基于单片机的空气质量远程检测系统项目设计方案

基于单片机的空气质量远程检测系统工程设计方案关于二氧化硫监测的背景和应用全球环境问题。前中国已有62.3%的城市，二氧化硫的过量排放己成为中国酸雨污染的最主要的缘由。自然降水的本底pH值为5.65，一般将pH值小于5.6的降水称为酸雨，形成酸雨的主要物质是二氧化硫和氮氧化物，而我国酸雨以硫酸为主，当二氧化硫经液相氧化或者气相氧化反响生成，80年月，中国的酸雨主要发生在西南地区，面积约为170万平方公里，到了90年月，酸雨污染扩展到华中、华南、华东、华北和东北等地区，面积已占全国面积的40%。二氧化硫及其所形成的酸雨已成为制二氧化硫污染程度、进展二氧化硫污染治理的必要工作。空气中二氧化硫的浓度常常以每立方米空气中的二氧化硫含量来表示mg/m3、ug/m3lppm=l/106；lppb=l/109)表示。它们之间的换算公式为：

1ppm1mg气体摩尔体摩m3 气体分子量(1.1)所以对于二氧化硫，1ppm=0.35mg/m3。和空间性，受人为和空间环境影响特别大，为了实现监测数据的准确性、周密性和可比性，方法与文件，以及治理规定和制度。如《水和废水监测分析方法》证工作的系统。二氧化硫监测仪器的现状紫外荧光法，离子检谱法，电化学SO2传感器法。生物〔苔藓，蔷薇〕法等用于SO2测量的分光度法主要根本原理是利用空气中的SO2苯胺(PRA)反响生成紫红色化合物，其颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光度法测定其颜色成分。其优点是灵敏度高，选择性好，易于操作，设备简洁等。缺点是使用毒性极大的四氯汞钾作吸取液，不仅对操作人员安康产生影响，而且分析后大量含汞废液往入会造成环境污染。碘量法的根本原理是利用氨基磺酸铵-硫酸铵混合溶液吸取SO2是固定污染源排气的SO2浓度和SO2排放速率测定的经典方法。其优点是具有测定浓度围宽，所需设备简洁，易操作等特点。荧光光度法是依据奎宁与SO2365nm和450nm处测定荧光强度即可计算出SO2的浓度。优点是灵敏度高。缺点是易受氧气的干扰。的SO2分子吸取紫外光生成激发态SO2,当它回到基态时放射出荧光紫外线,其放射荧光强度与SO2浓度成正比,通过其次个滤光片,用光电倍增管承受荧光紫外线并转化为电信号,经过放大器输出,即可知道SO2浓度。离子监测法工作原理为待测空气被连续地抽入仪器，经过选择性过滤器，除去干扰物后进入库仑池，库仑池中有三个电极铂丝阳极，铂网阴极和活性炭参比电极，电解液为0.3mol/L负载上电压降之和。缺点是不易便携，构造简单。电化学气体传感器是利用电解池原理度转化为电信号，通过监测电信号的大小得到相应气体的浓度。二氧化硫传感器其优点是:积小集成化高，易便携。缺点是易受干扰。可用于工业、民用对SO气体的监测。例如：SO2 2监测仪,SOSO类气体的场所或需要SO气体浓度2 2 2数值的产品。生物法主要是利用苔藓等一些对空气二氧化硫敏感的植物是精度较低，具体标准及实施方法尚在试验阶段。二氧化硫监测系统的总体设计方案3SFC.TTLC2543AD过AD将模拟信号转换成数字信号，再由单片机将数字信号进展计算，输出浓度值有1602RS232〔电脑上位机也可以通过串口来设定报警值。二氧化硫监测系统的框图如图1.1电源电路模块电源电路模块液晶显示模块串口通信模块8051单片机报警电路模块传感器信号采集AD转换1.1二氧化硫监测系统框图模块有机的连接在一起，在与上位机连接，形成一个监测系统。硬件设计概述路的放大倍数，共模干扰，AD转换的基准的稳定性，电源电路的稳定性，单片机端口的特性等问题。