【基于51单片机的二氧化碳检测系统设计11000字】

第1页共51页基于51单片机的二氧化碳检测系统设计摘要高速的科技发展，生活质量的提高。在此同时人们课开始对环境的问题越来越关注。现如今最简单快捷知道周围环境的方法就是利用科学的技术来检测。科技不断在进步的同时，对环境的破坏也在不断的毁坏，对生态环境造成很大的影响。同时作为气体中含量最高的二氧化碳，人们也在不断的想要变废为宝，如何利用好这些二氧化碳，也成为了一个难题。所以二氧化碳的浓度指数也开始受到了大家的重视。这个时候就要用到检测二氧化碳浓度指数的仪器了。单片机的二氧化碳检测系统简单、快捷、安全可靠。同时也配有显示屏可以实时显示出周围环境的二氧化碳浓度。更直观的了解到二氧化碳浓度指数。本次主要用到单片机STC89C52来作为二氧化碳检测系统的主要控制芯片和存储数据，然后在结合其他的元器件模块，比如二氧化碳传感器、LCD1602液晶显示、蜂鸣器、按键、继电器等组成；最基本应该具备实时浓度显示、上限值警报、报警上限值调节等功能。此系统的设计成本不高，功能简单快捷、方便灵活又安全。本次二氧化碳检测系统的设计主要是通过二氧化碳传感器对气体的监测，采集到的模拟信号经过A/D转换成单片机能识别的数字信号，再由单片机芯片发出程序指令到LCD1602液晶显示出此刻环境中的二氧化碳浓度。此外还设有按键模块，通过对按键的按压来调节对报警值的设定。在不同的环境中对二氧化碳的浓度值要求也不一样，所有调节功能能够很好地解决此类问题。还有报警模块等等。关键词：单片机；二氧化碳；1602液晶显示；按键 目录4288摘要 I1253Abstract II139951.绪论 1127781.1课题背景及意义 174021.2二氧化碳检测在国内和国外的发展现状及发展趋势 2231392.系统总体设计方案 2103672.1二氧化碳检测系统的设计思路 2257932.2二氧化碳检测系统的设计结构 2178052.3检测系统的设计要求 3253292.4主控器件 3258212.4.1主要特性 4218302.4.2串口通信 4215562.5LCD1602液晶 438062.5.1LCD1602的概述 41772.5.2LCD1602的操作时序 5115672.5.3LCD1602的基本命令 5111372.6二氧化碳气体传感器 7184562.6.1MH-Z19C二氧化碳传感器的概述 77333.硬件设计 9233873.1最小系统的原理图 9184783.1.1复位电路原理图 9114603.1.2时钟电路 1051213.1.3下载接口电路 1073533.2报警电路的原理图 1138293.3LCD1602原理图 12317453.4继电器模块的原理图 13283674.系统软件设计 1364014.1主程序 14167134.2独立按键 1419954.3报警程序 1567574.4LCD1602液晶显示 159405.二氧化碳检测系统的调试 16108216.结论 197897参考文献 2120035附录 226114附录I元器件清单表 2226645附录II二氧化碳检测系统电路原理图 2320445附录III程序 23绪论1.1课题背景及意义在经济快速发展的同时会不会出现什么问题呢，答案是肯定的。既然想要经济发展的迅速，那么多多少少都会对人们赖以生存的环境产生一定的污染。又因为经济的发展，所以有了物质的提升，生活质量理所应当有了很高的提升，人们对生活环境的要求也会随之变高。由于环境越来越差，再加上当代青年越来越懒惰，导致体质越来越差，随之而来的就是各种疾病，特别是呼吸道疾病在现在发病率也是越来越高。就比如现在全球都在面临的新冠肺炎，新冠肺炎在2020年春节期间开始严重化，新冠肺炎具有传染性，它可以通过空气为介质进行传播。新冠的出现对人们造成了非常大的影响，虽然现在对新冠的控制以及取得了很大的成就，但是这个风波经过一年多的时间还是没有完全过去。