【正文】 效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。本設(shè)計就采用了 Keil軟件。 編譯軟件介紹 Keil 軟件簡介： 在單片機的開發(fā)利用的過程中軟件同硬件一樣都是離不開的 ,人們編寫的匯編語言源程序要成為一個 CPU可以執(zhí)行的機器代碼有 兩種方法手工 匯編 和機器 匯編，現(xiàn)在手工匯編基本上不用了。 編寫軟件的主要思想是把要實現(xiàn)的系統(tǒng)功能按照不同的模塊進行劃分 ,然后 再根據(jù)每個模塊最終要實現(xiàn)的功能逐個 的編寫程序。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植 [8]。 C 語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習慣。程序編寫語言比較常見的有 C 語言、匯編語言。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 46 報警電路 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序編寫語言介紹 對于單片機的開發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級語言， C 語言就是其中的一種。 這是由 STC12C5A60S2的 控制 ,當超 過 設(shè)置的數(shù)值 PPM時 ,通過預設(shè)的程序使 ,從而使 三極管導通 ，報 警電路 接通 ,使 蜂鳴器發(fā)出警號聲。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 45 顯示電路和 STC12C5A60S2 系統(tǒng)報警電路設(shè)計 當電路測試到甲醛濃度超過國家標準的限制性時 ,將產(chǎn)生 一個 信號 給 報警電路。 圖 44 放大電路原理圖 系統(tǒng)單片機及顯示電路的設(shè)計 因為 STC12C5A60S2單片機和普通 51單片機的引腳相同并且完全 兼 容 ,因此 在該電路設(shè)計時 ,可采 用普通的單片機最小系統(tǒng)板來布局就可以 了 ,放大 電路的信號可以在經(jīng)過 P1口進入單片機 進行 A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理 后經(jīng)過連接 P0口的 LCD1062從而來 進行 顯示。具體放大電路如圖 44，其中電流源模擬甲醛傳感器輸出電流，放大器對其進行轉(zhuǎn)換放大，其放大電路的具體參數(shù)及轉(zhuǎn)換放大原理圖如圖 5所示。 電路設(shè)計和元器件的選擇因此顯得非常關(guān)鍵。 電路圖見圖 43。選擇合理的 充 電常數(shù) ,就可以保證開關(guān)按下時 RST端有兩個機器周期以上的高電平 ,從而 使 STC12C5A60S2內(nèi)部復位。 本次設(shè)計 中 的復位電路采用的是開關(guān)復位電路，開關(guān) S9沒有按下時是上電復位電路，上電復位電路在上電的瞬間 ,由于 電容 上的 電壓不能突變 ,電容充電 (導通 )狀態(tài) ,所以 RST引腳的電壓和 VCC相同 。 復位電路原理： 當在 STC12C5A60S2單片機的 RST引腳接入高電平并且保持 2個機器周期 時 ,單片機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作 (若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài) )。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動作，導致嚴重事故的青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器）內(nèi)容不確定可能導致定時器溢出、程序尚未開 始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)。 圖 42 晶振電路圖 在 STC12C5A60S2單片機內(nèi)部有一個 震蕩電路 ,只要在 單片機的處理器的 XTAL1和 XTAL2引腳外接石英晶體 (簡稱晶振 )就 構(gòu)成了自激振蕩 器 并且在單片機內(nèi)部 產(chǎn)生 時鐘脈沖信號 ,圖 中的電容器 C2和 C3穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5—30pF,典型值是 22 pF,晶振 CYS選擇 的是 12 MHz。外部時鐘形式是把現(xiàn)有的外部時鐘信號引入到控制器在里面 ,這種方法通常被用于多片STC12C5A60S2單片機同時工作時 ,為了方便單片機系統(tǒng)的同步 ,一般要求外部信號的高電平的持續(xù)時間超過 20 ns， 且為 頻率 低 于 12MHz的方波 [11]。 