室内空气质量检测仪设计毕业设计论文
室内甲醛检测仪设计毕业论文

青岛农业大学毕业论文(设计)题目:基于单片机的室内甲醛检测仪的设计*名:***学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化班级:2008.01学号:********指导教师:***2012年6月18日毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。
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论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................ I I 1 绪论.. (1)1.1 引言 (1)1.2 甲醛检测仪的种类 (1)2 整体设计方案 (1)2.1 系统设计的基本要求 (1)2.2 系统设计的思想 (1)2.3 系统设计方案的对比选择 (1)3 设计开发工具介绍 (3)3.1 单片机的概念和特点 (3)3.2 单片机的发展和趋势 (4)3.3 STC12C5A60S2单片机 (4)3.4 LTC1049CN8运算放大器 (5)3.5 LCD1602液晶显示屏 (6)3.6 甲醛传感器 (7)4 系统硬件设计 (9)4.1 系统整体电路的原理 (9)4.2 系统晶振电路的设计 (10)4.3 系统复位电路的设计 (10)4.4 系统放大电路的设计 (12)4.5 系统单片机及显示电路的设计 (12)4.6 系统报警电路设计 (13)5 系统软件设计 (15)5.1 程序编写语言介绍 (15)5.2 编译软件介绍 (15)5.3 主程序模块 (20)5.4 模数转换 (20)5.5 按键模块 (22)5.6 液晶显示模块 (24)6 设计总结 (28)6.1 全文总结 (28)6.2 心得体会 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)基于单片机的室内甲醛检测仪的设计摘要众所周知,甲醛对人体的危害很大, 在当今的社会中甲醛通过各种途径侵入人们的生活,特别是在房屋装修的过程中,装修材料中残留大量的甲醛,所以应如何快速高效的检测室内甲醛的含量是否超标就显得尤为重要。
基于51单片机的室内空气质量检测系统设计毕业论文

基于单片机的气体质量检测系统的设计摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。
其设计方案基于89C51单片机,选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器和MQ-5气体传感器。
系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由LCD显示甲醛浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时,操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外,该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理,减少了测量误差,因此,具有较高的测量精度,而且结构简单,性能优良。
本系统的量程为0-10ppm,精度为0.039ppm 。
关键词: 甲醛检测/天然气检测/AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded,To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm,Testing staff to remind. At the same time,The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
空气质量检测毕业设计

空气质量检测毕业设计空气质量检测毕业设计随着城市化的不断发展,空气污染问题日益凸显,对人们的健康和生活环境造成了严重的影响。
因此,如何有效地检测和监测空气质量成为了一个重要的课题。
本文将探讨一个关于空气质量检测的毕业设计,旨在提供一种可行的解决方案。
首先,我们需要明确空气质量检测的目的。
空气质量检测的主要目标是评估空气中的污染物浓度,包括颗粒物、有害气体等。
这些污染物对人体健康和环境都有潜在的危害,因此准确地测量它们的浓度对于制定环保政策和改善空气质量至关重要。
其次,我们需要选择合适的检测方法。
目前,常见的空气质量检测方法包括传感器检测、化学分析和光学测量等。
传感器检测是一种简单且经济的方法,但其准确性和稳定性有待提高。
化学分析能够提供更准确的结果,但需要专业的实验室设备和技术。
光学测量则可以通过光的散射或吸收来测量污染物的浓度,具有高灵敏度和实时性的优势。
在设计中,我们可以结合多种检测方法,以提高准确性和稳定性。