由此可见，健康的生活环境就变得尤为重要。想要环境变得好，那么第一步就是要做到知晓环境的现状、空气的污染指数。随着科技的高速发展，我国科学技术方面有了巨大的提升，所以现在用科学技术来检测环境也成为了比较普遍的方式，这种方法既能比较方便快捷的反映出环境的现状，也快速准确。就好像全国各地高楼大厦一栋栋拔地而起，住房作为人们每日的生活起居场所，它的居住美观度、舒适性和最重要的安全度是每个家庭里最关心的。而现如今对房屋装修的时候，人们大多都会采用化学合成材料，就是为了房屋的美观，但是在让房子变美的同时也会留下大量的气体危害。现在家家户户都有小汽车，汽车的普遍化也加快了二氧化碳浓度指数的飙升。二氧化碳浓度高了，马上迎来的就是气温升高。全球温度变高了，两极冰川就在不断的融化，海平面就会上升，一些沿海城市直接遭到了海啸等危害。对人体最直接的危害还是各种有害气体的排放，导致空气质量严重下滑。目前我国研制出来各种各样对环境的检测系统，比如燃气检测系统、氧气检测系统、一氧化碳检测系统等等。科技还不是那么发达的时候，我国的检测方式大多都是以人工采集和对实验的分析，这种方式会耗费大量的人力、物力、财力。经过多年的科研改进，自动化、智能化以及普遍覆盖。这样就可以节省掉很多的劳动力，在节省人力、物力、财力的同时还可以让检测的结果也越来越精准。CO2会对自然环境有着一定的危害，比如现如今正面临的温室效应，温室效应又导致海平面的上升，会造成一连串的反应。但是CO2也有一定的用处，比如医学研究方面、固态二氧化碳也能用于冷藏制品、二氧化碳还可以促进植物的光合作用。它还是消食开胃的添加剂。人们每天的生活中的衣食住行也是来自二氧化碳的产物。本次设计的是一个对二氧化碳浓度指数检测的系统。本设计的最终目的是通过单片机和传感器的配合来实现对环境中二氧化碳浓度指数的检测。此系统制造的成本不高、操作也简单，精确度也很高，不会出现数值偏差很大的情况。在检测数值的时候也能够比较迅速的得到结果。比较适合一些普通家庭用户的使用。本系统的设计是以51单片机为主控中心而设计的一个具有气体检测功能的一个系统。系统的核心就是单片机芯片，在单片机里会存储每个模块的运行程序，然后再由单片机对数据的处理，发出程序命令各模块进入工作状态。然后会在显示屏上显示出检测到的浓度指数。1.2二氧化碳检测在国内和国外的发展现状及发展趋势最先开始研究气体传感器的都是些发达国家，比如美国、日本、英国、德国等。最早是1979年，日本先研制出光谱吸收式光纤传感器，采用这种传感器对气体研究时，所得的数据还不很准确。两年后他们对此也进行了改进升级，但是大致的提升并不大。又过了两年后，经过再次改进升级后，系统的灵敏度在原来的基础上整整提高了一倍。红外CO2气体测量仪在80年代初期由法国研制出，此款测量仪还具备防爆功能。所以可以在易燃易爆环境中使用。测量仪的响应时间在8秒左右，虽然响应的时间有点延时，不过测量的范围精确到了0-0.1％。此款感应器的收集气室采用了敞开式，敞开式的优点可以与空气直接接触，能够自测。此款仪器还是很能够经得住恶劣环境的考验的。C02传感器的研究在我国起步的比较晚，所以国内的红外传感器与其他发达国家相比还是稍稍落后的。经《传感器世界》报道，我国在05年的时候才对红外传感器取得了新的进步，都是所采用的关键元器件还是需要向发达国家进口。根据我国科技的发展速度，相信能够很快就能赶上，甚至超越一些发达国家。系统总体设计方案2.1二氧化碳检测系统的设计思路此次二氧化碳检测系统检测的总体思路是以51单片机作为控制的核心。整个系统会用到比较多的元件。单片机和各外接电路的配合实现出需要的功能。所需要的用到的元器件：51单片机、红绿发光二极管、蜂鸣器、1602显示屏、继电器、风扇和按键等等。二氧化碳的检测是通过MH-Z14A气体传感器对环境气体的采集，A/D转换会将收集产生的模拟量转换为单片机能够识别的数字信号，然后单片机会收到此数字信号，再由单片机执行二氧化碳浓度检测模块的程序，经过换算后，通过I/O串口传输到1602液晶显示出测量值。在对二氧化碳的检测过程中，测量得的浓度值超过报警测定值时，发光二极管会由绿变为红色，继电器闭合，风扇也开始工作，鸣器发出警报。当周围环境的二氧化碳浓度值降低时，测量值也会随之变低，这个时候，红灯熄灭，绿灯再次亮起；继电器也会断开，风扇停止；蜂鸣器停止出声。报警的设定值可以通过按键对其进行调整，在不同的环境中对二氧化碳的浓度要求可能也不相同，所以增加按键调节这个功能很好地解决了这个问题。2.2二氧化碳检测系统的设计结构此系统设计的主要控制芯片为89C52单片机，其他的外接元件还有MH-Z19C传感器、继电器、风扇、蜂鸣器、按键、晶振等等。在设计总比框架时，最主要的是先设计有气体传感器，有了气体的检测就能够实现出了最重要的功能。在能够检测出CO2浓度值的时候，还需要拥有一个报警功能，就好像手机温度过高时会发出警告。有了报警功能就可以让用户更方便快捷的知道浓度偏高，从而才能够更快速的做出处理。在浓度值偏高时，还可以加入一个加快空气流通的风扇，能够更快的降低二氧化碳浓度。因为单片机的特性，不可以直接对风扇进行供电，所以连接风扇还需要通过一个继电器控制风扇的停启。系统的设计总体框架如图所示：单片机控制电路电源电路单片机控制电路电源电路液晶显示电路液晶显示电路继电器控制电路时钟电路继电器控制电路时钟电路声光报警电路复位电路声光报警电路复位电路二氧化碳检测电路按键电路二氧化碳检测电路按键电路图2-1系统总设计框图2.3检测系统的设计要求（1）需要一个CO2检测传感器模块，要求能够对气体中的CO2进行探测。检测的准确值不能有很大的偏差。（2）用户能够通过对按键的按压来对报警值进行设定。最少有两个按键，一个按键用来降低报警设定值，一个按键用来增加报警设定值，并且还可以通过对按键的长按对设定值进行连续的增减。（3）在系统运行的过程中，二氧化碳实时值超过报警设定值时要发出声光警报，蜂鸣器要进入工作状态，蜂鸣器报警；红灯点亮，用以警报。（4）二氧化碳浓度偏高时，打开风扇，加速气体的流通，以此达到浓度降低的目的。（5）能够通过LCD显示观看的二氧化碳的实时浓度和通过按键所设定的报警值。2.4主控器件STC公司研制出的一种新型的51单片机。此款单片机内含有多个模块。封装图如图：图2-251单片机管脚图2.4.1主要特性1.8051单片机增强版，对传统8051的指令代码完全兼容。2.5V的单片机工作电压是5.5V～3.3V；3V的单片机工作电压是3.8V～2.0V。

3.工作的频率为0～40MHz。

4.单片机上集成了512字节RAM。5.具有看门狗功能。6.具有EEPROM功能。2.4.2串口通信串口通信分为并行通信、串行通信；两种方式各有优势。并行通信方式控制简单、传输数据快，但是由于传输线较多，所以会构成长距离传输时成本就会偏高。串行通信较并行通信而言就很大的减少了传输用线，并且还可以通过电话网等现成的设备传输。不过它的数据传输控制就比并行通信复杂，所以在选择串口通信方式的时候要结合电路设计、成本、实际情况等方面进行综合考虑后，再做出选择用哪种方式。2.5LCD1602液晶2.5.1LCD1602的概述LCD1602作为一款小巧型的液晶显示屏。在很多电路中都会用到1602液晶显示。虽然此款显示器显示的内容比较少,但是因为它的小巧、轻便,并且完全能够满足设设计的要求,所以考虑到种种问题,最终选择了这款显示器。它能够显示出32个字符,这32个字符又分为2行、16列来显示。1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm2.5.2LCD1602的操作时序LCD1602时序，其操作：读状态RS=L，RW=1，(E=1;读完后E=0；）写指令RS=L，RW=0，D0—D7指令码，E=1；E=0;写数据RS=1，RW=0，D0—D7，E=0；图2-3操作时序图2.5.3LCD1602的基本命令液晶显示屏要显示字符时首先要输入显示字符地址，也就是等同于告诉显示模块要在哪里显示字符。