本次电路设计主要包括信号采集电路的设计，点偏激系统的设计，AD转换器的电路的设计，串口电路的设计，LCD显示器的电路设计，报警驱动电路的设计以及电源电路的设计。并考虑到其中的一些有关稳定性的问题。空气质量检测仪系统简介基于STC90C51的智能空气质量监测仪是以空气中有毒有害气体二氧化硫的监测监控为LCD对话界面。同时设计了声光报警系统，实现在参数超标时准时的报警。本文争论的智能空气品质监测仪是以STC8位超低功耗单片机STC90C51为掌握核心。空气中有害气体通过传感器输出一个与气体浓度相对应的电压信号,该信号经过A/D转换电路按肯定得采样频率将模拟信号转换为数字信号送入单片机进展数据采集以显示器分别显示出被测空气中二氧化硫气体浓度值国家标准或设定的危急值超出设定围时报警电路对应的发出声光报警信号。STC90C51很多领域如过程掌握、数据采集、机电一体化、智能化仪表题的实际状况，单片机型号的选择主要从以下两点考虑:一是要有较强的抗干扰力量所以应承受抗干扰性能较好的单片机机型。的低功耗，高性能CMOS8位单片机的STC90C514kbytesFlashATMEL8051Flash(ISP)也可用传统方法进展编程及通用8掌握领域。输入输出引脚P0[P0.0-P0.7]P08I/O1〔对端口1〕时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8TTL。对部Flash接收指令字节;校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P08/数据总线，访问期间部的上拉电阻起作用。P1[P1.0－P1.7]P18位双向I/04TTL1Flash8P2[P2.0－P2.7]P28位双向I/04TTL1Flash816P288的外部数据存储器时其引脚上的容在此期间不会转变。P3[P3.0－P3.7]8位双向I/04TTL1FlashP3p32.2P3兼用功能P3.0P3兼用功能P3.0串行通讯输入〔RXD〕P3.1串行通讯输出〔TXD〕P3.20〔INT0〕P3.31〔INT1〕P3.40(T0)P3.51(T1)P3.6外部数据存储器写选通WRP3.7外部数据存储器写选通RD单片机的最小系统/EA=1组成，下面介绍一下每一个组成局部。Vcc,GND接地端。工作电压为5V，另有AT89C512.7-6V,引脚功能一样。XTAL1XTAL2振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2在振荡器运行时，有两个机器周期〔24个振荡周期〕以上的高电平消灭在此引腿时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51经过上述介绍，结合一般用的比较多的状况，单片机的外围电路如图2.5所示。STC90C511MCS.51产品指令系统完全兼容24k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器31000次擦写周期44.0-5.5V的工作电压围50Hz-33MHz67128×8字节部RAM832个可编程I／O口线92个16位定时器／计数器10、6个中断源11、全双工串行UART通道12、低功耗空闲和掉电模式13、中断可从空闲模唤醒系统14、看门狗(wDT)及双数据指针15、掉电标识和快速编程特性16、敏捷的在线系统编程STC90C51芯片管脚如图2-1。2-1STC90C51时钟电路模块

