單片機有毒氣體泄漏報警器

摘 要：本文利用單片機和氣體傳感器設計一種能夠供家庭使用，性能可靠，價格低廉的有毒氣體泄漏報警器，同時還通過溫度傳感器的檢測，在四位一體的數碼管上顯示實時溫度。

關鍵詞：單片機；氣體傳感器；溫度傳感器；報警器

總所周知，室內煤氣、天然氣的泄漏會嚴重危害人們的生命財產安全。而煤氣的主要成分是一氧化碳，天然氣的主要成分是甲烷。這兩種氣體都是有毒氣體，當濃度過高時，空氣中氧含量明顯降低，會使人窒息。而且當這兩種可燃氣體遇到明火，就會有引發爆炸的危險。本文提出，利用單片機和氣體傳感器設計一種能夠供家庭使用，性能可靠、價格低廉的有毒氣體泄漏報警器，同時還通過溫度傳感器的檢測，在數碼管上顯示當前溫度。

一、系統功能

在有毒氣體濃度達到100ppm時，啟動光電報警；

當有毒氣體濃度下降到小于100ppm安全值時，停止報警；數碼管顯示當前溫度。

二、硬件方框圖

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三、各部分組成及工作原理

1.系統的核心控制芯片選用STC89C52單片機。它根據有毒氣體檢測傳感器輸出的高低電平，控制聲光報警的工作狀態，并完成實時溫度的采集和顯示。

2.有毒氣體檢測采用的是一氧化碳檢測傳感器MQ-7。它體積小，由非常穩定的二氧化錫制成氣敏元件，將有毒氣體的泄漏與否轉換為有利于單片機識別的高低電平。當有毒氣體的濃度達到100ppm時，傳感器的阻值變小，晶體管基極電壓上升，晶體管導通后運算放大器LM358的反相輸入端電壓小于同相輸入端電壓，此時輸出為0，該信號輸入到單片機中作為報警觸發信號。當有毒氣體的濃度小于100ppm時，傳感器的阻值變大，使晶體管基極電壓下降，晶體管截止后運算放大器LM358的反相輸入端電壓大于于同相輸入端電壓，此時輸出為1，不報警。

3.光電報警模塊由蜂鳴器和LED構成。當檢測到有毒氣體泄漏時單片機P1.3口輸出2Hz方波信號，此時LED閃爍，蜂鳴器以相同的頻率發出聲音，產生聲光報警信號，提醒用戶有煤氣、天然氣泄漏，采取相應措施。

4.溫度檢測和顯示由溫度傳感器DS18B20和4位一體的數碼管組成。DS18B20將檢測到的溫度值轉換成二進制數，送給單片機進行處理。為了增加單片機P2口的驅動能力，采用8路同相三態雙向總線收發器74LS245，將它的使能端和方向控制端都接地，此時74LS245的工作狀態為數據由B向A傳送。八段數碼管段選位通過限流電阻接到74HC245的A總線，74HC245的B總線接單片機的P2口。由于室溫不會超過3位數，因此百位不顯示，但是室溫可能在0度以下，因此增加符號位的顯示。用4位八段數碼管顯示溫度，4位分別顯示符號位、十位、個位、一位小數位。數碼管的4位位選信號接晶體管集電極，4個晶體管的基極B1～B4分別接單片機的P3.1～P3.4口。

四、結束語

目前市場上常用的有毒氣體泄漏報警器主要是面對工礦和化工企業。一般價格昂貴，不易于操作，不適宜普通家庭的使用。本文利用單片機設計的有毒氣體泄漏報警器，性能可靠，當泄漏氣體濃度一旦超過設定值，立即報警。它操作簡便，無需安裝人員操作，通電即可使用，而且節能環保。它價格低廉，適合在一般普通居民家庭中使用，以減少因煤氣、天然氣泄漏而造成的事故發生。

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