在收到指令后，显示屏再翻译成字符显示。图2-4字符代码与图形对应图1602液晶模块控制器的11条控制指令，如下表所示：表2-51602控制指令表2.6二氧化碳气体传感器2.6.1MH-Z19C二氧化碳传感器的概述MH-Z19C型号的二氧化碳气体传感器是小型的智能传感器，它可以通过红外检测探测出空气中CO2的浓度值并且能够自行将产生的模拟信号转换为数字信号。此款传感器还有小巧、方便、寿命长的优点。该型号传感器采用敞开式的气室，并且通过了镀金处理，所以提高了它的防水防腐蚀性能，还支持数字输出和波形输出。这种小型的感应器因为所占的空间位置较小，所以多用于冷暖制冷设备；空气检测设备、智能家居等。2.5.2MH-19C二氧化碳传感器的说明1、产品技术参数产品型号：MH-Z19C检测气体：二氧化碳平均电流：小于0.6A（5V供电）峰值电流：1.5A（5V供电）供电电压：4.5V～5.5V(直流电）接口电平：3.3V(兼容5V)测量范围：0～5000ppm范围输出信号：串口、PWM、模拟输预热时间：小于3min响应时间：T90<120s工作温度：高于0度，低于50度工作湿度：0～95%RH(无凝结)2、串行接口此传感器使用的是串行基本通信方式。传感器的Vin接到用户的5V;GND接到用户的GND；RXD接到用户的TXD；TXD接到用户的RXD。通讯协议有8位数据位；1位停止位。图2-6协议命令接口列表校准零点功能：每种传感器都应具备校零功能，NH-Z19C也不例外。它一个有三种可以实现校零的方式。第一种是命令校零，第二种是自动校零，最后是手动校零。零点校准的标准为400ppm。自动校准零点：传感器的自动校准零点是在传感器的允许过程中根据环境气体的浓度做出智能的判断，并且能够自动校准。不过自动校准的周期会比较长，在运行的过程中，传感器会进行进行自动校准，校准的周期为24小时。校准的零点是400ppm。此校准方式一般只适用于家庭的居住环境和办公室。手动校准零点：将传感器的HD引脚输入一个持续7秒钟以上的低电平就是对传感器进行了手动校准。3、传感器使用时须注意的事项：在进行电路板的焊接时，需要避免焊枪可能对传感器造成损坏。传感器不能够靠近热源和阳光的直射等。温度过高会对传感器造成不必要的损坏。在不经常使用的情况下，需要每经过六个月对传感器进行零点校准一次。长期使用传感器时，不建议在粉尘密度较大的环境，否则会对传感器造成不可逆的破坏。4.5V～5.5V是这款传感器造成工作时的电压值，所以想让传感器能够正常工作，那么就需要将电压保持在这个范围内。电流也不可以低于1.5A。如果超出这个范围内，传感器就会出现故障，可能会导致传感器输出浓度就会偏低甚至传感器不能正常工作。硬件设计STC89C52是STC公司在STC89C51上升级得到的增强版。与STC89C51相比,STC89C52是一款拥有更低功耗、更高性能的芯片。芯片里可以供给存储编程的字节也翻了一倍，达到了8K字符。经过升级后，功能也进行了升级，比旧款芯片的功能更多了，在此同时，此单片机芯片所有的功能都能够兼容旧款的单片机。单片机芯片就是整个系统的核心，就像人的大脑一样，指挥着人体做出各种动作。3.1最小系统的原理图单片机最小系统由主控单片机芯片、电源、开关、继电器、复位电路、下载接口、时钟电路等组成。图3-1系统原理图3.1.1复位电路原理图复位在电路中还是起到一个比较重要的作用。复位电路可以使所有的电路无论运行到哪一个状态都要回到初始化的一个状态。这个功能很方便，当电路出现某些问题时就可以使用复位电路，让整个电路恢复到初始状态。复位电路又分两种，一种是上电复位，一种是按键复位。上电复位是通过给一个高电平来实现复位。