例如,可以使用传感器进行实时监测,并定期采集样本进行化学分析以确保结果的可靠性。
同时,光学测量可以作为一种辅助手段,用于检测特定污染物的浓度。
除了检测方法,我们还需要选择合适的检测设备。
空气质量检测设备通常包括传感器、采样器、分析仪器等。
传感器是检测的核心,可以选择基于电化学、光学或物理原理的传感器。
采样器用于收集空气样本,可以选择主动式或被动式采样器,根据实际需求确定采样时间和频率。
分析仪器则用于对采集到的样本进行化学分析或光学测量。
在设计过程中,我们还需要考虑数据处理和结果展示的问题。
空气质量数据通常是大量的、多维度的,因此需要进行合理的处理和分析。
可以使用数据挖掘和机器学习的方法,对数据进行分类、聚类和预测,以便更好地理解和解释数据。
结果展示可以采用图表、地图等形式,直观地展示空气质量的变化和趋势。
最后,我们需要考虑实际应用中的问题。
空气质量检测通常需要在不同的环境条件下进行,例如室内和室外、城市和农村等。
基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现

基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现近年来,随着人们对生活质量的重视程度不断提高,室内空气质量逐渐成为大家关注的焦点。
室内空气质量的好坏与我们的健康密切相关,因此设计一种能够实时监测室内空气质量的检测仪显得尤为重要。
本文将介绍一种。
一、设计思路在设计室内空气质量检测仪时,首先需要明确设计的目标与要求。
本次设计旨在实现对室内空气中的温度、湿度、PM2.5、PM10等指标进行实时监测,并以直观的方式展示给用户。
为了达到这个目标,我们选择了STM32微控制器作为主控芯片,并配合相关的传感器和模块进行数据采集和处理。
二、硬件设计1. 主控芯片选择:STM32F103C8T6是一款性能优越的ARM Cortex-M3内核微控制器,具有高性能和低功耗的特点。
其丰富的外设资源和强大的处理能力,使其成为本次设计的首选。
2. 传感器选择:为了实现对室内空气质量的监测,我们选用了DHT11温湿度传感器和尘埃传感器GP2Y1051AU0F。
DHT11传感器能够实时采集室内的温度和湿度数据,GP2Y1051AU0F传感器则可检测空气中的PM2.5和PM10的浓度。
3. 显示模块选择:为了使用户能够直观地了解室内空气质量数据,我们选用了128x64点阵LCD显示屏。
三、软件设计1. 系统架构设计:在软件设计方面,我们采用了单片机与传感器的直接连接方式。
主控芯片通过GPIO口和传感器进行通信,接收传感器发送的数据并进行处理,最后将处理后的数据通过串口发送给显示屏进行显示。
2. 传感器数据采集:每个传感器都有对应的数据协议和通信方式,我们需要对其进行驱动程序的编写。
例如,对于DHT11传感器,我们需要使用单总线协议进行数据的读取;对于GP2Y1051AU0F传感器,我们需要使用模拟输入通道来读取传感器的输出。
3. 数据处理与显示:主控芯片接收到传感器发送的数据后,进行简单的数据处理和校验。
在LCD显示屏上,我们将温度、湿度、PM2.5和PM10的数值展示出来,并根据不同的数据范围设置不同的背景色,以便用户对室内空气质量有直观的了解。
基于单片机的室内空气质量检测系统设计毕业论文

华北科技学院毕业设计(论文)
基于单片机的室内空气质量检测系统设计
设计总说明
随着生活质量的提高,人们开始不断改善自己的居住环境,各种室内装饰、装修材料被 大量的使用。而这些材料中有大量的甲醛,直接影响着人们的健康。甲醛也叫蚁醛,是 一种有刺激性气味的易溶的无色气体,是一种潜在的致癌物质。低浓度的甲醛会导致鼻 炎、咽炎、结膜炎等,随着甲醛浓度的增高,甚至会导致人类的死亡。甲醛是人们日常 生活和工作环境中严重危害人体健康的气体,它主要存在于人们室内装修材料中,并且 会持续挥发很长时间。 在人们入住新装修好的房子后,由于室内装修木材以及油漆还 有涂料中含有的以甲醛为主的有害人体健康的气体在不断的挥发到室内,如果挥发浓度 达到一定值时就会对人的健康产生一定的损害。生活在一个甲醛浓度超标的环境中,人 们会出现不同程度的恶心,头晕,失眠等症状影响人们的健康。甲醛它对人们的神经干 扰使人们产生一系列的病状反应。在这种环境下,室内甲醛浓度测定仪对我们的生活就 显得格外有重要和必要。室内甲醛浓度测定仪它能够对室内甲醛浓度进行检测并且驱动 相应的改善控制质量的设备来达到改善室内环境的要求。在人们对生活品质要求提高, 更加注重身体健康的今天,人们对家具建材以及各种装修室内材料的要求也提高了很 多,人们一是到了甲醛对身体的影响是多么的大。所以人们去找出甲醛的主要来源,首 先从根源上尽量减少甲醛在室内环境中出现的可能,然后再通过在室内安装甲醛浓度测 量仪和通风设备来改善环境,增加人们的健康指数。人们这种不止追求舒适和视觉上的 享受而且注重内在品质的生活态度为甲醛测定系统的发展提供了主要动力。空气中装修 材料含有的甲醛等有害气体危害人的健康,癌症的高发可以说很多都和空气质量有关。 现代人们重视装修,但是却很少有人在装修之后对自己的室内进行检测,所以要求学生 设计一个室内空气质量的检测系统,为及时了解和改善室内空气质量提供依据和可能 性。也使人们为重视室内空气质量而做出自己的努力。以空气中装修材料甲醛等有害气 体为被测对象。采用单片机为控制中心,完成对空气浓度的实时采集处理、报警和显示 等功能。设计的报警系统,能够实现在浓度超标时及时的报警。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文

