【正文】 選擇 英國達特公司生產(chǎn)的甲醛傳感器。傳統(tǒng)的檢測方法操作麻煩，而且精度不夠高，于此本研究設(shè)計了一種在室內(nèi)具有檢測和超限報警功能的智能甲醛檢測儀。 關(guān)鍵詞 :甲醛； STC12C5A60S2；傳感器； A / D； LCD II Design of Indoor Formaldehyde Detector Based on SCM Abstract As is known to all, formaldehyde does great harm to human body. Nowadays, people39。 A/D。 37%的水溶液稱為福爾馬林，醫(yī)療和科研部門通常用來做標本的防腐保存。經(jīng)常吸入甲醛 ,也能導(dǎo)致慢性中毒 ,出現(xiàn)黏膜充血、皮膚刺激疾病、過敏性皮炎、指甲角化以及脆弱等。板材里的殘余和未參與反應(yīng)的甲醛向周圍生態(tài)環(huán)境逐步釋放甲醛 ,是室內(nèi)空氣中甲醛的主要來源。在接觸甲醛后溶解在試紙里的試藥就會和甲醛發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化合物 ,試紙的顏色會從白色變成黃色。用測試紙光電光度法分析甲醛的濃度 ,它的優(yōu)點是靈敏度高 ,操作簡單 ,快速測定。 本文設(shè)計的便攜式甲醛檢測儀 所使用的 甲醛傳感器是電化學(xué)傳感器。 設(shè)計基本要求： （ 1） 快速檢測功能：當將儀器至于封閉環(huán)境時能快速測出 甲醛濃度并顯示。本設(shè)計擬采用英國達特公司生產(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。 （ 3） 設(shè)備便于攜帶，操作簡單。通過這幾個部分的結(jié)合可以基本實現(xiàn)設(shè)計的功能，但是由于 MQ138傳感器的線性度極其不理想，而且其測量范圍為 1ppm～ 10ppm，最低測量值已經(jīng)遠遠超過國家標準的最低值 。系統(tǒng)才用的是增強型 51單片機即 STC12C5A60S2單片機，不但擁有超高的執(zhí)行速度而且內(nèi)置了 10位的 AD轉(zhuǎn)換，可以簡單化電路，更可以節(jié)約一定的成本，對整體電路的穩(wěn)定性能更有保障。而工業(yè)控制、儀器儀表、家電產(chǎn)品等市場廣闊，要求 PC 機技術(shù)與之相適應(yīng)。 這種超大規(guī)模集成電路芯片即稱為單片微型計算機，通常簡稱單片機。 (3) 易擴展。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中具有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 單片機的發(fā)展和趨勢 由于單片機具有以上特點，因此在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、智能化設(shè)備和各種家 用電器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。近年來 ，單片機的生產(chǎn)廠家在單片機設(shè)計上采用了各種提高可靠性的新技術(shù)，主要表現(xiàn)在一下幾點： (1)EFT(Electrical Fast Transient)技術(shù) (2)低噪音布線技術(shù)及驅(qū)動技術(shù) (3)采用低頻時鐘 總之，單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： (1)可靠性及應(yīng)用水平越來越高，和 inter 連接已是一種明顯的走向； (2)所集成的部件越來越多； (3)功耗越來越低； (4)和模擬電路結(jié)合越來越多。 次寫 /擦循環(huán)。 。 。 LTC1049 擁有典型失調(diào)電 壓漂移青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 176。超載從飽和狀態(tài)的恢復(fù)時間 6ms,比削波器放大器顯著改善使用外部電容器，可以在 LTC1049 是一個插件替換與大多數(shù)標準運算 amps 大幅度提高 DC 性能和降低功耗。C ： 到 16V ： 6ms 8Pin 可用，以便和 PDIP 軟件包兼容 圖 32 LTC1049CN8 的引腳圖 LCD1602 液晶顯示屏 LCD顯示有很多種，常用的有 1602和 12864兩種，由于本設(shè)計中顯示的甲醛含量屬于較簡單的字符，可以考慮使用 1602， LCD1602具有顯示內(nèi)容豐富，接口電路簡單，人機交流性強等特點，適合本次設(shè)計的研究。當有甲醛氣體存在的時候，將會有一個很小的直流產(chǎn)生；傳感器本身不需要電源供應(yīng)，但是產(chǎn)生的這個電流需要外部的數(shù)據(jù)采集將其變?yōu)榭勺x的信號。 ：該部分由信號變換組成。 ：該部分由模擬信號輸出和 LCD 數(shù)字輸出兩部分組成（通過單片機來實現(xiàn)），由傳感器出來的信號經(jīng)過放大電路進行放大后由單片機經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換并經(jīng)過數(shù)字濾波和進制轉(zhuǎn)換后送到 LCD1602顯示，由按鍵來控制其它功能，當檢測到得甲醛含量超過上限值則發(fā)出報警。 該系統(tǒng)以盡量降低功耗的原則使用了內(nèi)部時鐘模式。因此，任何單片機在開始工作前，都必須進行一次復(fù)位過程，使單片機處于一種確定的狀態(tài) [12]。隨著電容的充電 ,RST引腳上的電壓會逐漸降低。 圖 43 復(fù)位電路圖 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 系統(tǒng)放大電路的設(shè)計 由于傳感器的輸出信號非常微弱，因此放大器需要選擇高放大倍數(shù)的運放。在系統(tǒng)中的高精度測量放大電路設(shè)計中，反饋電阻選為 470 k，同時并聯(lián)一個 [7]。讓報警電路報警以此來提醒工作人員查看解決 ,超限報警電路如下圖 46所示。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。還有很多 處理器都支持 C編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。本設(shè)計是采用查詢的方式來編寫整個程序的。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 語言的優(yōu)勢。 目標文件可以通過 LIB51來生成庫文件 , 也可以與庫文件一起經(jīng) L51連接定位生成絕對目標文件 。完成以上的步驟 ,現(xiàn)在可以寫程序了。我們把第一個程序命名為 ，保存在項目所在的目錄中，這時你會發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明 KEIL 的 C 語法檢查生效了。Source Group 139。如圖 53，圖中 3都是編譯按鈕，不同是 1是用于編譯單個文件。在 4中可以看到編譯的錯誤信息和使用的系統(tǒng)資源情況等，以后我們要查錯就靠它了。 3是復(fù)位，模擬芯片的復(fù)位，程序回到最開頭處執(zhí)行。然后我們就可以進行關(guān)閉 KEIL等相關(guān)操作了。打開項目選項窗口 ,轉(zhuǎn)向 頁面輸出選 項 頁 ,如 圖 56所示 ,1是選擇編譯 輸出途 徑 ,2設(shè)置編譯輸出生成的文件 名 ,3是決定要不要再創(chuàng)建 HEX文件。 float xdata lv。 //點陣字符儲存 uchar code table[]={ //字符查表 unsigned int Adc0832(unsigned char channel) //AD 轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果 { uchar i=0。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 ADCLK=1。//拉低 CLK 端 ,形成下降沿 1 _nop_()。//控制命令結(jié)束 _nop_()。i8。//收數(shù)據(jù) ADCLK=1。//形成一次時鐘脈沖 按鍵模塊 (1)按鍵是顯示人機對話的一個控制按鈕，通過對按鍵的操作，對系統(tǒng)進行發(fā)送操作 指令，后經(jīng)與單片機串行通信，然后在液晶上顯示。 static uchar keylock=0。 if (kcodebuf!=lastkcode) keytime=0。 pass=0； } else pass=nusekey。之后液晶將開始處理這條指令，置位忙碌信號，在指令處理期間將不再響應(yīng)其他指令或數(shù)據(jù)請求；寫數(shù)據(jù)，先測是否忙碌，液 晶忙碌信號消失后；置 RS=1， RW=0，然后使能端 EN=1；下一條指令 EN=0，之后液晶將開始處理這條指令，置位忙碌信號，在指令處理期間將不再響應(yīng)其他指令或數(shù)據(jù)請求 。 //寄存器選擇位，將 RS位定 義為 sbit RW=P2^1。 result=1， 忙碌 。 E=1。 _nop_()。 } void WriteInstruction (unsigned char dictate) { while(BusyTest()==1)。 //E置低電平 (根據(jù)表 86，寫指令時， E為高脈沖， // 就是讓 E從 0到 1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置 0 Delay（ 1）； //空操作兩個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 P0=dictate。 //顯示位置的確定方法規(guī)定為 80H+地址碼 x } void WriteData(unsigned char y) { while(BusyTest()==1)。 //E置低電平 (根據(jù)表 86，寫指令時， E為高脈沖， // 就是讓 E從 0到 1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置 0 P0=y。 //延時 15ms，首次寫指令時應(yīng)給 LCD一段較長的反應(yīng)時間 WriteInstruction(0x38)。 WriteInstruction(0x38)。 WriteInstruction(0x06)。} 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 6 設(shè)計總結(jié) 全文總結(jié) 本文 就基于 單片機的 室內(nèi) 甲醛檢測 儀 進行了整體的研究和設(shè)計，總結(jié)此設(shè)計的課題結(jié)果，可以大致歸結(jié)為以下幾個方面： (1)學(xué)習(xí)了單片機的發(fā)展路程、硬件結(jié)構(gòu)及其特點，深入學(xué)習(xí)了 STC12C5A60S2 單片機 的硬件和軟件編程及調(diào)試方法，深入學(xué)習(xí)了相關(guān)系統(tǒng)電路的 分類作用及其特點，以及一些與之相關(guān)的程序編寫方法 。 通過以上所做的內(nèi)容為課題的進一步研究奠定了一定的 基礎(chǔ)，但本人的水平有限，在研究上的程度不夠深入，論文中存在諸多不足，這需要在以后的學(xué)習(xí)研究中進一步提高，概括起來有以下幾點： (1)對單片機的理論知識方面的學(xué)習(xí)還需要進一步的加強，同時要結(jié)合實際情況對單片機系統(tǒng)的整體設(shè)計進行改進，使之更加符合工業(yè)和實際需要。 首先來說，意識到自己現(xiàn)在所學(xué)的知識還是有太多的欠缺，對于單片機的運用和設(shè)計還有許多知識需要學(xué)習(xí)，特別是理論研究和實踐相結(jié)合的部分需要重點提高；其次，由于在本次設(shè)計中遇到許多電路設(shè)計上的困難，在老師的悉心指導(dǎo)下，明白了其中一些系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法，但是自己還需要進一步學(xué)習(xí)；最后，在設(shè)計和學(xué)習(xí)中要多向別人學(xué)習(xí)，多進行溝通交流，只有那樣才能快速的提高自己。這不僅僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標 ,掌握了基本的科學(xué)研究方法 ,并且還使我明白 了許多待人接物和為人處世的道理，使我學(xué)會了更好地與人交流溝通。如果沒有他們的幫助和支持是沒有辦法順利完成我的畢業(yè)論文 ,希望我們同學(xué)們之間的友誼永久長存。在岳老師的悉心指導(dǎo)下我逐步掌握了設(shè)計的流程和方案思考方法。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 附錄 附錄一 系統(tǒng)總原理圖 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 附錄 二 檢測主程序程序 include //調(diào)用外函數(shù) // include include include include include include /**********初 始化 CPU************/ void init_cpu() //初始化 cPu { EA=1。 TH1=0x3c。 keyval=P1。 main1_menu[0].children_menus=measure_menu。 //開始測量函數(shù) , 確認 . measure_menu[0].subs=start_measure_function。 measure_menu[1].display=qx。 } …… // 還有 void store_menu_initial()、 void time_menu_initial()// void led_menu_pro() { max_item=menu_ledmenu_count。 user_choosen。 } led_menu_show()。n4。 //“開始測量 ”數(shù)組 // break。n++) { 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 draw_bmp((n+1)*2,20,32,0,menu_led[n].display)。 } …… main() { init_cpu()。 delay(2022)。 Clr_Scr()。 measure_menu_initial()。 while(1) 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 { keyval=get_key()。 sbit ADCS =P3^1