傳感器CH2O 放大電路 STC12C5A60S2單片機 （ A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理） LCD1602 按鍵 圖 41 硬件功能框圖 報警電路 圖 41 硬件功能框圖 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 系統(tǒng)晶振電路的設(shè)計 單片機在工作時的每個指令的微操作在時間上都有嚴格的秩序 ,這樣的微操作時間順序稱為時序，單片機時鐘信號用于給單片機芯片里的各種微操作提供了一個時間基準 , STC12C5A60S2的時鐘生產(chǎn)方式分為兩種 ,一種是內(nèi) 部 時鐘方式 ,一是外部時鐘方式 [10]。通過 A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進入單片機，最后 LCD顯示，溫度信號經(jīng)變換后供控制 和計算用。 信號變換由氣體傳感器產(chǎn)生的電信號較小且和要求輸出的信號不成比例關(guān)系，必須經(jīng)放大后才能得到標準輸出信號及控制信號。 ：該部分由氣體傳感器組成，其功能是將被測物濃度變成電信號。 主要參數(shù)如下 [6]： 0一 10ppm，最大值 50ppm； 250～ 300nA／ ppm； 0． 01ppm； 30s； (+20℃ 一 +40C)lppm； 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 10℃ 一 40℃ ； ； 3年。該傳感器是兩電極電化學型的傳感器，通過擴散原理實現(xiàn)，因此不需要外部采樣硬件。其具體參數(shù)如表 31，接口信號參數(shù)如表 32[4]。V ： 176。 其基本參數(shù)如下： ： 200181。轉(zhuǎn)換速度電壓增益為與典型的 160dB 與增益帶寬產(chǎn)品的 。C， 到 10Hz 輸入噪聲電壓的 3181。A。 圖 31 STC12C5A60S2 規(guī)范引腳 LTC1049CN8 運算放大器 LTC1049（引腳如圖 32）是一種高性能，低功耗的零漂移運算放大器。 。 個 16 位定時 /計數(shù)器， 7 個中斷源。 字節(jié)內(nèi) 部 RAM。 ： 0Hz— 35MHz 相當于普通單片機的 0— 420M。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃存存儲器。 STC12C5A60S2 單片機 STC12C5A60S2單片機（引腳如圖 31）是宏晶 科技生產(chǎn)的一種能夠與傳統(tǒng) 8051完全兼容的新型單片機，它執(zhí)行速度是傳統(tǒng) 51單片機的 8—12倍，內(nèi)部集成 MAX810專用復位電路 ,2路PWM,8路高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換 (即 P1口 )，因此具有很強大的數(shù)據(jù)處理能力，本身自帶的 10位 A/D轉(zhuǎn)換更是為本設(shè)計節(jié)約了成本。另外在單片機的應(yīng)用中，可靠性是首要因素，為了擴大單片機的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。隨著微電子工藝水平的提高，近十年來單片微型計算機有了飛速的發(fā)展。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。一般說來，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。 (4) 控制功能強。片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，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；許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。 單片機具有以下特點： (1) 受集成度限制，片內(nèi)存儲容量較小，一般 8 位單片機的 ROM 小于 8/16K 字節(jié)， RAM 小于 256 字節(jié)，但可在外部擴展，通常 ROM、 RAM 可分別擴展至 64K 字節(jié)。所謂的單 片機是指將微型計算機 3 個單元的多個分體中的主要功能用 1 個集成電路芯片來實現(xiàn)，該芯片具有一個微型計算機的基本功能。在這種情況下，單片機應(yīng)運而生了（也稱作微型計算機）。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 3 設(shè) 計開發(fā)工具介紹 單片機的概念和特點 現(xiàn)代社會中，盡管 PC 機的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍，但是，在工控領(lǐng)域，在日益追求小而精、輕而薄的自動化控制器、自動化儀器儀表、家電產(chǎn)品等方面 ,PC 機仍有所不相適宜的地方。 兩個方案的比較：方案一，雖然基本滿足測量需求，但是 0～ 1ppm的范圍為盲區(qū)，無法測量更無法在超過國標時及時提醒，系統(tǒng)整體穩(wěn)定性不高。系統(tǒng)工作模塊也分為傳感器、放大電路、 AD電路、單片機、顯示電路。系統(tǒng)所采用的單片機只能進行數(shù)據(jù)處理，仍需要另外購買 AD芯片，給系統(tǒng)造成成本增加，且對電路的性能會造成影響。