2.5单片机外围电路12MHZ30pF2-2复位电路模块

2-2时钟电路模块复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态2-32-3复位电路模块§2.3体传感器等。§2.3.1气体传感器根底学问依据气敏特性来分，气体传感器主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。半导体型气体传感器的优缺点半导体气体传感器具有本钱低廉、制造简洁、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度参数分散、稳定性不抱负、功率高等方面。半导体传感器需要加热的缘由半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件些低端传感器总是不稳定，其缘由就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反响不充分。电化学气体传感器的工作原理电化学气体传感器是通过监测电流来监测气体的浓度制一般为两年。半导体传感器和电化学传感器的区分半导体传感器因其简洁低价已经得到广泛应用几乎全部工业场合。固态电解质气体传感器学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用之处就是响应时间过长。接触燃烧式气体传感器接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，材料温度上升从而电阻发生变化。后者由于催化剂的关系具有广普特性应用更广。光学式气体传感器学传感器中的定电位电解式气体传感器。本设计选用3SFCT2-4，2-5。图2-4二氧化硫传感器实物图 图2-5传感器接线图二氧化硫传感器所承受的方法是二氧化硫电化学传感器的方法。电化学气体传感器检测原理气体通过氧化或复原反响将浓度转化为电信号，通过监测电信号的大小得到相应气体的浓度，常用于测量二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等气体浓度。3SFCT的AGE和英国的CITY两家公司，他们的原理根本一样，只是输出信号的大小有所不同，测量围有所差异，所以我们选用英国CityTechnology公司生产的3SFCT电化学传感器来监测二氧化硫的浓度，该传感器是三电极的电化学传感器。3SFCT传感器是一种型的定电位电解化学气体传感器，它基于伽伐尼电池根本原理，具有体积较小、重量轻、线性度好、性能稳定等特点。它由浸没在液体电解液中的三个电极构成，传感器的构造如图2.l所示。图2.13SFCTT(SensingElectrode)、参比电极(ReferenceElectrode)、对电极(CounterElectrode)．CityTechnology3SFCT传感器设计的重点是气体集中通过障它限制了气体迸入工作电极有目标气体进展反响，并且仍旧有储藏的电化学活动。这种高活动储藏保证CT产品的长使用寿命和温度稳定性。在设计任何电化学气体传感器时，很重要的一点是，通过气体集中的速度，必需使用具有高催化作用的电极材料。全部CT产品具有高度活泼电极，并且给传感器格外高的能量储藏，这就保证了传感器的长期稳定性。SFCT3SFCT2.1所示。表2.1传感器参数正常监测围使用寿命0-200ppm空气中2年最大过载浓度输出信号5000ppm0.100.02μA／ppm精度lppm温度围-20C50C压力围：相对湿度围最大的零点移动(+20_+40)建议的负载电阻

空气压力10％15％to90％非结露相当于5ppm3k

响应时间(t90)标准基线围(纯空气中)长时间的输出漂移输出线性度

<30秒相当于02ppm2％信号失真／月线性为了使传感器处于“预备工作”的状态，3SFCT传感器供电时，在工作电极与参比电极电极不再短连接，一旦再次使用，传感器就需要很长的一段“启动时间Og)，当电路不供电时，这个结型场效应管可以保持工作电极和参比电极短路。为使传感器正确的工作，3SFCT传感器的对电极和参比电极需要很少量的氧气供给。这些氧气常常是由采样来的气流供给常几千ppm3SFCT传感器肯定不能被完全地放入到树脂中或整个地浸入到厌氧性的气体混合物中。最初校准和再校准的时间间隔长短取决于很多因素压力，被暴露于何种气体，及被暴露于气体的时间长短。但3SFCT传感器能在较长时间供给格外稳定的信号，使用3SFCT传感器只需要定期校准，如每年一次。如对传感器使用要求极高或用于安全应用，则校准工作可能相对频繁些。3SFCT3S3S学传感器，该传感器的总反响公式。2SOO2 2

2H

O2HSO2 2 〔2.1〕电流与气体浓度的关系为：i {(ZFSD)/}CL〔2.2〕其中：i 为极限集中电流；ZFSD为气体L集中系数； 为气体集中层厚度；C为被测气体浓度．在肯定工作条件下Z、F、S、D均为常数。则可令：