按键复位顾名思义就是通过设置外接按键，然后再通过按压按键来实现复位。本次系统中设计用到的就是就是第二种按键复位的方式。此复位电路由一个按键和一个10uF的电容、一个10K欧姆的电阻组成。Vcc接入电源，另一端接地，还有RST接到对应的单片机端口上。然后通过对按键的按压就能实现电路的复位功能了。按键复位电路图如下所示：图3-2复位电路原理图3.1.2时钟电路时钟电路：时钟电路是单片机必不可少的一个电路。简单的说，晶振电路就是时钟电路。晶振电路的单位是赫兹。那么它主要就是给单片机提供一个频率。就如同学习吉他时的一个节拍器，主要是负责提供一个节拍，形成一个节奏。单片机需要根据这个节拍来运行处理程序。简单的来说就是时钟频率越高，那么单片机处理程序的速度也就越快，反之就越，也就是晶振电路提供的频率与单片机处理程序的速度是成正比的。此时钟电路是由一个石英晶体和两个30pf的电容所组成的。晶振的范围在1.2~12MHz。时钟电路原理图如下：图3-3振荡电路原理图3.1.3下载接口电路下载接口：单片机最基本应该具备程序写入功能，所以下载接口是必不可少的。这种功能的好处就是能够更方便快捷的给单片机烧录入C语言程序。在设计电路板时，只需将在板子上设计相对应的接口连接到单片机的UART,那么就能够不需要再将单片机芯片取下来用单片机配用的编辑器对其进行程序编写。这样可以避免将单片机芯片频繁取下而造成损坏，毕竟单片机的引脚还是比较脆弱的。单片机下载程序的接口是P3.0和P3.1，另外还要接电源和接地。将这四根线与计算机进行连接就可以直接在单片机上进行C语言程序的烧录了。单片机芯片存储空间还具有8K字符的存储空间，可以通过下载接口下载不超过8K字符的程序。这些烧录好的程序语言就是让系统做出各种反应的指令了。下载接口原理图如下：图3-4程序下载接口原理图3.2报警电路的原理图这次设计的报警系统有声音报警和光源报警。本设计系统所选用的就是蜂鸣器和红色发光二极管。声音报警用到的就是：蜂鸣器，顾名思义就是能够通过发出蜂鸣声以示提醒。在进行报警时，蜂鸣器会发出连续不断的蜂鸣声。单片机不能够对蜂鸣器进行直接驱动，需要通过一个三极管来驱动蜂鸣器。如下图所示，P20为高电平的时候，蜂鸣器处于关闭状态；反之，蜂鸣器报警。如图所示：图3-5报警电路原理图在本设计中，蜂鸣器的主要功能就是当二氧化碳的浓度值超高的时候，蜂鸣器发出声响，以方便尽快做出处理，将二氧化碳浓度浓度降到正常值。蜂鸣器属于声音报警，除了蜂鸣器之外，还有光源报警。当二氧化碳浓度偏高的时候，就会看到绿色的发光二极管熄灭，红色的发光二极管点亮，用红色的发光二极管来做出报警警示。3.3LCD1602原理图当今社会每天见到最多的就是显示器了，现在每个人的生活都离不开手机，就连小朋友也会配有一个电话手表。每天的睡觉前，很多人都会选择玩一会手机再睡，在睡醒后也都会先看一下手机再起床。而最能直观的传达给我大脑信息的就是通过手机的显示屏。许多的电子产品都会用到液晶显示屏，显示屏的好处就是能够更直观的表达出电子器件的现状。显示屏通过排列的显示方法就可以排列出需要显示的图案、文字、符号等等。现如今LCD液晶显示屏的技术越来越成熟。本次设计中采用的就是一款1602液晶显示屏。虽然此款显示器显示的内容比较少，但是因为它的小巧、轻便，并且完全能够满足设设计的要求，所以考虑到种种原因，最终选择了这款显示器。它能够显示出32个字符，这32个字符又分为2行、16列来显示。原理图如下：图3-6LCD1602原理图本系统设计中，LCD1602接通电源后，按下系统的开关按键，系统会进入初始化状态，此时显示屏上就会出现“Init...Pleasewait！”这个时候说明系统正在开机，等待传感器预热后，初始化成功，显示屏就会分两行显示出两个数值。显示屏的上面一行是实时浓度值，第二行是报警设定值。当周围环境的浓度值发生变化时，显示的实时浓度值也会跟着变化。