**单片机设计介绍，基于51单片机煤气天然气CO检测报警器排气风扇断气
文章目录
一 概要
基于51单片机煤气天然气CO检测报警器排气风扇断气系统概要如下：
一、系统概述
本系统旨在利用51单片机为核心控制器，结合气体传感器、排气风扇和燃气阀门等设备，实现对煤气、天然气及CO浓度的实时监测。当检测到环境中这些气体的浓度超过安全阈值时，系统将自动启动报警装置，启动排气风扇排出有害气体，并切断燃气供应，从而确保人员及财产安全。
二、系统组成
51单片机：作为系统的核心控制器，负责接收气体传感器的数据，执行控制逻辑，并控制报警装置、排气风扇和燃气阀门等硬件设备的工作状态。
气体传感器：用于实时监测环境中煤气、天然气及CO的浓度，并将浓度数据转换为电信号发送给51单片机。这些传感器应具有高灵敏度和稳定性，以确保准确检测气体浓度。
报警装置：在气体浓度超过安全阈值时，发出声音和/或光信号，提醒人员注意。报警装置应具有足够的响度和亮度，以确保在嘈杂环境中也能被及时发现。
排气风扇：在气体浓度超过安全阈值时，自动启动排气风扇，将有害气体排出室外，降低室内气体浓度。排气风扇应具有足够的排风量，以确保在短时间内将有害气体排出室外。
燃气阀门：在气体浓度超过安全阈值时，自动切断燃气供应，防止燃气泄漏造成更严重的后果。燃气阀门应具有快速切断和可靠密封的功能，以确保在紧急情况下能够迅速切断燃气供应。
电源模块：为系统提供稳定的电源供应，确保系统能够持续稳定地工作。
三、工作原理
气体传感器实时监测环境中煤气、天然气及CO的浓度，并将浓度数据转换为电信号发送给51单片机。
51单片机接收气体传感器的数据，并与预设的安全阈值进行比较。
当气体浓度超过安全阈值时，51单片机控制报警装置发出声光报警信号，同时启动排气风扇排出有害气体。
51单片机还控制燃气阀门切断燃气供应，以防止燃气泄漏造成更严重的后果。
四、系统特点
实时监测：系统能够实时监测环境中煤气、天然气及CO的浓度，确保及时发现安全隐患。
自动化控制：系统能够自动启动报警装置、排气风扇和切断燃气供应，无需人工干预。
高效排气：排气风扇具有足够的排风量，能够在短时间内将有害气体排出室外。
安全可靠：系统具有高灵敏度和稳定性的气体传感器以及快速切断和可靠密封的燃气阀门，确保在紧急情况下能够迅速响应并保障安全。
该系统在家庭、学校、工厂等需要监测煤气、天然气及CO浓度的场所具有广泛的应用前景。
二、功能设计
功能：
煤气/co传感器模块、LED指示灯、蜂鸣器报警、风扇控制、继电器控制及电源组成。
1、异常气体传感器实时检测煤气浓度，浓度分为低中高3档，并分别用绿灯、黄灯和红灯指示，浓度到达相应的档位，则相应的灯亮，指示灯指示安全状态。
2、浓度达到中档的时候继电器断开，表示切断气体管道。
3、当浓度达到高档的时候，蜂鸣器报警，风扇启动，疏散煤气。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25