K{(ZFSD)/}〔2.3〕于是有：

i KCL〔2.4〕可推知被测气体的体积分数和质量浓度。3SF三电极传感器用的是无偏操作的外接电路，对应的气体输出为负．三电极设计的最大优点在于催化了电化学反响较弱气体的氧化复原反响。接口说明3、电源引脚传感器的的供电电压为3－5.5V。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚〔VDD，GND〕之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波。4、串行接口(单线双向)DATA4ms现读出为零.操作流程如下：一次完整的数据传输为40bit，高位先出。8bi+8bi+8b+8bi温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开头信号后，传感器从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开头信40bit送开头信号，传感器不会主动进展温湿度采集，采集数据后转换到低速模式。18完毕，然后发送80us低电平响应信号。主机发送开头信号完毕后，延时等待20-40us后，读取传感器的响应信号，主机发送开头信号后，可以切换到输入模式，或者输出高电平均可，总线由上拉电阻拉高。80us，bit数据都以50us0还是1。常。当最终一bit数据传送完毕后，传感器拉低总线50us，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。5、测量区分率测量区分率分别为8bit。6、电气特性如表2-3表2-3电气特性参数条件mintypmax单位供电DC355.5V测量0.52.5mA供电电流平均0.21mA待机100150uA采样周期秒1次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。7、应用信息工作与贮存条件超出建议的工作围可能导致高达3%RH缓慢地向校准状态恢复。要加速恢复进程/可参阅7.3件下长时间使用会加速产品的老化过程。暴露在化学物质中电阻式湿度传感器的感应层会受到化学蒸汽的干扰的恢复处理将加速实现这一过程。高浓度的化学污染会导致传感器感应层的彻底损坏。7.3恢复处理50-60℃10%R2小时〔烘干2030℃>70%R的湿度条件下保持5小时以上。温度影响能将传感器远离电子元件，并安装在热源下方，同时保持外壳的良好通风。为降低热传导，传感器与印刷电路板其它局部的铜镀层应尽可能最小，并在两者之间留出一道缝隙。光线长时间暴露在太下或猛烈的紫外线辐射中，会使性能降低。7.6配线留意事项DATA信号线材质量会影响通讯距离和通讯质量,推举使用高质量屏蔽线。8、封装信息如图2-12，9、传感器引脚说明见表2-4。

图2-12传感器封装图Pin名称表2-4引脚说明注释1VDD供电3－5.5VDC2DATA串行数据，单总线3NC空脚，请悬空4GND接地，电源负极本设计承受的为传感器模块，原理图为图2-13：图2-13传感器模块接线图模数转换电路设计气体传感器出来的信号是模拟信号，而微处理器STC90C51只能处理数字信号，故需要电压变化围在0~5ADC08092-14所示。图2-14ADC0809管脚示意图ADC08092-5：引脚D7-D0IN0-IN7VCCREF〔+〕REF〔-〕STARTALEEOC

2-5ADC0809功能介绍88+5V参考电压正端参考电压负端A/D地址锁存允许信号输入端时为高电平OEOECLKA、B、C输出允许掌握端，用以翻开三态数据输出锁存器。时钟信号输入端〔一般为500KH地址输入线ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压围是0－5V，假设信号太小，必需进展放样保持电路。ADC0809的时序接口为51系列单片机的标准总线接口，操作便利，如同对存储器或I/OA/D80~5V，A/D100μS。ADC0809与单片机及VOC2-15：图2-15ADC0809接线原理图声光报警电路设计为了使本系统对室空气品质的监测更为直观，承受了如图2-162VOCD1D2图2-16声光报警电路液晶显示模块设计216个字符的LCD1602片机应用设计中最常用的信息显示器件了。字符型液晶显示模块是一种特地用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*240*2160216022-17：图2-171602字符型液晶显示器实物图1602LCD分为带背光和不带背光两种，基掌握器大局部为HD44780，带背光的比不带背1602LCD分为带背光和不带背光两种，基掌握器大局部为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差异，两者尺寸差异如以下图2-18所示：图2-181602LCD尺寸图1602LCD主要技术参数：显示容量：16x2工作电压：4.5V—5.5V工作电流：2.0Ma〔5V〕模块儿最正确工作电压：5.0V字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明：1602LCD14〔无背光〕16〔有背光〕接口，各引脚说明如表2-62-61602编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极1VSS2VDD+5V第3脚：VL为液晶显示器比照度调整端，接正电源时比照度最弱，接地时比照度最高，比照度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K4PS5R/WRSR/W同为低电寻常可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电寻常可以读忙信号，RSR/W6E端为使能端，当E7~14D0~D715161602111602112-7表2-7掌握命令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关掌握0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**置数据存贮器地址