《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步,室内空气质量问题已经成为了现代社会的一大关注焦点。
人们越来越关注空气的清洁度和健康因素。
为此,我们提出了一种基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现。
这款产品能够实时监测室内空气中的多种有害物质,如PM2.5、甲醛、TVOC等,并通过精确的传感器和先进的算法,为人们提供一个安全、健康的室内环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心,采用高精度的传感器模块进行空气质量检测。
主要硬件包括STM32微控制器、传感器模块、显示屏、电源模块等。
其中,传感器模块负责实时检测室内空气中的有害物质,并将数据传输给STM32微控制器进行处理。
显示屏用于显示检测结果,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件设计软件设计主要包括数据采集、数据处理、数据传输和显示等部分。
数据采集部分通过传感器模块实时采集室内空气质量数据,数据处理部分对采集到的数据进行处理和分析,以得到准确的空气质量指数。
数据传输部分将处理后的数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机或电脑等设备上,方便用户随时查看。
显示部分则将数据以直观的方式展示在显示屏上。
三、系统实现1. 传感器模块的实现传感器模块是本系统的核心部分,负责实时检测室内空气中的有害物质。
我们采用了高精度的传感器,如PM2.5传感器、甲醛传感器、TVOC传感器等,通过与STM32微控制器进行通信,实时采集空气质量数据。
2. 数据处理与显示的实现数据处理部分通过算法对传感器模块采集到的数据进行处理和分析,以得到准确的空气质量指数。
显示部分则将数据以数字、图表等方式展示在显示屏上,方便用户随时查看。
此外,我们还将开发一款手机App,将数据通过蓝牙或Wi-Fi传输到手机上,用户可以随时随地查看室内空气质量情况。
3. 系统调试与优化在系统实现过程中,我们需要对硬件和软件进行反复的调试和优化,以确保系统的稳定性和准确性。
《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文

《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求日益提高,室内空气质量成为了人们关注的重点。
因此,设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪具有重要的现实意义。
该设备不仅能够实时监测室内空气中的主要污染物,如PM2.5、甲醛、VOC等,还可以将检测数据通过显示屏和无线通信技术进行实时显示和传输,为人们提供一个健康、舒适的居住环境。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心,搭配多种传感器模块,包括PM2.5传感器、甲醛传感器、VOC传感器等。
此外,还包括电源模块、显示屏模块和无线通信模块等。
(1)STM32微控制器:作为整个系统的核心,负责数据的采集、处理和传输。
(2)传感器模块:负责检测室内空气中的主要污染物,如PM2.5、甲醛、VOC等。
(3)电源模块:为系统提供稳定的电源供应。
(4)显示屏模块:用于实时显示检测数据和系统状态。
(5)无线通信模块:将检测数据通过无线方式传输到手机或电脑等设备上。
2. 软件设计软件设计主要包括STM32微控制器的程序设计和上位机软件设计。
(1)STM32微控制器程序设计:负责数据的采集、处理和传输。
通过传感器模块获取室内空气质量数据,经过处理后通过无线通信模块发送到上位机软件进行显示和存储。
(2)上位机软件设计:包括手机APP和电脑软件。
手机APP可以实时显示检测数据和系统状态,并支持远程控制;电脑软件可以实现对数据的存储、分析和处理等功能。
三、实现过程1. 传感器模块的选型与配置根据实际需求,选择合适的传感器模块,并进行配置和调试。
确保传感器模块能够准确、稳定地检测室内空气质量数据。
2. STM32微控制器的程序设计编写STM32微控制器的程序,实现数据的采集、处理和传输功能。
