1.2  气体检测仪的现状

由于气体的多样性，使得气体的特性都有所不同，各种气体都有自己的检测方法，给气体检测带来了难度。市面上的气体检测仪，很多只能检测一种气体，或者只能检测气体是否超标，不能检测浓度。而功能齐全的，成本很高，价格也不菲。同时，气体检测仪的精度和响应速度也需要提高。

1.3  气体检测仪的未来展望

气体检测仪的发展，关键在于气体传感器的发展。相信随着科技水平的发展，气体传感器的精度、成本、抗干扰性、响应速度、外形大小等方面的水平都会得到很大的提升，使得气体检测仪的性能也会得到很好的提升。同时信息科技水平的提升，气体检测仪传导信息的手段也会提升，可以实现自动检测与控制。

1.4  设计的方案选择

本课题需要设计一个以单片机为内核的可以检测多种气体浓度的气体检测仪，同时有超标报警、报警值设置等功能。

对于设计基于单片机的便携式气体检测仪，有以下的几种方案。

第一种是使用电化学的传感器，经过运放组成的调理电路对信号进行放大等处理，然后输入到单片机中，实现气体检测仪的功能。这种方法的特点是测量的精度高，但是制作的成本高，难度也高。

第二种是使用半导体的气体传感器模块，然后买现成的单片机最小系统板，再加上一些LCD等的外围电路构成便携式的气体检测仪。这种方法的特点是制作的难度小，成本低，开发的效率高，但是各模块组合起来比较零散，而且现成的东西太多，系统的灵活性就会变小。

第三种是使用半导体的气体传感器模块，然后后续的单片机、LCD等电路自己设计，这种方法的特点是制作难度、成本、开发速度等都处于上面两种方法之间，系统设计的灵活性就增强了，可以根据自己的需要设计电路的功能，同时可以锻炼自己的动手能力。

综合了以上的几种方法，决定使用第三种。采用第三种方法又有两个方向，就是制作PCB板还是采用万用板来设计。制作PCB板的好处是设计者本身的工作量会减小，可以将更多的时间放在核心东西的开发上，而且可靠性高，但成本也比较高。而使用万用板将元件逐一焊接的方法成本就低得多。考虑时间比较充裕，可以节约成本，故本设计使用万用板来做。

 2  设计方案

本设计是基于单片机的便携式气体检测仪，要实现气体浓度的采集，通过单片机的控制，将检测到的气体状况在LCD液晶显示屏中显示出来，同时对空气的温湿度进行检测，以方便对传感器数据进行补偿修正，对电源的电压也进行监测。当气体浓度超标时，实现蜂鸣器的报警，同时显示哪种气体超标。本设计配置有串口，可以通过串口发送当前的气体浓度值，同时可以以串口接收的方式设计浓度值。本设计需要检测的三种气体为一氧化碳（煤气）、甲烷（天然气）、乙醇（酒精）。

2.1  元器件选型

2.1.1  单片机

本设计的主控制器单片机选择Atmel公司的ATmega16单片机，这是一款8位的AVR单片机，性价还可以，外设丰富。采用哈佛结构，是1T单片机，16KB程序储存空间的Flash，512B EEPROM，1KB SRAM,两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时/计数器，一个具有独立预分频器、比较器功能和捕捉功能的16位定时/计数器，具有独立振荡器的实时计数器RTC，4通道PWM，8路10位ADC，面向字节的两线接口，兼容 ，SPI串行接口，独立振荡器的可编程看门狗定时器，两个可编程串行UART。

2.1.2  气体传感器