基于單片機的可燃?xì)怏w泄漏報警器

室內(nèi)煤氣、天然氣的泄漏會嚴(yán)重危害人們的生命和財產(chǎn)安全。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，濃度過高時，會使空氣中氧的含量明顯降低，使人窒息。這兩種可燃?xì)怏w一旦遇到明火，就有發(fā)生爆炸的危險。本文利用STC89C52單片機設(shè)計一種能夠供家庭使用、性能可靠、價格低廉的可燃?xì)怏w泄漏報警器，系統(tǒng)方框圖如圖1所示。它采用氣體傳感器探測周圍環(huán)境中的低濃度可燃?xì)怏w，通過采樣電路，將探測到的可燃?xì)怏w濃度信號傳遞給單片機控制器，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度超過控制器設(shè)定的濃度（達到100×10-6）時，啟動光電報警，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度下降到安全值時，停止報警。另外報警器還通過溫度傳感器的檢測，顯示當(dāng)前室內(nèi)溫度，其主程序流程如圖2所示。

本設(shè)計中采用的控制模塊是STC89C52單片機。它根據(jù)可燃?xì)怏w濃度檢測模塊輸出的高低電平，控制光電報警模塊的工作狀態(tài)，并完成溫度的采集和顯示。

設(shè)計中所用到的氣體傳感器是一氧化碳檢測傳感器MQ-7。它體積小，氣敏元件是用二氧化錫制成的，具有非常好的穩(wěn)定性。氣體濃度檢測模塊主要由MQ-7和LM358組成，其作用是將可燃?xì)怏w的泄漏與否轉(zhuǎn)換為單片機可以識別的高低電平，并將此信號傳到單片機中。當(dāng)氣體濃度檢測模塊檢測到有可燃?xì)怏w泄漏時，傳感器的阻值變小，使晶體管Q5基極電壓上升，晶體管導(dǎo)通后，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(fā)信號。

光電報警模塊由蜂鳴器和LED構(gòu)成，當(dāng)有可燃?xì)怏w泄漏時，單片機P1.3口輸出方波信號，此時LED閃爍，蜂鳴器以相同的頻率發(fā)出聲音，產(chǎn)生光電報警信號，提醒用戶采取相應(yīng)措施。

本文所設(shè)計的報警器的另一個功能就是可以進行溫度顯示，此模塊主要由溫度傳感器DS18B20和數(shù)碼管組成。這種傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線就可以進行數(shù)據(jù)傳輸，從而簡化了電路。DS18B20將檢測到的溫度值轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，并送給單片機進行處理。溫度顯示利用4位數(shù)碼管，分別顯示符號位、十位、個位和小數(shù)位，利用動態(tài)掃描的方式來顯示當(dāng)前室內(nèi)的溫度值。為了增加單片機I／O口的驅(qū)動能力，采用8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器74LS245進行段位驅(qū)動。

本文所設(shè)計的報警器性能可靠、節(jié)能環(huán)保、價格低廉，適合一般普通居民家庭使用。

（作者單位：江蘇省常州技師學(xué)院）