设定值的显示就需要通过按键的按压来调节。3.4继电器模块的原理图继电器往往都是用于自动电路中，它可以起到对自动控制电流开关的作用，通过三极管还可以起到放大电流和防止电流无线放大的作用，在电路中也可以起到一个开关的作用，当然它也可以起到保护电路的作用。继电器主要还是分为四个部分组成的，第一部分就是线圈、第二部分就是磁路、第三部分就是反力弹簧、第四个是触点。继电器会有一个常闭触点和一个常开触点，当接到一个单片机发来的电流信号后，会产生电磁效应。因为磁力的干扰，此时常闭触点就会断开，而常开触点成为闭合状态。从而达到电流变大的作用。本设计会用到一个小型的继电器，此款小型继电器有着体积小、重量轻寿命长、反应快、稳定等优点。这个继电器在此系统中是用于风扇的控制启停。当检测到的二氧化碳浓度值高了的时候，继电器就会开始工作，也就是让风扇旋转起来，让空气流通的速度加快，达到降低浓度值的效果。原理图如下：图3-7继电器原理图系统软件设计二氧化碳检测系统软件的程序设计：使用keiluvision4进行一个C语言程序的编写。然后再将编程好的程序通过烧录软件烧录到单片机芯片。在进行程序的编写时，为了实现各个模块的功能，需要将每个模块的程序分开进行编写。这样的编写方式也方便我们在之后发现问题的时候能够快速的找到问题，并解决。本系统设计的程序有主程序、显示模块程序、报警程序和按键模块程序等子程序。4.1主程序本程序的核心是STC89C52单片机芯片，以52单片机为核心来实现各模块的功能。连接上电源后，系统各端口进入初始化状态。待一段时间后，初始化完成。各个模块进入正常工作状态。通过传感器对周围环境气体的监测，最后将数据通过1602显示出来。当二氧化碳浓度超过报警值的时候，报警电路就会进入工作状态，红色发光二极管点亮，蜂鸣器报警，风扇开始旋转。主程序流程图如下图所示：开始开始LCD初始化 数据处理N 判断浓度是否越限 显示浓度Y 报警 结束图4-1主程序流程图4.2独立按键设计有独立按键可以对二氧化碳浓度报警值进行调节，当我们需要感知周围环境二氧化碳浓度值是否超过某个值时，我们就需要通过这两个独立按键进行增减。单次按压按键时，显示的设定值就会以一个单位值进行增减，为了方便更快的设定此报警上限值，所以还设定了长时间按压时就会以一定的速度连续增减的功能。4.3报警程序报警程序主要是通过我们的51单片机来控制的，通过二氧化碳的实时浓度值和设定的上限值进行比较，若达到了浓度报警的上限值，则报警程序通过单片机发出指令到报警装置执行，这个时候蜂鸣器报警，绿灯灭，红灯亮。程序流程图如下图显示：开始读取浓度值N报警Y判断浓度是否越限结束图4-2报警程序流程图4.4LCD1602液晶显示LCD1602液晶显示是比较常用的一款显示器。它是由显示屏和一些电路、元件等装配在PCB板上而组成的一款小型液晶显示器。虽然属于小型显示器，但是麻雀虽小五脏俱全，也可以满足很多的显示需求的。它最多能够显示32个字符，这32个字符又平分成两行显示，每行能够显示16个字符。此款显示屏与单片机直接连接，能够直接执行单片机发出的指令，在LCD上显示出来。

LCD1602液晶显示程序流程图如图13所示：入口初始化LCD取显示首地址延时写数据写LCD指令读取并显示写显示行列地址结束图4-3液晶显示流程图二氧化碳检测系统的调试程序烧录使用的是STC-ISP下载烧录软件，通过把一根USB杜邦线一端连接到电脑，并且另一端连接到实物。在STC-ISP里面Keil4做好的二氧化碳检测系统程序下载到实物进行调试。首先是在Keil4编辑好了二氧化碳检测系统的程序，然后程序生成HEX文件。下一步就是打开STC-ISP程序下载软件，在STC-ISP软件的操作栏中找到“单片机型号”和“串口号”，并且选择的型号要与电路图的单片机型号以及串口号一致，以保证后面的步骤能顺利进行。