其工作模塊可以分為 ：傳感器、放大電路、 AD電路、青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 單片機、顯示電路。 （ 4） 實現(xiàn)單片機控制的智能化。 （ 2） 應(yīng)用單片機來顯示最后結(jié)果，成本低。由于甲醛傳感器產(chǎn)生的電信號十分微弱，不能直接與控制電路相連接使用，我們將其首先經(jīng)過一個放大電路，將信 號放大，再經(jīng)過模／數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在單片機電路的作用下，通過 LCD將空氣中甲醛含量的濃度用數(shù)字顯示出來 [3]。傳感器的高度自動化、微型化與集成化，減少了對使用者環(huán)境和技術(shù)的要求，其便攜式的特點尤其適合于野外、現(xiàn)場分析的需要。 (2） 超標報警功能：當甲醛濃度超出國標時給予報警提示。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 2 整體設(shè)計方案 系統(tǒng)設(shè)計的基本要求 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計一種基于單片機的室內(nèi)甲醛檢測儀，主要利用單片機和放大電路對甲醛傳感器的輸出信號進行采集處理。它可以使甲醛的濃度轉(zhuǎn)換成微弱 的 電流信號。5 ～ 20。但是這青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 種方法在分析甲醛濃度時 ,往往是目視比色法 ,它的缺點是 : （ 1） 因為許多有色溶液是不夠穩(wěn)定的 ,不能長久保存 ,經(jīng)常需要在測定的時候現(xiàn)配制溶液 ,比較費時費力 費事 。在收集氣體的方法上有的是使用自動吸引方式 (內(nèi)置微型空氣泵 ),一些使用擴散式。顏色改變的程度可以反映出所受光的反射光量，反射光量的強度變化率強度可以作為被測氣體的甲醛含量的預測值。 甲醛檢測儀的種類 目前 ,市場的甲醛檢測器有許多不同的種類 ,其中比較常見的是使用試驗紙光電光度法 ,當甲醛吹到浸有發(fā)色劑的試紙上時 ,浸有發(fā)色劑的 TAB組合就會發(fā)生化學反應(yīng)使標簽顏色發(fā)生變化。 2．使用合成板制造家具 ,廠家為追求利潤的不惜使用不合格的木料板材 ,再粘貼材料表面時使用不合格的膠水 ,導致家具的甲醛含量超標。甲醛在這些板材中起膠合劑、防腐劑的角色 ,主要用于加強材料的硬度、防蟲、腐蝕。全身癥狀有頭痛、疲勞、心悸、失眠、體重減輕和植物神經(jīng)紊亂等 [2]。 甲醛可以和蛋白質(zhì)結(jié)合 ,吸入高濃度甲醛會引起呼吸道嚴重的刺激和水腫、眼痛、頭痛，也可能發(fā)生支氣管哮喘，人的皮膚直接接觸甲醛 ,可能會引起皮炎、皮膚色斑、皮膚壞死。在我們國家有毒化學物質(zhì)優(yōu)先控制名單中甲醛位居第二。甲醛在室溫下是氣體 ,通常以水溶液的形式存在。 LCD 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 引言 甲醛是一種無色有強刺激性氣味的氣體。 Sensors。s life is influence by formaldehyde through different ways, especially when buildings have been decorated. There are amount of the residual formaldehyde in the room. Thus, it is important to detect accurately that if the content of indoor formaldehyde is out of limits. The operation of traditional test methods is troublesome and of low accuracy. Compared with which, an intelligent formaldehyde analyzer which can test the content of indoor formaldehyde and alarm when the formaldehyde is out of limits is designed. Based on the STC12C5A60S2 microcontroller, the design needs a formaldehyde sensor produced by Dartmouth Company. In the system, current signal output by sensor will be amplified and will be adjusted through the A/D converter. Then through the singlechip microputer data processing, formaldehyde chrome value will be showed in the liquid crystal displays (LCD). This d