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编号：
CP-51-2021-005
设计简介：
本设计是基于51单片机的CO检测和报警设计，主要实现以下功能：
①可实现通过MQ-7检测CO浓度
②可实现通过按键设置CO浓度上限值
③可实现CO浓度超标，自动开启风扇及声光报警，并且通过GSM发送短信
④实现通过LCD1602显示CO上限值和测量值
标签：51单片机、LCD1602、MQ-7检测一氧化碳浓度、GSM模块
题目扩展：
基于51单片机的一氧化碳检测和报警设计、基于GSM模块的一氧化碳检测和报警设计
中控部分概述
中控部分以STC89C52单片机为核心，作为整个CO控制器与报警系统的“大脑”。它的主要职责是接收来自输入部分的数据，包括CO浓度值、用户通过按键设置的CO最大值等，并在内部进行逻辑处理和判断。根据处理结果，单片机将发出相应的控制指令，以驱动输出部分的各个模块执行相应的动作。STC89C52单片机凭借其强大的数据处理能力和灵活的编程特性，确保了整个系统的高效运行和准确响应。
输入部分概述
输入部分由三个关键模块组成，共同为中控部分提供必要的信息：
CO检测模块：由CO传感器和ADC0832模数转换器组成，能够实时检测环境中的CO浓度，并将模拟信号转换为数字信号，供单片机读取和处理。
独立按键模块：包含三个独立按键，用户可以通过这些按键来切换显示界面、设置CO浓度的最大值等，从而实现对系统的灵活控制。
供电电路：为整个系统提供稳定可靠的电源，确保所有模块都能正常工作。
输出部分概述
输出部分由五个功能模块组成，根据中控部分的指令执行相应的动作，以实现对CO浓度的监控和报警：
LCD1602显示模块：用于显示当前的CO测量值、用户设置的CO最大值等信息，方便用户实时了解系统状态。
继电器控制风扇模块：当CO浓度超过用户设定的最大值时，继电器闭合，驱动风扇转动，以降低环境中的CO浓度。
SIM900A GSM模块：当CO浓度低于某个预设的最小值时（可能表示传感器故障或异常情况），模块将向用户手机发送异常短信，提醒用户注意。
LED指示灯模块：通过红灯和绿灯的不同状态，直观地显示CO浓度的安全状况。当CO浓度超标时，红灯亮起；当浓度低于最小值时，绿灯闪烁。
蜂鸣器报警模块：当CO浓度超过最大值时，蜂鸣器发出报警声，以提醒用户采取紧急措施。
综上所述，整个CO控制器与报警系统通过中控部分的智能控制，以及输入和输出部分的协同工作，实现了对环境中CO浓度的有效监控和及时报警。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分是MQ-7一氧化碳传感器，第十部分是SIM900A通信模块，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 室内CO浓度检测实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的室内CO浓度为0.04mg/m3,一氧化碳阈值为1.00mg/m3。绿灯闪烁表示正常。
图5-2CO浓度检测实物图
5.3 GSM报警实物测试
如图5-3所示，此设计中一氧化碳传感器检测屋内浓度，当检测到一氧化碳浓度大于我们所设的浓度阈值，蜂鸣器报警，报警红灯亮起，风扇继电器打开。手机端会收到“CO浓度过高，请注意”。
图5-3GSM报警实物图
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的CO控制器与报警系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用了STC89C52单片机作为核心控制器，用于获取输入部分数据并进行内部处理，从而控制输出部分。输入部分包括CO检测模块、独立按键和供电电路。CO检测模块由CO传感器和ADC0832组成，用于实时检测CO浓度。独立按键用于切换界面和设置CO最大值。供电电路为整个系统提供稳定的电源。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制风扇、SIM900A GSM模块、LED和蜂鸣器。LCD1602显示模块用于显示当前CO测量值和CO最大值等信息。继电器控制风扇，当CO浓度超过最大值时，继电器闭合，风扇开始转动。SIM900A GSM模块用于在CO浓度低于最小值时发送异常短信至手机。LED灯在CO浓度超过最大值时亮起，CO浓度低于最小值时闪烁。蜂鸣器在CO浓度超过最大值时发出报警声。通过实验验证，该CO控制器与报警系统能够准确地检测和控制CO浓度，并在CO浓度超过或低于设定阈值时进行相应的报警和控制动作。因此，该系统具有实用性和可靠性，可在各种场合中用于CO浓度监测和报警。
关键词：单片机；MQ-7检测一氧化碳浓度传感器；GSM通信模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.5 SIM900A通信模块
3.6 MQ-7一氧化碳气体传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 室内CO浓度检测实物测试
5.3 GSM报警实物测试
结 论
参考文献
致 谢