然后在“打开程序文件”中查找到我们生成的hex文件，选择hex文件，点击下载程序，此时就完成我们实物的程序下载了。通过对实物开机调试，观察调试过程中系统电路到底有没有存在问题，如果电路出现问题，那么我们要尽早检查出问题的根源。比如有没有短路的情况，元器件焊接有没有虚焊的情况，元器件在系统测试中每个元件的功能是否正常，所有的功能是否已经完全实现了，有哪些功能是没有实现的，检查系统是否正常工作。检查出现的问题是程序存在的问题，还是实物元器件存在的问题，发现问题，然后进行修改，改完之后再进行调试，经过反复的调试，直到最终能保证实物能够实现所有的功能为止。程序下载到实物后，将单片机接通电源，打开系统控制开关，这个时候各部件都进入初始化状态，传感器进入预热状态，LCD1602显示器的界面会显示“Init...Pleasewait！”。此时是系统正在初始化。如5-1图所示。图5-1初始界面等待大概180s左右，各部件初始化成功，二氧化碳传感器也预热好了，因为使用到的此款二氧化碳传感器需要经过大概三分钟的预热才能准确的测量出环境的二氧化碳浓度。如图5-2所示。此时显示器显示出当前二氧化碳浓度为745ppm，所以没有超过我们设定的报警值3000ppm，绿色指示灯常亮。如图5-2所示：图5-2二氧化碳正常界面当周围环境中的二氧化碳浓度值发生变化并且上升，这个时候检测出来的二氧化碳浓度就一直飙升到了4984ppm，已经远超过了设定的报警值。这个时候红色报警指示灯就会亮起，并且蜂鸣器也会开启以提示二氧化碳浓度偏高，继电器闭合，风扇也会在这个时候进入工作状态，用以加快气体的流通，让二氧化碳浓度得以更快的下降。如图5-3所示：图5-3二氧化碳超标界面经过一段时间的气体交换后，二氧化碳浓度值就会慢慢降到正常状态，减低到报警值一下的时候，报警指示灯会立即熄灭，绿色指示灯重新点亮。风扇停止工作，继电器断开，蜂鸣器也停止发出报警声。如图5-4所示：图5-4二氧化碳恢复正常界面6.结论基于51单片机的二氧化碳检测系统设计现在基本上已经是全部完成了，二氧化碳检测系统设计的基本功能要求也全部实现。该系统可以实现检测实时的二氧化碳浓度、二氧化碳浓度偏高报警、加快气体流通等功能。在这次系统的硬件设计、软件设计和程序的设计的过程中遇到了各种各样的问题，经过一边设计一边学习，存在的问题也就迎刃而解了。从刚开始元器件的选择，到电路图的设计，再到程序的编写，在这段时间中也是一个不断纠正错误的过程。在这过程中能够学到更多对单片机还不通晓的知识，并且对原来的知识也得到了加深和巩固。此系统中主要的元器件是STC89C52单片机、二氧化碳浓度检测传感器MH-Z14A、LCD1602显示器、风扇、继电器、发光二极管等等。STC89C52单片机的应用非常广，此款单片机小巧便捷，有一定的安全性。虽然体积小但是具备很多的功能。并且可以通过计算机将编写好的C语言程序烧录到单片机，当然也可以将烧录进去的程序抹除，从而让单片机能够发出程序指令到外接模块实现各种各样的功能。

MH-Z19C二氧化碳传感器是一个智能的小型传感器。主要是通过红外吸收气体进行检测。虽然此款的体积小，不过小身体却拥有大智慧。它可以自动对气体中的二氧化碳进行探测，传感器中自带了A/D转换，不需要外加芯片来将模拟信号转换为数字信号。并且还有灵敏度高、寿命长、功耗低等优点。选择的这款传感器基本上能够满足此检测系统所需要的功能要求。

LCD1602显示器虽然不能显示汉字，只能显示出一些简单的字符、字母和数字。但是已经能够满足本系统的需求，只需要显示数字和字母就可以完成浓度的显示，两行的显示空间可以显示出需要显示的数值。并且在进行显示屏选择的时候考虑到LCD的各种优点，所以才选择了此款显示器。通过此单片机系统的完成，在此过程中让我对单片机的相关知识得到更大的扩展，同时也得到了巩固，在对电路板进行焊接的时候，也让我的动手能力的到了很好地锻炼。让我手工方面的能力得到了很大的进步。而在进行对系统硬软件