0 0 0 0 0 1

显示数据存贮器地址读忙标志或地址CGRAMDDRAMCGRAMDDRAM

1 BF 计数器地址0 要写的数据容1 1 读出的数据容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的〔说明：1为高电平、0〕200H。指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上全部文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关掌握。D：掌握整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：掌握光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：掌握光标是否闪耀，高电平闪耀，低电平不闪耀。指令5：光标或显示移位S/C：高电寻常移动显示的文字，低电寻常移动光标。48N：低电寻常为单F:5x75x10字符。7：字符发生器RAM8：DDRAM指令9：读忙信号和光标地址BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，假设为低电平表示不忙。10：写数据。11：读数据。2-212-211602图2-211602LCD部显示地址40H，写入显示地址时要求最高位D71实际写入的数据应当是：01000000B〔40H〕+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。，无需人工干预。每次输入指令前都要推断液晶模块是否处于忙的状态。160这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。15mS15mS38H〔不检测忙信号〕5mS38H〔不检测忙信号〕5mS写指令38H〔不检测忙信号〕以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号38H：显示模式设置08H：显示关闭01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置LCD16022-22图2-22LCD1602接线电路图按键电路设计考虑到整个测量系统中不同环境对气体浓度及温湿度围要求不同，故设置了按键功能，用于实现测量围的调整，参考单片机引脚使用状况，共设置五个独立按键如图2-23，实现功的其次功能：当只有上调键按下时完成显示的自动与手动的切换以实现良好的人机对话。电路电源设计

2-23按键电路本设计承受集成稳压器7805，C29、C30分别为输入端和输出端滤波电容，D1流二极管。当输出电流较大时，78052-24图2-24电源电路第三章系统软件程序设计系统软件设计思路编程语言的选择在系统硬件电路确定以后，其主要功能的实现将依靠于软件来实现。对同一硬件电路，配以不同的软件，它所实现的功能也就不同，其设计软件根本要求:牢靠性。牢靠性是软件设计的重要指标，具有较强的抗干扰力量。易理解性、易维护性。编制的软件要求易阅读，简洁觉察和订正错误，简洁修改和补充。实时性。系统能够准时响应外部大事的发生并能准时做出处理结果。准确性。保证系统进展计算数据的精度。4PL/M51C语言和BASI其中汇编语言和C性不高。结合本系统的特点，这里选用了功能强、效率高的CC用CC能反映出计算机的实际运行状况。C语言能直接与存储器、接口电路打交道，也能申请中断C语言和汇编语言的优缺点，本系统承受C软件功能需求6.1所示，系统软件主要由传感器采集模块、AD转所示。功能模块传感器采集模块AD核心掌握器模块人机接口模块无线通讯模块