通过传感器模块获取室内空气质量数据,并进行数据处理和存储。
同时,通过无线通信模块将数据发送到上位机软件进行显示和存储。
3. 显示屏模块的连接与配置将显示屏模块与STM32微控制器进行连接,并进行配置和调试。
空气质量检测仪毕业设计

空气质量检测仪毕业设计题目:基于微型传感器的便携式空气质量监测仪设计与实现摘要:本毕业设计旨在设计与实现一款基于微型传感器的便携式空气质量监测仪,用于监测环境中的各类空气污染物。
该仪器采用先进的传感器技术,能够实时准确地监测并分析空气中的有害物质浓度,如PM2.5、PM10等。
设计方案:1. 总体方案设计:设计一个小型、便携式的空气质量监测仪,由主控模块、传感器模块和用户界面模块组成。
主控模块处理传感器数据,并将结果显示到用户界面上。
2. 传感器模块设计:选择适用于空气质量检测的传感器,如激光散射传感器和化学传感器等。
通过采集各类污染物的数据,实现对空气质量的监测和分析。
3. 主控模块设计:主控模块由微处理器和相关的信号处理电路组成。
微处理器通过与传感器模块通信,采集传感器数据并进行处理,最终传递给用户界面模块。
4. 用户界面模块设计:用户界面模块采用LCD显示屏和按键,实现对测量结果的显示和操作。
用户可以通过界面模块设置监测参数,并即时获得监测结果。
实施步骤:1. 硬件设计与制作:设计主控板和传感器模块电路,选用合适的元器件进行搭建和焊接。
确保电路稳定可靠,并进行相关的电路调试。
2. 软件程序开发与编写:利用合适的开发环境,编写主控模块的软件程序。
程序实现数据的采集、处理和传输,以及与用户界面的交互和显示。
3. 调试与测试:完成硬件和软件的组装后,进行整机调试,确保各功能模块正常运行,并能够准确地检测并显示空气质量数据。
4. 性能评估与改进:对设计的空气质量监测仪进行性能评估,与已有的商业仪器进行对比测试,分析差异和改进的空间,并进行相关改进和优化。
结论:通过设计与实现一款基于微型传感器的便携式空气质量监测仪,可以准确地监测环境中的各类空气污染物浓度。
该仪器可广泛应用于城市空气质量监测、室内空气净化等领域,具有较高的实用性和市场潜力。
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目录概述 (1)1本课题的主要研究内容、方法及总体设计 (3)1.1 课题设计的内容 (3)1.2课题设计的方法 (3)1.3总体方案设计 (3)1.3.1系统框图 (3)1.3.2功能设定 (3)2 空气质量检测仪的硬件设计 (5)2.1 空气质量检测仪系统简介 (5)2.1.1 系统硬件结构及原理 (5)2.2 STC89C52单片机简介 (5)2.2.1STC89C52主要性能参数: (6)2.2.2时钟电路模块 (7)2.2.3复位电路模块 (8)2.3传感器的选用 (8)2.3.1气体传感器 (8)2.3.2温度传感器 (11)2.4模数转换电路设计 (14)2.5声光报警电路设计 (16)2.6液晶显示电路设计 (16)2.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能 (16)2.6.2LCD1602的指令说明及时序 (18)2.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (19)2.6.4LCD1602的一般初始化过程 (19)2.7按键电路设计 (20)2.8电路电源设计 (20)2.9本章小结 (20)3空气质量检测仪的软件设计 (22)3.1 系统软件设计思路 (22)3.1.1 编程语言的选择 (22)3.1.2 软件功能需求 (23)3.2软件模块设计 (24)3.2.1主程序模块 (24)3.2.2AD转换模块 (25)3.2.3液晶显示模块 (26)3.2.4声光报警模块 (26)3.2.5按键模块 (26)3.3本章小结 (26)4系统调试 (27)4.1系统硬件调试 (27)4.1.1 常见的硬件故障 (27)4.1.2硬件调试方法 (27)4.2 系统软件调试 (27)4.3本章小结 (28)结论 (29)1主要结论 (29)2展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录一 (32)附录二 (33)概述一、课题研究的目的及意义空气质量的好坏反映了空气污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。
来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一。
空气质量检测种类包括装修污染、办公室内空气检测、作业场所有害物质检测、食堂油烟检测、锅炉大气及工业窑炉检测及工厂排放工业废气检测。
当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。
美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有20多种,致病病毒200多种。
