【正文】 置 單片機(jī)外圍電路時鐘電路由一個晶體振蕩器12MHZ和兩個30pF的瓷片電容組成。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻。 P3端口引腳兼用功能表P3引腳兼用功能串行通訊輸入（RXD）串行通訊輸出（TXD）外部中斷0（ INT0）外部中斷1（INT1）定時器0輸入(T0)定時器1輸入(T1)外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD 單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一個組成部分。輸出時可驅(qū)動4個TTL。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收到高8位地址和控制信息。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。(1) P0端口[] P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。單片作為整個系統(tǒng)的中央處理器，承擔(dān)著整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和過程控制，以及通信等功能。 STC90C51單片機(jī)簡介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)因具有集成度高、體積小、速度快、價格低等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域如過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用，從而使這些領(lǐng)域的技術(shù)水平、自動化程度大大提高。本文研究的智能空氣品質(zhì)監(jiān)測儀是以STC工公司的一款8位超低功耗單片機(jī)STC90C51為控制核心。并考慮到其中的一些有關(guān)穩(wěn)定性的問題。并由RS232串口經(jīng)過串口線交給上位機(jī)（電腦），電路還有濃度報警裝置，上位機(jī)也可以通過串口來設(shè)定報警值?？捎糜诠I(yè)、民用對SO2氣體的監(jiān)測。缺點(diǎn)是不易便攜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。缺點(diǎn)是易受氧氣的干擾。碘量法的基本原理是利用氨基磺酸銨硫酸銨混合溶液吸收SO2 是固定污染源排氣的SO2 濃度和SO2 排放速率測定的經(jīng)典方法。生物（苔蘚，薔薇）法等用于SO2 測量的新技術(shù)也在研發(fā)過程中。這在制度和方法上對空氣環(huán)境的監(jiān)測進(jìn)行了統(tǒng)一，體現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測的科學(xué)性和嚴(yán)肅性，同時對空氣環(huán)境的質(zhì)量保證也有了明確的規(guī)定。由于環(huán)境條件復(fù)雜，隨機(jī)變化明顯，濃度范圍較寬，二氧化硫的濃度值具有極強(qiáng)的時間性和空間性，受人為和空間環(huán)境影響特別大，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、精密性和可比性，以及使監(jiān)測數(shù)據(jù)更具權(quán)威性和法律性。二氧化硫及其所形成的酸雨已成為制約我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。%的城市，二氧化硫的過量排放己成為中國酸雨污染的最主要的原因。二氧化硫排放導(dǎo)致了嚴(yán)重的酸雨、光化學(xué)煙霧等全球環(huán)境問題。高濃度二氧化硫中毒主要引起不同程度的呼吸道及眼的刺激癥狀?？諝馕廴疚镏械亩趸?qū)θ梭w健康的影響很大?；趩纹瑱C(jī)的空氣質(zhì)量遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 關(guān)于二氧化硫監(jiān)測的背景和應(yīng)用隨著現(xiàn)代社會工業(yè)的發(fā)展，空氣污染致使空氣質(zhì)量的越來越差。二氧化硫通過呼吸進(jìn)入氣管，對局部組織產(chǎn)生刺激和腐蝕作用，影響呼吸道，誘發(fā)支氣管等疾病。輕微時會發(fā)生流淚、畏光、咳嗽嚴(yán)重者則可在數(shù)小時內(nèi)發(fā)生肺水腫而出現(xiàn)呼吸困難。當(dāng)空氣中的二氧化硫(還有氮氧化物)轉(zhuǎn)換為酸性降水，形成酸雨。形成酸雨的主要物質(zhì)是二氧化硫和氮氧化物，而我國酸雨以硫酸為主，當(dāng)二氧化硫經(jīng)液相氧化或者氣相氧化反應(yīng)生成，被降水洗脫降到地面后形成酸雨。因此，對周圍環(huán)境中二氧化硫進(jìn)行監(jiān)測是斷定二氧化硫污染程度、進(jìn)行二氧化硫污染治理的必要工作。加強(qiáng)空氣環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保證尤為重要。特別是近期《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理規(guī)定》、《環(huán)境監(jiān)測人員上崗證管理規(guī)定》等制度的出臺，在很大程度上，一方面規(guī)范了環(huán)境監(jiān)測的科學(xué)方法，另一方面又對環(huán)境監(jiān)測人員提出了更高的要求。 這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：分光度法主要基本原理是利用空氣中的SO2 被四氯汞鉀溶液吸收后，與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺(PRA)反應(yīng)生成紫紅色化合物，其顏色深淺與SO2 含量成正比，用分光光度法測定其顏色成分。其優(yōu)點(diǎn)是具有測定濃度范圍寬，所需設(shè)備簡單，易操作等特點(diǎn)。