3.1各功能模块功能描述功能描述对空气质量进展实时监测1.完成多路信号循环采样2.完成与核心处理器间的数据传输系统时基安排中断大事相应人机接口掌握各模块协调工作按键掌握动态信息显示空气质量数据传输空气质量测点数据传输依据软件设计的根本要求,实行了如下的措施:A/D数据转换子模块、声光报警模块、数据转换模块、中断处理模块等。软件设计承受C语言，C支持浮点运算，可以保证数据计算的精度。中断响应外部大事，提高了系统的实时处理大事力量。软、硬件抗干扰。软件抗干扰措施提高了系统的牢靠性。以下就对一些主要模块进展具体的阐述。软件模块设计主程序模块2.2先关闭中断，对系统进展初始化，包括单片机的各存放器、RAM、定时器装载初值、中断设置及各模块初始化等。完成初始化后，液晶显示各个参数为零，CPUAD串口初始化串口初始化ADADLCD显示推断报警开头端口初始化3.2系统程序框图上电复位上电复位系统初始化采样子程序键盘扫描按键是否按下显示当前参数参数是否超标声光报警完毕3.3主程序的设计的程序时机包括，端口的初始化，串口中断的初始化及掌握，LCD1602显示器的初始化和程序掌握，报警电路的掌握，AD转化的程序掌握，延时子程序几个方面。主程序流程图如图所示。延时函数的设计for_nop_,来消耗掉肯定数量的时钟周期。开头获得延时时间msi=0否i<ms是j=0否j<250是_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;j++i++完毕本程序的延时函数是承受两个for4个空语句_nop_;来实现延时。1ms11.0592。机械周期为单片机所承受的晶振周期121开头获得延时时间msi=0否i<ms是j=0否j<250是_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;j++i++完毕图3.4串口程序设计串口通信的主要是波特率的设定，一般状况下，所选用的串口的波特率为9600pbs，信号在9600pbs下的传输距离大约为509600pbs波特率，所以要承受11.0592MHz的晶振或者为其倍数的晶振。本次课题所承受的是11.0592MHz1，由定时器T1定时器的一处功率波特率2SMOD 32 s〔3.1〕定时器的溢出率等于定时时间的倒数。所以计算得定时器的初值为TH=oxfd,TL=oxfd。开头开头写数据延时N<16Y行+1写显示行列地址写数据取显示首地址N<16Y写数据返回串3.5开头开头TMOD1SMOD0开中断等待中断NNTI=1 RI=1YYSBUF=ADCOM=SBUFTI,RI清零3.6串口中断在开启之前要对其进展初始化，在初始化过程中要对其所承受的定时器进展开启后，串口中断就开头等待中断，假设读中断RI被置1，则开头读中断，将缓存存放器SBUF的数据传给设定的变量。假设写中断TI1，则将数据ad传给缓存存放器SBUF。在串口通信完毕后，TI和RIAD由于定电位电解式气体传感器工作响应时间为10-20秒左右，故进展模数转换前设置AD25ADAD中断查询法，AD完成模数转换后会向中断输出端输出一个中断恳求信号，告知CPU转换已经完成，CPU延时等待法，设定肯定的时间让CPU处于等待状态，此时间足够AD完成转换，过了等待CPU综合考虑各方面的因素，本争论承受第一种方法：中断查询法。所用的芯片为AD0809，依据所需的要求，AD4.3AD25ADCPU发出一个中断信号告知CPUCPUPB8了提高数据精度，承受线性插值法。系统上电后，对单片机、ADC08090，AD以便以后单片机进展数据LCDA/DA/D转换转换是否允许转换是否完毕数据输出3.7AD液晶显示模块1602321602液晶与CPUP3.3、P3.4、P3.51602能，单片机P21602系统上电LCDHELLOIAQMONITO依据按键功能显示三种气体浓度以及温湿度显示。16021602初始化送显示指令指向数据地址送显示数据显示数据返回3.8声光报警模块声音报警模块承受的是蜂鸣器，光报警是通过2个发光二极管来显示，当毒气含量没子程序执行之前，设定的报警阈值存放在两个变量中，传感器输入AD转换值后，调用比较程序，小于阈值则执行显示程序，假设大于阈值进展声光报警。数据输入数据输入数据显示是否超标进展报警3.9完毕语转瞬间，四年的大学学习生涯就要过去了，我们就要离开学校踏入的社会，不禁心潮起伏，感慨万千。为了将本次课设，我在这仅3个月的时间了所做的工作大致分为以下几个步骤：首先查阅了有关文献，容涉及远单片机，传感器，AD转换的根本学问，国外进展状况及趋势等等。然后，初步设计硬件电路图和程序框图，依据系统的可行性等，修改系统框图，具体设计并修改系统功能程序，完成电路图的设计。主要工作成果：设计了以单片机为核心电化学传感LCD显示。这次毕设的顺当完成，离不开指导教师和同学以及学校给与的大力支持，首先要感我的他传授给了我很多分析问题、解决问题的方法，在以后的工作中我都将从中受益。在本论文的了我大学阶段的学习生涯完成了毕业设计高层面的理解和进一步的扩大。对于我来说，此次毕业设计使我收获了很多。不但是学问的收获，更多的是分析问题、解决问题的方法和实践动手力量的熬炼。使我开阔了视野，积存了学问，最重要的是磨练了性格：做事更加沉稳、自信、敢于表达自己的观点。这将为我以后的学习和工作打下坚实根底。最终感对我四年来的培育和培育！参考文献徐玮、建良.单片机快速入门[M].：航空航天大学，2023：161-227.徐惠民、安德宁.单片微型计算机原理接口及应用[M].邮电大学[3]刚.生物电子学[M].：中国电力，2023:120-150.[4]谭浩强.C[M].:清华大学，2023：1-160.[5]旭.环境监测仪器的现状和进展趋势[J].中国计量,2023:23(3):29-31.[6]小印.浅谈我国环境监测仪器的进呈现状[J].中国期刊,2023:26(4):36-42.[7]灿军.有用传感器[M].国防工业,2023：12-78．[8]唐文彦.