電子測量大作業(yè)-甲醛檢測系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-11-12 08:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，通過檢 測放大電路和放大倍數(shù)的調(diào)整經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后送單片機 。由于甲醛的含量超標(biāo)的話將對人體的健康造成很大的傷害，因此本系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)單片機接收到 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送來的信號時，單片機會檢測該信號，并將信號轉(zhuǎn)化為甲醛濃度的具體含量輸出顯示在 LCD 上，并且單片機會比較此信號，當(dāng)此信號所表示的甲醛含量超過預(yù)先設(shè)定的警報標(biāo)準(zhǔn)時，會控制警報器發(fā)出超標(biāo)警報。 前室內(nèi)所含甲醛的含量，更能在含量超標(biāo)是及時的報警提示。 本系統(tǒng)設(shè)計采用功能模塊化的設(shè)計思想，系統(tǒng)主要分為 總體方案設(shè)計 、 硬件和軟件的設(shè)計三大部分。 室內(nèi)甲醛污染對人身體健康影響較大，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法絕大多數(shù)是化學(xué)分析法 ,使用的手段是實驗室分析儀器 主要有比色計、 分光光度計、化學(xué)滴定、 氣相和液相色譜。但這些方法費力費時、成本高、自動化程度低過程復(fù)雜、大多數(shù)過程是人工操作很難做到現(xiàn)場實時控制隨著傳感器和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已有了基于單片機的便攜式甲醛測試儀，并且測試測試范圍、分辨率、精度、穩(wěn)定性已接近標(biāo)準(zhǔn)要求。因此 本 設(shè)計可選用基于電化學(xué)原理的甲醛傳感器，其原理是空氣中的甲醛在電極下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴散電極電流與空氣中的 甲醛濃度 6 成正比，通過檢測放大電路和放大倍數(shù)的調(diào)整經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后送單片機 、由單片機現(xiàn)場自動控制檢測并顯示甲醛濃度。由于 甲醛含量 超量的話，將對人體健康造成很大的影響。 具有 民 用價值的便攜式甲醛 檢測儀 的研制受到了人們的高度重視。 設(shè)計能夠滿足生活需要，攜帶方便的 便攜式甲醛檢測儀 迫在眉睫。針對目前的現(xiàn)狀， 本 系統(tǒng)設(shè)計遵守體積小，質(zhì)量輕，性價比高的原則。 第四章 硬件設(shè)計 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理 系統(tǒng)是由傳感器模塊， A/D 轉(zhuǎn)換模塊，單片機最小系統(tǒng)，液晶顯示模塊，報警模塊，外圍存儲模塊以及按鍵模塊組成。其中主要器件傳 感器選用的是 MQ138 型氣體傳感器，它的靈敏度高，價格便宜，外圍驅(qū)動電路簡單，單片機選用的是AT89C52，它的控制能力強?？傮w結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 硬件結(jié)構(gòu)框圖 本系 統(tǒng) 以 單 片機 為 控制中心，利用甲醛 傳 感器采集室 內(nèi) 甲醛含量的 數(shù) 據(jù)，傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)外圍放大電路放大，此放大信號經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為單片機可識別的信號，信號經(jīng)由單片機處理顯示在 LCD 上，當(dāng)超標(biāo)時單片機控制報警電路報警 。 硬件 設(shè)計所 涉及的主要有： MCU， A/D， LCD,外 圍擴 展 數(shù) 據(jù) RAM 等芯片的 選擇 ；硬件 設(shè)計電 路主要有： 數(shù) 據(jù)采集 電 路， 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電 路， 數(shù) 據(jù) 處 理 電 路，顯 示 電 路， 報 警 電 路以及外 圍擴 充 內(nèi) 存 電 路的 設(shè)計 。 系統(tǒng)主要模塊介紹 數(shù)據(jù)采集模塊 在 數(shù) 據(jù)采集系 統(tǒng) 中，由甲醛 傳 感器出 來 的 電 流信 號 必 須經(jīng)過放 大， 轉(zhuǎn)換 才能被 單 片機 識別 和 處 理。在本系 統(tǒng) 中甲醛 傳 感器所 檢測的電 流信 號經(jīng)電 位器放大 為電壓 信 號 ，再 經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換為單 片機 識別 的信 號 。 數(shù) 據(jù)采集 電 路如下 圖 所示 ： AT89C52 傳感器 信號放大 AD 轉(zhuǎn)換 外圍擴充存儲 LCD 按 鍵 報警 7 數(shù)據(jù)顯示模塊 對 于本 設(shè)計 要求 顯 示所 檢測 到的甲醛含量，所以在硬件 設(shè)計 中 會 有液晶 顯 示的 設(shè)計 ，最初所使用的液晶 顯 示器 為 LCD1602 液晶 顯 示器 ， 隨著設(shè)計 的深入 發(fā)現(xiàn) 1602 顯 示器由若干 個 5X7 點陣組 成，只能 顯 示 簡單 的 漢 字，不能 滿 足本系 統(tǒng)的 設(shè)計 要求。 經(jīng)過篩選最 后 選 定 LCD12864 顯 示器。 12864 是一 種圖 形 點陣 液晶顯 示器，它主要由行 驅(qū)動 器 /列 驅(qū)動 器及 128X64 全 點陣 液晶 顯 示器 組 成，可完成圖 形 顯 示也可以 顯 示 8X4 個漢 字（ 16X16 點陣 ）。 以下 為 LCD12864 與 單 片機的接 線 原 理圖見 液晶 顯 示原理是利用液晶的物理特性，通 過電壓對 其 顯 示 區(qū) 域 進 行控制，有電 就 顯 示黑色， 這樣 就可以 顯 示出 圖 形。字符 顯 示：字符 顯 示比 較 復(fù) 雜， 一 個 字符由 16x8 點陣組 成，即要找 到和 顯 示屏是某幾 個 位置 對應(yīng) 的 RAM 區(qū) 的字 節(jié) ，再使不同的位置 為 ‘ 1’其它的 為 ‘ 0’； 為 ‘ 1’的 點亮 ， 為 ‘ 0’的不亮， 這樣 就顯 示出一 個 字符。 漢字顯 示和字符 顯 示的原理差不多，就是一 個漢 字一般采用 圖形方式，事先 從微 機中用字模 軟 件提取要 顯 示的 漢 字的 點陣碼， 每 個漢 字占 32B，為 兩 部分，各 16B。根據(jù)在 LCD 上 開始顯 示的行 列號 及每行的列 數(shù) 就可以找出顯 示 RAM 的 對應(yīng) 地址，送 上漢 字要 顯 示的第一字 節(jié) ，以此 類 推，最后送完 32B， 8 這樣漢 字就 顯 示出 來了 。 本系 統(tǒng) 所要 顯 示的 漢 字和字符就是按照上述原理 顯 示出 來 的，而相 應(yīng) 字體的點陣碼則是 用 字模 軟 件提取出 來 的，然后把 這 些 點陣碼 放在相 應(yīng) 的 LCD 軟 件程序里。 報警電路 在我們?nèi)粘Ｉ钪兴姷降南嚓P(guān)報警方式有：一是語音提示報警，如驗鈔機的報警，這種報警不僅可以告知人們出現(xiàn)報警還能讓人們知道所報警的信息；二是閃光報警，這種方式利用閃爍的指示燈提醒人們注意；三
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