基于單片機(jī)的室內(nèi)甲醛檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(已修改)
2025-09-06 15:05 本頁(yè)面
【正文】 基于單片機(jī)的室內(nèi)甲醛檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) 摘 要 ：甲醛對(duì)人體危害極大，對(duì)此研究并設(shè)計(jì)了一種用于室內(nèi)具有檢測(cè)及超限報(bào)警功能的甲醛智能測(cè)試儀。其設(shè)計(jì)方案基于 STC89C52 單片機(jī)，選擇英國(guó)達(dá)特公司的甲醛傳感器。系統(tǒng)將傳感器輸出的電流經(jīng)放大后信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路調(diào)理后，經(jīng)由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后由 LCD 顯示甲醛濃度值。 關(guān)鍵詞 ：甲醛 、 STC89C5傳感器 、 A/D、 LCD1602 液晶 2 甲醛的特性及危害 甲醛是一種無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激 性氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。其 37%的水溶液稱為福爾馬林，醫(yī)學(xué)和科研部門(mén)常用于標(biāo)本的防腐保存。在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單中甲醛列居第二位。甲醛已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。 [1]甲醛能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后會(huì)出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發(fā)生支氣管哮喘皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜充血、皮膚刺激癥、過(guò)敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。全身癥狀有頭痛、乏力、心悸、失眠、體重減輕以及 植物神經(jīng)紊亂等。 [2] 甲醛的來(lái)源 ，如膠合板、細(xì)木工板、高密度板、刨花板。這些板材中甲醛起膠合劑、防腐劑的作用，主要用于加強(qiáng)板材的硬度、防蟲(chóng)、防腐。板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛逐漸向周?chē)h(huán)境釋放，是室內(nèi)空氣中甲醛的主要來(lái)源。 ，廠家為了追求利潤(rùn)使用不合格的板材，再粘貼面材料時(shí)使用不合格的膠水，造成家具中甲醛含量超標(biāo)。 ，如壁紙、地毯、油漆。 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求 本次設(shè) 計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的室內(nèi)甲醛檢測(cè)儀，主要利用單片機(jī)和放大電路對(duì)甲醛傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集處理。 設(shè)計(jì)基本要求： ：當(dāng)將儀器至于封閉環(huán)境時(shí)能快速測(cè)出甲醛濃度并顯示。 ：當(dāng)甲醛濃度超出國(guó)標(biāo)時(shí)給予報(bào)警提示。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，傳感技術(shù)已形成一個(gè)獨(dú)立的新興的高科技領(lǐng)域。傳感器的高度自動(dòng)化、微型化與集成化，減少了對(duì)使用者環(huán)境和技術(shù)的要求，其便攜式的特點(diǎn)尤其適合于野外、現(xiàn)場(chǎng)分析的需要。本設(shè)計(jì)擬采用英國(guó)達(dá)特公司生產(chǎn)的 CH20甲醛傳感器，傳感器 的貴金屬電極與揮發(fā)的甲醛氣體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生與揮發(fā)的甲醛濃度成正比的電信號(hào)。由于甲醛傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)十分微弱，不能直接與控制電路相連接使用，我們將其首先經(jīng)過(guò)一個(gè)放大電路，將信號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)模／數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在單片機(jī)電路的作用下，通過(guò)LCD將空氣中甲醛含量的濃度用數(shù)字顯示出來(lái)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 。 ，成本低。 ，操作簡(jiǎn)單。 。 4 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 主控器 AT89C52 實(shí)物圖： AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫(xiě)口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） Flash ROM 5 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 ， 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位 全雙工增強(qiáng)型 UART。 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， T0、 T1（標(biāo)準(zhǔn) 80C51）和增加的 T2（捕獲和比較）。 全靜態(tài)工作方式： 0～ 24MHz。 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 ADC0809 ADC0809 的性能特性 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù) 。 ADC0809 各腳功能如下： D7D0： 8 位數(shù)字量輸出引腳。 IN0IN7： 8 位模擬量輸入引腳。 VCC： +5V 工作電壓。 GND：地。 REF（ +）：參考電壓正端。 REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。 6 （以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換） . EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。 OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。
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