传感器〔4〕[M].机械工业,2023：12-78．负图.最传感器有用电路手册[M].化学工业,2023：42-88．靖、少强.监测技术与系统设计[M].：电子工业,2023：28-236．宏建、蒙建波.自动监测技术与装置[M].：化学工业,2023：125-357．王化祥、淑英.传感器原理及应用[M].天津：天津大学,1999：121-334．君华.现代监测技术与测试系统设计[M].：交通大学出版,1999：114-267．宝芬.自动监测技术及仪表掌握系统[M].：化学工业,1999：45-179．单成祥.传感器的理论与设计根底及其应用[M].：国防工业,1999：33-164．[16]王化祥.自动监测技术[M].：化学工业,2023：267-301．[17]郭天祥.十天攻克单片机毅刚.单片机原理及应用.高等教育华．MCS-51系列单片机有用接口技术[M]．：航空航天大学,1993．瞿生辉,毛官．单片机原理与应用[M]．：电子科技大学,1989．高伟.AT89单片机原理及应用[M]．国防工业,2023.何立民.单片机高级教程[M]．第1版．：航空航天大学,2023.夏继强.单片机试验与实践教程[M].：航空航天大学,2023.晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：天津大学,2023.友德等．单片微型机原理．应用与实现[M]．：复旦大学,1996．101~184．[26]80C5[M,2023．179~188.育才．型AT89S51系列单片机及其应用[M]．：清华大学．2023．王为青,程国钢．单片机KeilCx51应用开发技术[M]．人民邮电,2023.丁光明,唐前辉．51单片机应用设计与仿真--基于KeilC与Proteus[[M].：航空航天大学,2023.光东等．单片微型计算机原理与接口技术[M]．：华中理工大学Ponce,M.A;Aldao,C.M;Castro,M.S.OxygenandcarbonmonoxideadsorptioninSnO~2thickfilmsgassensors,2023.Mortimer,RogerJ;Beech,Alison.ACimpedancecharacteristicsofsolid-stateplanarelectrochemicalcarbonmonoxidesensorswithNationassolidpolymerelectrolyte,2023.附录12程序代码#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDataP1 //数据端口/*****1602*****/sbitRS=P2^6;sbitRW=P2^5;sbitE=P2^7;/******AD*****/sbitSTA=P3^0;sbitOE=P3^1;sbitEOC=P3^2;sbitCLK=P3^3;/*****按键管脚定义******/sbitkey_U=P2^0;sbitkey_D=P2^1;sbitkey_L=P2^2;sbitkey_R=P2^3;sbitkey_S=P2^4;/******报警用管脚******/sbitbeep=P3^4;sbitled1=P3^5;sbitled2=P3^6;unsignedcharnum=0;//记录设定键按下次数unsignedchark_flag=0;//记录设置键按下次数(用于调用)unsignedcharwei=0;//光标位置unsignedcharc_num=0;//记录切换键按下次数unsignedcharc_flag=0;//记录切换键按下次数(用于调用)unsignedcharvoc_ad;//ADunsignedcharflag;//DHT11/****************************/sbitDHT=P3^7;ucharNONG1[]=“nong:16.00-28.00“; //浓度第一行数据ucharNONG2[]=“ 20.00 “; //浓度其次行数据unsignedcharwenZ,wenX,check;unsignedchartr_wenZ,tr_wenX;/*********延时*******************************/voiddelay_1ms(uintx){uchari;while(x--)for(i=0;i<120;i++);}voiddelay_10us{unsignedchari;i--;i--;i--;i--;i--;i--;}voidDelayUs(unsignedcharus) //--延时函数{unsignedcharuscnt;uscnt=us>>1; /*12MHz*/while(--uscnt);}/*******1602*******************************************//**********写命令**********/voidlcd_write_(ucharc){delay_1ms(5);//操作前短暂延时，保证信号稳定E=0;RS=0;RW=0;_nop_;E=1;Data=c;E=0;}/**********写数据*************/voidlcd_write_dat(ucharc){delay_1ms(5);//操作前短暂延时，保证信号稳定E=0;RS=1;RW=0;_nop_;E=1;Data=c;E=0;RS=0;}/**********LCD********/voidlcd_init{delay_1ms(15);lcd_write_(0x38);//displaymodelcd_write_(0x38);//displaymodelcd_write_(0x38);//displaymodelcd_write_(0x06);//显示光标移动位置lcd_write_(0x0c);//显示开及光标设置lcd_write_(0x01);//显示清屏}/*********显示单个字符**********/voidShowChar(ucharpos,ucharc){unsignedcharp;if(pos>=0x10)p=pos+0xb0;//40xcelsep=pos+0x80;//40x8lcd_write_(p);//写命令lcd_write_dat(c); //写数据}/*********显示字符串**********/voidShowString(ucharline,char*ptr){unsignedcharl,*p;p=ptr;l=line<<4;while((*p)!