 63. ?单片机步进电机转速控制器的设计 64. ?由AT89C51控制的太阳能热水器 65. ?防盗与恒温系统的设计与制作 66. ?AT89S52单片机实验系统的开发与应用 67. ?基于单片机控制的数字气压计的设计与实现 68. ?智能压力传感器系统设计 69. ?智能定时器 70. ?基于单片机的智能火灾报警系统

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

基于单片机的空气质量检测仪的设计与实现

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4214281274.html, 基于单片机的空气质量检测仪的设计与实现作者：彭玲 来源：《科学与信息化》2017年第08期 摘要本文主要介绍了基于arduino单片机和夏普GP2Y1010AUOF粉尘传感器的空气质量PM2.5测量设计系统。该系统通过传感器多次采集空气粉尘浓度数据，把相应的模拟量传回单片机，系统通过模数转换、滤波算法，最后把检测到PM2.5浓度数值显示到OLED显示屏 上，如果检测值超过了污染指标，就发出警报提醒使用者，除此之外，还加入了温湿度和时间，增加了设备的实用性。该设计对检测空气质量，提高人们的生活质量以及环境意识，促使人们改善环境，具有重要的意义，因此应用前景非常广泛。 关键词单片机；传感器技术；滤波算法；PM2.5 引言 由种种环境空气污染带来的危害是人所皆知的，人们也越来越渴望有个空气干净的居住环境，每天都看不到雾霾天气，呼吸新鲜空气。对PM2.5进行更深入细致地研究，可以有助于 我们了解身边的空气质量。天气预告往往只能给出某一个地区的近期空气质量大体情况，带有不少的时间、地域局限性。因此设计出一款轻便、小巧的PM2.5、温湿度检测仪对我们实时了解身边空气质量具有重要的意义和市场价值。 2 总体设计 本设计将单片机与传感器相结合，开发和研究时采用模块化设计的方案，系统架构图如图1所示，实现集成温湿度、空气PM2.5监测为一体的环境质量检测系统。 3 硬件设计 3.1 MCU（微控制单元） 本设计采用Arduino uno R3核心板作为开发单片机，是Arduino USB接口系列的最新版，集成了USB接口贴片芯片ATmega16U2和ICSP在线串行编程接口。其MCU是使用ATMEGA328P-PU芯片，是一款高性能、低功耗的8位AVR微处理器。另外最重要的是它分别集成了6个独立的ADC模拟输入口和6个PWM数字输出口，这极大地方便了传感器等设备在其身上的应用。 3.2 PM2.5粉尘传感器 本设计采用的是一款GP2Yl010AUOF光学空气质量传感器，其内部结构为对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，使其能够探测到空气中尘埃反射光[1]。相对于同类产品

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计

基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计 目录 前言 (1) 第1章本课题的主要研究容、方法及总体设计 (3) §1.1 课题设计的容 (3) §1.2课题设计的方法 (3) 第2章空气质量检测仪的硬件设计 (5) §2.1 空气质量检测仪系统简介 (5) §2.1.1 系统硬件结构及原理 (5) §2.2 STC90C51单片机简介 (5) §2.2.1STC90C51主要性能参数： (6) §2.2.2时钟电路模块 (7) §2.2.3复位电路模块 (7) §2.3传感器的选用 (8) §2.3.1气体传感器 (8) §2.3.2温湿度传感器 (10) §2.4模数转换电路设计 (16) §2.5声光报警电路设计 (18) §2.6液晶显示电路设计 (18) §2.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能 (19) §2.6.2LCD1602的指令说明及时序 (20) §2.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (23) §2.6.4LCD1602的一般初始化过程 (24) §2.7按键电路设计 (25) §2.8电路电源设计 (25) §2.9本章小结 (26) 第3章空气质量检测仪的软件设计 (27)

§3.1 系统软件设计思路 (27) §3.1.1 编程语言的选择 (27) §3.1.2 软件功能需求 (27) §3.2软件模块设计 (28) §3.2.1主程序模块 (28) §3.2.2AD转换模块 (30) §3.2.3液晶显示模块 (30) §3.2.4声光报警模块 (30) §3.2.5按键模块 (30) §3.3本章小结 (31) 第4章仿真调试 (32) §4.1系统硬件调试 (32) §4.1.1 常见的硬件故障 (32) §4.1.2硬件调试方法 (32) §4.2 系统软件调试 (33) §4.3本章小结 (34) 结论 (35) §1主要结论 (35) §2展望 (35) 参考文献 (37) 致谢 (38) 附录 (39) 附录一 (39) 附录二 (40)

基于单片机的电子钟设计毕业论文。。

基于单片机的电子时钟设计 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。 数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定 时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 关键字：数字电子钟单片机 数字电子钟的背景 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法

单片机4X4键盘计算器课程设计报告书

《单片机课程设计报告》 教学院： 专业班级： 学号： 学生： 指导教师： 时间： 地点：

单片机课程设计任务书 一、课题名称 单片机课程设计 二、设计目的 为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的单片机课程设计。通过实训使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 三、设计容 设计基于51单片机的简易计算器系统电路，并以该电路为基础进行编程，要求能够实现0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 四、设计要求 1、设计简易计算器，要求能对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。 4、编写无符号数加、减、乘、除运算、输入和显示的程序。 5、对系统的进行综合和调试，使其具有对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 6、编写课程设计的总结

六、设计报告 课程设计报告的基本容至少包括封面、正文、附录三部分。课程设计报告要求统一格式，字体工整规。 1、封面 封面包括“《单片机课程设计》课程设计报告”、班级、、学号以及完成日期等。 2、正文 正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成： （1）课程设计题目； （2）课程设计任务与要求； （3）设计过程（包括设计方案、设计原理、创新点以及采用的新技术等）； （4）方案的比较与论证； （5）硬件电路设计，各个模块的设计与器件的选择； （6）软件程序的设计与调试； （7）课程设计总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法；技术实现技巧和创新点；作品存在的问题和改进设想等）； 3．附录 附录1：系统设计原理图 附录2：系统硬件元器件清单 附录3：系统的程序 七、考核方式与成绩评定办法 及格（60分～69分）、60分以下为不及格。

基于单片机的气体检测系统设计..

高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生：号： 专业层次：院（系）： 指导教师：职称： 科技学院 二O一三年九月十五日

摘要 本论文研究设计了一种用于公共场所及室具有检测及超限报警功能的室空气质量检测系统。其设计方案基于89C51单片机，选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器和MQ-5气体传感器。系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示甲醛浓度值。文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。 另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。本系统的量程为0-10ppm，精度为0.039ppm 。 关键词: 甲醛检测，天然气检测，AT89C52单片机

ABSTRACT This thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo pany. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process.When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded，To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm，Testing staff to remind.At the same time，The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming. In addition, the system signals a concentration pensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm. Keywords:Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip