【正文】 CLK 芯片時(shí)鐘輸入 178。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入選擇通道控制 178。 CH1 模擬輸入通道 1 或作為 IN使用 178。 CS_ 片選使能低電平芯片使能 178。 C to 85176。 C to 70176。 8P14PDIP 雙列直插 PICC 多種封裝 178。 工作頻率為 250KHZ 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μ S 178。 輸入輸出電平與 TTLCMOS 相兼容 178。 8 位分辨率 178。 300nAppm420mA 甲醛模塊分辨率005 ppm 溫度范圍 20℃ to 45℃ 壓力范圍大氣壓177。 XTAL1 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端 178。程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令或數(shù)據(jù)時(shí)每個(gè)機(jī)器周期兩次有效即輸出兩個(gè)脈沖在次期 間當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器將跳過兩次信號(hào) 178。 RST 復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí) RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位 178。 P2 口 P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 IO 口 P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流 4 個(gè) TTL 邏輯門電路對(duì)端口 P2 寫 1 通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平同時(shí)可作輸入口作輸入口使用時(shí)因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 IIL 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例如執(zhí)行MOVDPTR 指 令時(shí) P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器如執(zhí)行 MOVRI 指令時(shí) P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí) P2 亦接收高位地址和一些控制信號(hào) 178。 P0 口 P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 IO 口也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口作為輸出口用時(shí)每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路對(duì)端口 P0 寫 1時(shí)可作為高阻抗輸入端用 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址低 8 位和數(shù)據(jù)總線復(fù)用在訪問器件激活內(nèi)部上拉電阻 在 Flash 編程時(shí) P0 口接收指令字節(jié)而在程序校驗(yàn)時(shí)輸出指令字節(jié)校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻 178。 Vcc 電源電壓 178。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的甲醛檢測(cè)儀論文 目錄 第１章 緒論 1 11 引言 1 第２章 概述 3 21 系統(tǒng)總概述 3 22 總體方案設(shè)計(jì) 3 23 硬件設(shè)計(jì) 3 24 軟件設(shè)計(jì) 4 25 硬件結(jié)構(gòu)框圖 21 4 26 軟件結(jié)構(gòu)框圖 22 4 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 5 31 硬件設(shè)計(jì)主電路圖見附錄 91 5 32 硬件選擇 5 321 MCU 的選擇與簡(jiǎn)介 5 322 單片機(jī)最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 10 323 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 13 324 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡(jiǎn) 介 14 325 按鍵選擇與簡(jiǎn)介 16 326 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器 17 327 時(shí)鐘芯片選擇與簡(jiǎn)介 18 328 上拉電阻 20 329 液晶顯示器簡(jiǎn)介 20 3210 報(bào)警電路 23 3211 硬件仿真環(huán)境介紹 24 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 26 41 編寫語(yǔ)言的選擇 26 42 編譯軟件介紹 27 43 主程序模塊 32 44 模數(shù)轉(zhuǎn)換 33 45 按鍵模塊 33 46 時(shí)鐘模塊 34 47 液晶顯示模塊 34 第 5 章 系統(tǒng)仿真 35 第 6 章 結(jié)束語(yǔ) 37 致 謝 38 參考文獻(xiàn) 39 附錄 40 附錄 一 硬件設(shè)計(jì)主電路圖 40 附錄二 檢測(cè)主程序程序 41 附錄三 ADC0832 程序 46 附錄四 按鍵程序 50 附錄五 時(shí)鐘程序 51 附錄六 液晶程序 56 附錄七 主程序嵌套子程序 60 第１章 緒論 11 引言 111 甲醛的特性及危害 甲醛是一種無色有強(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)和科研部門常用于標(biāo)本的防腐保存此溶液沸點(diǎn)為 195℃故在室溫時(shí)極易揮發(fā)隨著溫度的上升甲醛的揮發(fā)速度加快在我國(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)甲醛是原漿毒物能與蛋白質(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 112 甲醛的來源 1 室內(nèi)裝修所用的合成板材如膠合板細(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)板材的硬度防蟲防腐板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛逐漸向周圍環(huán)境釋放是室內(nèi)空氣中甲醛的主 要來源 2 用合成板材制造的家具廠家為了追求利潤(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) 3 含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的各類裝飾材料如壁紙地毯油漆 12 甲醛檢測(cè)儀的種類 目前市場(chǎng)上甲醛檢測(cè)儀的種類是多種多樣其中較常見的是采用試驗(yàn)紙光電光度法即當(dāng)甲醛氣體吹到浸有發(fā)色劑的試紙上時(shí)與浸有發(fā)色劑的 TAB 組合就會(huì)因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變色甲醛同試紙接觸后含在紙里的試藥就會(huì)同甲醛反應(yīng)生成化合物顏色就會(huì)從白色變成黃色變色的程度可反映出所受光的反射光量反射光量的強(qiáng)度變化率可以作為被測(cè)氣體的甲醛含量的 應(yīng)答值預(yù)先設(shè)定檢測(cè)線便可通過測(cè)量其反應(yīng)率來測(cè)出甲醛氣體的濃度值在氣體的采集方面有的是采用自動(dòng)吸引式內(nèi)藏微型氣泵有的采用擴(kuò)散式對(duì)于試驗(yàn)紙光電光度法來分析甲醛的濃度它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高操作簡(jiǎn)便測(cè)定速度快而該方法在分析甲醛濃度時(shí)往往采用的是目視比色法它的缺點(diǎn)是 1 由于許多有色溶液不夠穩(wěn)定不能久存經(jīng)常需要在測(cè)定的同時(shí)配制溶液比較費(fèi)時(shí)費(fèi)事 2 目視比色的準(zhǔn)確度低一般相對(duì)誤差為177。 