危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。
大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。
据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。
本课题主要研究设计基于量化检测的“空气质量检测仪”系统,此系统旨在实现室内空气温度、煤气、烟雾的预警监测,有利于进行全方位的评价室内空气质量,为人类营造一个健康的室内生存空间。
空气质量检测仪体积小,功耗低,操作简单,适合应用于家庭和社区的医疗健康保健,能够实时知道室内空气的质量。
二、国内外的研究状况国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器,且发展迅速,一方面是因为人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求提高;另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。
据有关统计,美国1996年~2002年烟雾传感器年均增长率为27%~30%。
随着传感器生产工艺水平逐步提高,传感器日益小型化、集成度不断增大,使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小,提高了烟雾检测仪器的便携性,更加利于生产、运输及市场推广。
1963年5月,日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器,次年12月其改良产品问世,改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体,可以安装在浴室或者采用集中监视。
我国在70年代初期开始研制烟雾报警器,生产型号多样、品种较齐全,应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器,产品数量也在不断增加。
但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上,进行研究与开发形成自己的特色。
近年来,在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。
1本课题的主要研究内容、方法及总体设计1.1 课题设计的内容以单片机为核心,选择合适的传感器,实现对室内温度,有毒有害气体的检测。
1.2课题设计的方法查阅相关资料,应用电脑软件进行调试,制作硬件设备,在实际环境中测试并进行修改、调试,直至达到课题要求。
1.3总体方案设计本设计集VOC气体及温度监测,显示与报警于一体,利用MCU进行数据采集保证了前台数据的及时、准确,有利于进行全方位的评价。
具有良好的便携性和通用性,并且使用LCD点阵式液晶屏显示菜单,有良好的人机对话界面。
1.3.1系统框图图1-1 系统总框图1.3.2功能设定(1)显示部分采用LCD1602显示屏,显示各项测量值的上下限及实际浓度、实际温度。
并在按键选择情况下连续显示一个测量值的变化。
(2)当有害气体浓度超出安全范围时进行声光报警。
(3)按键操作可进行测量值转换。
2 空气质量检测仪的硬件设计2.1 空气质量检测仪系统简介基于STC89C52的室内便携式智能空气质量监测仪是以室内空气中有毒危险性气体的监测监控为背景,能够实现对室内温度,VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。
仪器使用LCD点阵式液晶屏显示菜单,有良好的人机对话界面。
同时设计了声光报警系统,实现在参数超标时及时的报警。
室内智能空气品质监测仪体积小,功耗低,操作简单,适合应用于家庭和社区的医疗健康保健,能够实时知道室内空气的质量。
2.1.1 系统硬件结构及原理本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以STC工公司的一款8位超低功耗单片机STC89C52为控制核心。
室内空气中有害气体通过传感器输出一个与气体浓度相对应的电压信号,该信号经过A/D转换电路按一定得采样频率将模拟信号转换为数字信号送入单片机进行数据采集以便进行显示处理,温传感器直接与单片机相连。
单片机对采样值进行数字处理后驱动液晶显示器分别显示出被测室内空气中的VOC气体浓度值及温度。
若被测室内空气中VOC气体的浓度有超过国家标准或设定的危险值或温度超出设定范围时报警电路对应的发出声光报警信号。
2.2 STC89C52单片机简介随着计算机技术的发展,单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用,从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高。