紫外熒光法的基本原理為由光源發(fā)射出的紫外光，通過光源濾光片進(jìn)入反應(yīng)室，樣氣中的SO2 分子吸收紫外光生成激發(fā)態(tài)SO2,當(dāng)它回到基態(tài)時放射出熒光紫外線,其放射熒光強(qiáng)度與SO2 濃度成正比,通過第二個濾光片,用光電倍增管接受熒光紫外線并轉(zhuǎn)化為電信號,經(jīng)過放大器輸出,即可知道SO2 濃度。電化學(xué)氣體傳感器是利用電解池原理，將空氣中某種化學(xué)氣體通過氧化或還原反應(yīng)將濃度轉(zhuǎn)化為電信號，通過監(jiān)測電信號的大小得到相應(yīng)氣體的濃度。例如：SO2監(jiān)測儀,SO2報警儀及實(shí)驗(yàn)室用監(jiān)測報警器等監(jiān)測含有SO2類氣體的場所或需要SO2氣體濃度數(shù)值的產(chǎn)品。8051單片機(jī)液晶顯示模塊電源電路模塊串口通信模塊報警電路模塊傳感器信號采集AD轉(zhuǎn)換 二氧化硫監(jiān)測系統(tǒng)框圖 在進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的過程中，以各模塊為單位，來進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和程序的編寫，將各個模塊有機(jī)的連接在一起，在與上位機(jī)連接，形成一個監(jiān)測系統(tǒng)。 空氣質(zhì)量檢測儀系統(tǒng)簡介基于STC90C51的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀是以空氣中有毒有害氣體二氧化硫的監(jiān)測監(jiān)控為背景，能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣中二氧化硫氣體的實(shí)時采集處理、顯示、報警等功能?？諝庵杏泻怏w通過傳感器輸出一個與氣體濃度相對應(yīng)的電壓信號,該信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路按一定得采樣頻率將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以便進(jìn)行顯示處理，溫濕傳感器直接與單片機(jī)相連。根據(jù)上述幾方面及本課題的實(shí)際情況，單片機(jī)型號的選擇主要從以下兩點(diǎn)考慮:一是要有較強(qiáng)的抗干擾能力。由于高度的通用性和出色的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)采用宏晶公司產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)的STC90C51作為控制器。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。(2) P1端口[－] P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。(3) P2端口[－] P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。Vcc電源端,GND 接地端。在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。其電路如圖23所示：圖23 復(fù)位電路模塊167。 (1)半導(dǎo)體型氣體傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)半導(dǎo)體氣體傳感器具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。為了消除氣體分子達(dá)到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。它介于半導(dǎo)體和電化學(xué)之間。后者因?yàn)榇呋瘎┑年P(guān)系具有廣普特性應(yīng)用更廣?；诒疚牡膶?shí)時要求和性價比等方面的原因，本系統(tǒng)選用電化學(xué)傳感器中的定電位電解式氣體傳感器。本次設(shè)計(jì)所采用的方法是二氧化硫電化學(xué)傳感器的方法。它由浸沒在液體電解液中的三個電極構(gòu)成。這種高活動儲備保證CT產(chǎn)品的長使用壽命和溫度穩(wěn)定性。 SF CT傳感器的技術(shù)說明3SF CT傳感器是專門的煙道二氧化硫氣體監(jiān)測用的傳感器。在傳感器電路設(shè)計(jì)中，可以通過一個結(jié)型場效應(yīng)管來實(shí)現(xiàn)短連接和斷開的功能(繼電器功Og)，當(dāng)電路不供電時，這個結(jié)型場效應(yīng)管可以保持工作電極和參比電極短路。3SF CT傳感器一定不能被完全地放入到樹脂中或整個地浸入到厭氧性的氣體混合物中。 3SF CT傳感器的檢測原理 所以本文主要介紹如何利用3SF傳感器監(jiān)測二氧化硫氣體含量．3SF傳感器采用的是電化學(xué)傳感器，該傳感器的總反應(yīng)公式。接口說明 電源引腳傳感器的的供電電壓為 3－。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。傳感器接收到主機(jī)的開始信號后，等待主機(jī)開始信號結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，傳感器拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)。在一個純凈的環(huán)境中，污染物質(zhì)會緩慢地釋放出去。在5060℃和 10%RH的濕度條件下保持2小時（烘干）；隨后在2030℃和70%RH的濕度條件下保持5小時以上。為降低熱傳導(dǎo)，傳感器與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。