（一）系统功能设计

STM32单片机火灾燃气煤气CO检测报警器121
本系统由STM32F103C8T6单片机核心板、异常气体传感器、LCD1602液晶显示、蜂鸣器报警、按键控制及电源组成。
1、通过传感器检测传感器实际值，并将传感器实际值显示在LCD1602液晶上。
2、感器检测采用的是AD数据转换，然后经过运算获得的。
3、三个按键设置阈值，分别为设置键、设置+、设置-，其中设置+、设置-只有在设置模式下才能进行操作。
4、在设置模式下，液晶有对应的显示标志，设置阈值存储到单片机Flash中，具有掉电不丢失，无需重新设置。

（二）系统硬件系统分析设计

1、STM32单片机核心电路设计
STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。选择此款控制芯片是因为本系统设计并非追求成本的最低或更小的功耗，而是在实现本设计功能的前提下能够提供更丰富的接口和功能以便于设计实验系统各实验项目所需的外围扩展电路。此款控制芯片在完成单片机课程的学习后上手较为容易，在医疗器械中应用广泛，具有很好的学习、实验研究价值。
一、STM32的主要优点：
（1）使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核
（2） 优异的实时性能
（3） 杰出的功耗控制
（4） 出众及创新的外设
（5） 最大程度的集成整合
（6） 易于开发，可使产品快速将进入市场
二、STM32——最佳的平台选项
对于使用同一平台进行多个项目开发而言，STM32是最
佳的选择：
（1） 从仅需少量的存储空间和管脚应用到需要更多的存储空间和管脚的应用
（2） 从苛求性能的应用到电池供电的应用
（3） 从简单而成本敏感的应用到高端应用
（4） 全系列脚对脚、外设及软件的高度兼容性，给您带来全方位的灵活性。您可以在不必修改您原始框架及软件的条件下，将您的应用升级到需要更多存储空间或精简到使用更少存储空间/ 或改用不同的封装的规格。
STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图如下图所示。
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STM32单片机核心板接口原理图
STM32单片机实物图如下图所示。

STM32单片机核心板实物图

2、按键电路设计
轻触按键是按键产品下属的一款分类产品，它其实相当于是一种电子开关，只要轻轻的按下按键就可以是开关接通，松开时是开关就断开连接，实现原理主要是通过轻触按键内部的金属弹片受力弹动来实现接通和断开的。在本系统中，按键作为系统的输入，起到了人机交互的枢纽作用。按键的单片机控制引脚默认为高电平，当按键按下后，单片机的相关引脚则变成低电平。进而实现对系统的手动输入。注意，按键个数可变。其电路原理图如下图所示。

按键电路原理图

二、LCD1602采用标准的14脚，其接口的引脚说明如下：
（1）第1脚：VSS为地电源。
（2）第2脚：VDD接5V正电源。
（3）第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端。
（4）第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
（5）第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
（6）第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
（7）第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
（8）第15～16脚：空脚
系统中采用LCD1602作为显示器件输出信息。在本电路中电位器可以调节液晶显示的对比度即清晰度。其具体电路原理图如下图所示。

LCD1602液晶显示电路原理图
其实物图如下图所示。

LCD1602液晶实物图

5、MQ-2甲烷CO气体传感器模块电路设计

MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。采用高低温循环检测方式低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V加热）检测可燃气体甲烷、丙烷并清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-9气体传感器对一氧化碳、甲烷、液化气的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳及可燃性的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。。
注意：传感器通电后，需要预热20S左右，测量的数据才稳定，传感器发热属于正常现象，因为内部有电热丝。
一、模块参数
（1）工作电压：直流5伏。
（2）TTL输出有效信号为低电平。（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）
（3）模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。
（4）功耗（电流）：150mA。
（5）对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性。
（6）具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。
（7）快速的响应恢复特性。
（8）采用优质双面板设计，具有电源指示和TTL信号输出指示。
（9）具有DO开关信号（TTL）输出和AO模拟信号输出。
（10）有四个螺丝孔便于定位。
（11）产品外形尺寸：32(L)*20(W)*22(H)。
二、接口说明
（1）VCC 接电源正极5V。
（2）GND 接电源负极。
（3）DO TTL开关信号输出。
（4）AO 小板模拟信号输出（电压信号），0.1-0.3V（相对无污染），最高浓度电压4V左右。
MQ-2甲烷CO传感器接口说明图如下图所示。

MQ-2甲烷CO传感器接口说明图
MQ-2甲烷CO传感器模块接口原理图如下图所示。

MQ-2甲烷CO传感器内部电路图
MQ-2甲烷CO传感器模块实物图如下图所示。

MQ-2甲烷CO传感器模块实物图

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