根据上述几方面及本课题的实际情况,单片机型号的选择主要从以下两点考虑:一是要有较强的抗干扰能力。
由于一般室内电子电器产品比较多,这对单片机的干扰较大,所以应采用抗干扰性能较好的单片机机型。
二是要有较高的性价比。
由于高度的通用性和出色的稳定性,本系统采用宏晶公司产的低功耗,高性能CMOS 8位单片机的STC89C52作为控制器。
片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash 程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,可提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
2.2.1STC89C52主要性能参数:(1)与MCS.51产品指令系统完全兼容(2)4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器(3)1000次擦写周期(4)4.0-5.5V的工作电压范围(5)全境态工作模式:0Hz-33MHz(6)三级程序加密锁(7)128×8字节内部RAM(8)32个可编程I/O口线(9)2个16位定时器/计数器(10)10、6个中断源(11)全双工串行UART通道(12)低功耗空闲和掉电模式(13)中断可从空闲模唤醒系统(14)看门狗(wDT)及双数据指针(15)掉电标识和快速编程特性(16)灵活的在线系统编程STC89C52芯片管脚如图2-1。
图2-1 STC89C52引脚布置2.2.2时钟电路模块时钟电路由一个晶体振荡器11.0592MHZ和两个30pF的瓷片电容组成。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。
单片机本身就如一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地工作。
其电路如图2-2所示:图2-2 时钟电路模块2.2.3复位电路模块复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态,并从这状态开始工作,除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,为摆脱困境,也需按复位电路以重新启动。
本设计采用的是按键复位电路。
其电路如图2-3所示:图2-3 复位电路模块2.3传感器的选用2.3.1气体传感器1、气体传感器基础知识按照气敏特性来分,气体传感器主要分为:半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器,又以前两种最为普遍。
(1)半导体型气体传感器的优缺点半导体气体传感器具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。
不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。
(2)半导体传感器需要加热的原因半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。
气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。
为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。
传感器内的加热器可以加速氧化过程,这也是为什么有些低端传感器总是不稳定,其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。
(3)电化学气体传感器的工作原理电化学气体传感器是通过监测电流来监测气体的浓度,分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式,目前可以监测许多有毒气体和氧气,后者还能监测血液中的氧浓度。
电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。
不足之处是有寿命的限制一般为两年。
(4)半导体传感器和电化学传感器的区别半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用,但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。
而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。
(5)固态电解质气体传感器顾名思义,固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。
它介于半导体和电化学之间。
选择性,灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学,所以也得到了很多的应用,不足之处就是响应时间过长。