摘 要本课题对市场上经常看到的氢气监测控制系统类似产品进行了调研，归纳总结出这一系列产品具有一些普遍的设计缺陷和高昂设计成本等缺点，本文就该现象，提出了“基于STM32的氢气监测系统设计”的研究课题，设计了一款新型氢气监测控制系统，这款系统在正常供电情况下，能够采用其内部高精度的氢气传感器探头来对空气中的氢气浓度进行准确感应，在低于0.1秒时间内能够采集完成氢气浓度，系统将采集到的氢气浓度显示在液晶屏上，从而供用户进行方便查看，当系统检测到氢气浓度超过报警阈值后即可引起声光报警功能，用户可以通过系统中的机械按键来对氢气报警浓度进行灵活设置。在硬件层面主要以各个电路模块作为基础，设计了STM32微处理器最小系统以及子电路部分。在运行调试环节，本次毕业设计进行了反复的运行测试工作，按照各项预期功能指标需求，将研发成果最终能够符合设计要求，经过对调试结果的归纳分析能够得到结论，这种型号的氢气监测控制系统适合推向市面进行普及推广。
目录
一、 引言 1
（一） 氢气监测系统的发展背景 1
（二） 氢气监测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 氢气监测系统的方案设计 2
三、 系统硬件设计 2
（一） 氢气监测系统主控电路设计 2
1. STM32微处理器简介 3
2. 最小系统电路设计 3
（二） 氢气浓度检测电路设计 4
1. MQ8氢气传感器简介 4
2. ADC0832转换器简介 4
3. 氢气浓度检测电路设计 5
（三） 气体报警电路设计 6
1. 有源蜂鸣器简介 6
2. 气体报警电路设计 7
（四） 参数显示电路设计 7
1. LCD1602点阵屏幕简介 7
2. 参数显示电路设计 8
（五） 参数存储电路设计 8
1. AT24C02存储芯片简介 8
2. 参数存储电路设计 9
四、 系统软件设计 9
（一） 氢气监测系统的主程序流程设计 9
（二） 氢气浓度检测子程序设计 10 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 

（三） 气体报警子程序设计 11
（四） 液晶显示子程序设计 12
1. 写数据流程设计 12
2. 写指令流程设计 13
（五） 参数存储子程序设计 13
五、 实物制作与安装 14
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
氢气监测系统的发展背景
本次毕业设计在氢气监测控制系统的研发现状前提下，提出了“基于STM32的氢气监测系统设计的设计课题，本论文进行了对国内外多种优秀设计成果资料的调研，因为这类氢气监测控制系统具有很长的发展之路，从而各种设计资料很多，根据时间的进行，初期氢气监测控制系统在市场上的出现要追溯到电子技术兴起之时，科技水品技术在这个历史阶段具有典型的特征，由于各类学科都处于萌芽阶段，所以这时的氢气监测控制系统尚且没有植入高性能技术，内部电路架构非常简单，在对国内外相关文献的调阅过程中，可以清晰的发现这类系统总是存在一些不可避免的缺陷，但是这些现象没有办法得到彻底解决，比如氢气监测控制系统在长时间工作运行时由于程序代码的缺陷，致使内存出现溢出，从而致使程序跑飞、死机等现象，随着氢气监测控制系统的长时间发展过程，很多资料表示，这些比较清晰的现象在一定程度上是由微型控制器的性能瓶颈所导致的，一份调查数据表明，无论是研发人员还是用户，对于氢气监测控制系统的性能现状总是不能够完全满足，尤其是在氢气监测控制系统对于指令响应速度方面，尽管今日控制器芯片已经实现了32位数据运算能力，而使用者在使用一段时间后，仍然是提出越拉越多的使用需求，而对系统外部数据的采集功能方面，用户需要更为强大的传感器件，从而达到精度更高、采集处理能力更强的探头，这样才可以确保氢气监测控制系统工作的各项性能指标，伴随着32位内核的广泛使用，大批量陈旧的氢气监测控制系统正在不断被淘汰，而随着氢气监测控制系统成熟研发方案的持续推广，大量采用新技术而成的氢气监测控制系统不断涌入市场，这对于老旧技术是一种影响，甚至对氢气监测控制系统的革新和洗涤，这就基本上促进了氢气监测控制系统的不断发展。
氢气监测系统的国内外发展现状
欧美发达国家通过长时间的研发设计，多家企业和机构已经拥有了氢气监测控制系统的关键技术，对氢气监测控制系统的方案确定，尽管外国设计团队并不是能够全面依托自主可控独立完成氢气监测控制系统的设计，但没有面临任何压力，它的研发侧重点主要放在了如何对现有技术进行性能提升，从硬件电路到软件程序代码，全都是关注重点。
本文主要研究内容
这里需要对氢气监测控制系统的各项功能指标进行确立，本论文通过对这款氢气监测控制系统方案的多层面分析，确立了STM32微处理器的主控地位，因为功能指标要求特别高，本论文将通过高效的系统设计法，选用高性能器件，实现各个功能电路模块，搭配软件程序代码，实现每一项预期指标需求，这款系统在正常供电情况下，能够采用其内部高精度的氢气传感器探头来对空气中的氢气浓度进行准确感应，在低于0.1秒时间内能够采集完成氢气浓度，系统将采集到的氢气浓度显示在液晶屏上，从而供用户进行方便查看，当系统检测到氢气浓度超过报警阈值后即可引起声光报警功能，用户可以通过系统中的机械按键来对氢气报警浓度进行灵活设置。
氢气监测系统的方案设计
本次毕业设计对于氢气监测控制系统的设计方法通过下图中的系统结构框图给出，STM32微处理器最小系统当作系统整体的重要部分，通过软硬件接口的配置，将对各个模块进行操控，实现各项预期实现功能，STM32微处理器最小系统与每一个必要电路之间的信号流通关系由图中箭头给出，在此需对每个电路模块在氢气监测控制系统中的功能进行描述。
在实现对空气中氢气浓度的快速采集感应功能方面，本课题才用的传感器探头采用MQ8模块，它具有高速氢气感应功能，在不高于0.1秒时间内，将空气中的氢气实时浓度值转换模拟电压信号进行输出。

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