表24 引腳說明Pin名稱注釋1VDD供電 3－2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請懸空4GND接地，電源負(fù)極本設(shè)計(jì)采用的為傳感器模塊，原理圖為圖213：圖213 傳感器模塊接線圖氣體傳感器出來的信號是模擬信號，而微處理器STC90C51只能處理數(shù)字信號，故需要對模擬信號信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為處理器能識別的數(shù)字信號，由于測試電路出來的模擬電壓變化范圍在0~5V，故選擇性價比比較合適的ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。A、B、C地址輸入線ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。其中VOC氣體含量超標(biāo)時雙燈閃爍蜂鳴器報警，溫度超標(biāo)時D1燈亮蜂鳴器報警，濕度超標(biāo)時D2燈亮蜂鳴器報警。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。第4腳：PS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第7~14腳：D0~D7為八位雙向數(shù)據(jù)線。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令4：顯示開關(guān)控制。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令11：讀數(shù)據(jù)。在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標(biāo)是自動右移的，無需人工干預(yù)。圖222 LCD1602接線電路圖考慮到整個測量系統(tǒng)中不同環(huán)境對氣體濃度及溫濕度范圍要求不同，故設(shè)置了按鍵功能，用于實(shí)現(xiàn)測量范圍的調(diào)整，參考單片機(jī)引腳使用情況，共設(shè)置五個獨(dú)立按鍵如圖223，實(shí)現(xiàn)功能為設(shè)定鍵可進(jìn)行設(shè)定的進(jìn)入與退出，同時可實(shí)現(xiàn)三種范圍的切換，另設(shè)左右移位鍵、上下調(diào)值鍵各兩個，與此同時考慮到用戶可能需要在一定時間內(nèi)連續(xù)測量一種量，故設(shè)計(jì)了上調(diào)鍵的第二功能：當(dāng)只有上調(diào)鍵按下時完成顯示的自動與手動的切換以實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)對話。對同一硬件電路，配以不同的軟件，它所實(shí)現(xiàn)的功能也就不同，其設(shè)計(jì)軟件基本要求:。目前存在有4種編程語言支持單片機(jī)，即匯編語言、PL/M51語言、C語言和BASI語言。C語言能寫出最優(yōu)化程序，且能反映出計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。 ，系統(tǒng)軟件主要由傳感器采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)接口模塊、聲光報警模塊、核心控制器模塊等模塊構(gòu)成。，提高了系統(tǒng)的實(shí)時處理事件能力。開始端口初始化串口初始化讀AD發(fā)送ADLCD顯示判斷報警 系統(tǒng)程序框圖主程序主要控制單片機(jī)的整個運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，決定了各個子程序的運(yùn)行先后順序。本程序的延時函數(shù)是采用兩個for嵌套的新形式，采用4個空語句_nop_()。開始獲得延時時間msi=0否ims是j=0否j250是i++j++_nop_()。 結(jié)束 圖 延時函數(shù)程序框圖 串口程序設(shè)計(jì)串口通信的主要是波特率的設(shè)定，一般情況下，所選用的串口的波特率為9600pbs，信號在9600pbs下的傳輸距離大約為50m，可以滿足儀器到子站之間的距離。所以計(jì)算得定時器的初值為TH=oxfd, TL=oxfd。在串口通信結(jié)束后，TI和RI都置零，串口中斷繼續(xù)等待下一次中斷。綜合考慮各方面的因素，本研究采用第一種方法：中斷查詢法。 AD流程圖本設(shè)計(jì)所用的顯示器件為1602液晶面板，該液晶能顯示32個字符，滿足顯示要求。 聲音報警模塊采用的是蜂鳴器，光報警是通過2個發(fā)光二極管來顯示，當(dāng)毒氣含量沒超標(biāo)時則二極管不閃爍，但是當(dāng)濃度超標(biāo)時二極管開始閃爍并顯示紅色并啟動蜂鳴器，報警子程序執(zhí)行之前，設(shè)定的報警閾值存放在兩個變量中，傳感器輸入AD轉(zhuǎn)換值后，調(diào)用比較程序，小于閾值則執(zhí)行顯示程序，若大于閾值進(jìn)行聲光報警。主要工作成果：設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心電化學(xué)傳感器測量二氧化硫濃度的系統(tǒng)，其功能包括二氧化硫濃度的測量，報警，串口通信，LCD顯示。在此謹(jǐn)表示我最真誠的感謝，并祝福所有老師工作順利，萬事如意。使我開闊了視野，積累了知識，最重要的是磨練了性格：做事更加沉穩(wěn)、自信、敢于表達(dá)自己的觀點(diǎn)。 Castro, M. S. Oxygen and carbon monoxide adsorption in SnO~2 thick films gas sensors, 2002.[32] Mortimer, Roger J。/******AD管腳定義*****/sbit STA=P3^0。/*****按鍵管腳定義******/sbit key_U=P2^0。sbit key_S=P2^4。unsigned char num=0。//記錄切換鍵按下次數(shù)unsigned char c_flag=0。uchar NONG1[]=nong:。/*********延時************