5～ 20 本論文設(shè)計(jì)的便攜式甲醛檢測(cè)儀所涉及的甲醛傳感器是電化學(xué)傳感器它可以將甲醛氣體的濃度轉(zhuǎn)換為微弱的電流信號(hào)這樣就可以通過電流電壓變換電路將微弱 的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以測(cè)量的穩(wěn)定的電壓信號(hào)增強(qiáng)了電信號(hào)的穩(wěn)定性 第２章 概述 21 系統(tǒng)總概述 本論文主要完成甲醛檢測(cè)儀本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心實(shí)現(xiàn)基本控制功能 5 分鐘后自動(dòng)進(jìn)入休眠模式以降低電源消耗 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用功能模塊化的設(shè)計(jì)思想系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計(jì)硬件和軟件的設(shè)計(jì)三大部分 22 總體方案設(shè)計(jì) 室內(nèi)甲醛污染對(duì)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(shí)驗(yàn)室分析儀器 主要有比色計(jì) 分光光度計(jì)化學(xué)滴定 氣相和液相色譜但這些方法費(fèi)力費(fèi)時(shí)成本高自動(dòng)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(chǎng)實(shí)時(shí)控制隨著傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展現(xiàn)已有了基于單片機(jī)的便攜式甲醛測(cè)試儀并且測(cè)試測(cè)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(jì)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(kuò)散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比通過檢測(cè)放大電路和放大倍數(shù)的調(diào)整經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換后送單片機(jī) 由單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制檢測(cè)并顯示甲醛濃度由于甲醛含量具有用價(jià)值的便攜式甲醛的研制受到了人們的高度重視便攜式甲醛檢測(cè)儀硬件部分包括軟件現(xiàn)代社會(huì)中盡管 PC 機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍但是在工控領(lǐng)域在日益追求小而精輕而薄 的自動(dòng)化控制器自動(dòng)化儀器儀表家電產(chǎn)品等方面 PC 機(jī)仍有所不相適宜的地方而工業(yè)控制儀器儀表家電產(chǎn)品等市場(chǎng)廣闊要求 PC 機(jī)技術(shù)與之相適應(yīng)在這種情況下單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了也稱作微型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是由中央處理器儲(chǔ)存器和 IO 設(shè)備構(gòu)成的所謂的單片機(jī)是指將微型計(jì)算機(jī) 3個(gè)單元的多個(gè)分體中的主要功能用 1個(gè)集成電路芯片來實(shí)現(xiàn)該芯片具有一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的基本功能這種超大規(guī)模集成電路芯片即稱為單片微型計(jì)算機(jī)通常簡(jiǎn)稱單片機(jī) 單片機(jī)具有以下特點(diǎn) 受集成度限制片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小一般 8 位單片機(jī)的 ROM 小于 816K 字節(jié) RAM小于 256 字節(jié) 但可在外部擴(kuò)展通常 ROMRAM 可分別擴(kuò)展至 64K 字節(jié) 可靠性好芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用 CPU程序指令及常數(shù)表格固化在 ROM中不易破壞許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)故可靠性高 易擴(kuò)展片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行串行輸入輸出管腳很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 控制功能強(qiáng)為了滿足工業(yè)控制要求一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中具有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令 IO 口的邏輯操作以及位處理功能一般說來單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器 一 般單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件只放置有用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序但近年來也開始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序的單片機(jī)單片機(jī)的發(fā)展與趨勢(shì) 由于單片機(jī)具有以上特點(diǎn)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)用隨著微電子工藝水平的提高近十年來單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展歸納起來它是沿著兩條路發(fā)展的 1 改進(jìn)集成電路制造工藝提高芯片的工作速度降低工作電壓和降低功耗 2在保留共同的 CPU體系結(jié)構(gòu)最基本的外設(shè)裝置如異步串行口定時(shí)器等和一套公用的指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域把不 同的外設(shè)裝置集成到芯片內(nèi)在同一個(gè)家族內(nèi)繁衍滋生出各種型號(hào)的單片機(jī)另外在單片機(jī)的應(yīng)用中可靠性是首要因素為了擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域提高單片機(jī)自身的可靠性是一種有效方法近年來單片機(jī)的生產(chǎn)廠家在單片機(jī)設(shè)計(jì)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(diǎn) EFT Electrical Fast Transient 技術(shù) 低噪音布線技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù) 采用低頻時(shí)鐘 總之單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下表現(xiàn)出幾大趨勢(shì) 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 所集成的部件越來越多 功耗越來越低 和模擬電路 結(jié)合越來越多 ⑴ 本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心單片機(jī) MCU 主要有 51 基本型和 52 增強(qiáng)型而相比之下 52 型比 51 型功能更為強(qiáng)大 ROM 和 RAM 存儲(chǔ)空間更大 52 還兼容 51指令系統(tǒng)基于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的需要綜合考慮后我們選擇單片機(jī) ATME 公司的AT89C52 為控制核心主要基于考慮 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時(shí)鐘頻率 024MHz器件采用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)功能 強(qiáng)大 AT89C52 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓高性能 CMOS 8 位單片機(jī)片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 PEROM 和256K bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器件采用 ATMEL 公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 8052產(chǎn)品引腳兼容片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 FLASH存儲(chǔ)單元功能強(qiáng)大 AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合 主要性能參數(shù) 與 MCS5