=”\0”){ShowChar(l++,*(p));p++;}}/*********浓度显示函数***********/voidNONGdisp(void){ShowString(0,NONG1);_nop_;ShowString(1,NONG2);}/*********VOC***********/voiddisp(void){ShowString(0,1);_nop_;ShowString(1,2);}/***********报警用函数************/voidBeep(unsignedchari,j)//ij{unsignedcharm;led1=led2=1;for(m=0;m<250;m++){switch(i){case0:break;case1:led1=led2=0;break;//低电平点亮case2:led1=0;break;case3:led2=0;break;}beep=j;delay_1ms(2);led1=led2=1;beep=0;delay_1ms(2);}}voidvoc_warning{unsignedcharvoc_t;unsignedcharvoc_h;voc_t=(”0”+VOC2[6])*10+(”0”+VOC2[8]);voc_h=(”0”+VOC1[9])*10+(”0”+VOC1[11]);if(voc_t>voc_h){Beep(1,1);}elseBeep(0,0);}voidwen_warning{unsignedcharwen_t;unsignedcharwen_h;unsignedcharwen_l;wen_t=(”0”+NONG2[6])*10+(”0”+NONG2[7]);wen_l=(”0”+NONG1[4])*10+(”0”+NONG1[5]);wen_h=(”0”+NONG1[10])*10+(”0”+NONG1[11]);if(wen_t>wen_h||wen_t<wen_l){Beep(2,1);}elseBeep(0,0);}{Beep(3,1);}elseBeep(0,0);}/*******************按键***************************//*************进入设定功能***************/unsignedcharkey_set(void){if(key_S==0){delay_1ms(10);if(key_S==0){while(!key_S);num++;k_flag=num%4;}elsek_flag=num%4;}elsek_flag=num%4;returnk_flag;}/********************调整数据******************/unsignedcharkey_adddec(unsignedchardat){if(key_U==0){delay_1ms(10);if(key_U==0){while(!key_U);if(dat<”9”)dat++;elsedat=”9”;}}if(key_D==0){delay_1ms(10);if(key_D==0){while(!key_D);if(dat>”0”)dat--;elsedat=”0”;}}returndat;}/***************左右移位*******************/unsignedcharkey_LR{if(key_L==0){delay_1ms(10);if(key_L==0){while(!key_L);if(wei==0)wei=3;elsewei--;}}if(key_R==0){delay_1ms(10);if(key_R==0){while(!key_R);if(wei==3)wei=0;elsewei++;}}returnwei;}/*********主函数调用的按键函数*********/voidset_updn_dat(void){while(key_set){unsignedj=key_LR;if(key_set==1){switch(j>0){}VOCdisp;

case1:j=2;break;case0:j=0;break;}else

VOC1[j+9]=key_adddec(VOC1[j+9]);lcd_write_(0x80+j+9);lcd_write_dat(VOC1[j+9]);if(key_set==2){switch(j){case2:j=6;break;case3:j=7;break;}}else

WENdisp;WEN1[j+4]=key_adddec(NONG1[j+4]);lcd_write_(0x80+j+4);lcd_write_dat(NONG1[j+4]);if(key_set==3){switch(j){case2:j=6;break;case3:j=7;break;}}}}/*************手动自动切换功能**************/unsignedcharkey_change(void){if(key_U==0){delay_1ms(10);if(key_U==0){while(!key_U);c_num++;c_flag=c_num%4;}elsec_flag=c_num%4;}elsec_flag=c_num%4;r