电子测量大作业-甲醛检测系统的设计

电子测量大作业-甲醛检测系统的设计内容摘要：

发生氧化反应，产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比，通过检 测放大电路和放大倍数的调整经 A/D 转换后送单片机。 由于甲醛的含量超标的话将对人体的健康造成很大的伤害，因此本系统设计当单片机接收到 A/D 转换器转换后送来的信号时，单片机会检测该信号，并将信号转化为甲醛浓度的具体含量输出显示在 LCD 上，并且单片机会比较此信号，当此信号所表示的甲醛含量超过预先设定的警报标准时，会控制警报器发出超标警报。 前室内所含甲醛的含量，更能在含量超标是及时的报警提示。 本系统设计采用功能模块化的设计思想，系统主要分为 总体方案设计 、 硬件和软件的设计三大部分。 室内甲醛污染对人身体健康影响较大，标准规定的方法绝大多数是化学分析法 ,使用的手段是实验室分析仪器 主要有比色计、 分光光度计、化学滴定、 气相和液相色谱。 但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展，现已有了基于单片机的便携式甲醛测试仪，并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。 因此 本 设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器，其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应，产生的扩散电极电流与空气中的 甲醛浓度 6 成正比，通过检测放大电路和放大倍数的调整经 A/D 转换后送单片机 、由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度。 由于 甲醛含量 超量的话，将对人体健康造成很大的影响。 具有 民 用价值的便携式甲醛 检测仪 的研制受到了人们的高度重视。 设计能够满足生活需要，携带方便的 便携式甲醛检测仪 迫在眉睫。 针对目前的现状， 本 系统设计遵守体积小，质量轻，性价比高的原则。 第四章 硬件设计 系统总体结构及工作原理 系统是由传感器模块， A/D 转换模块，单片机最小系统，液晶显示模块，报警模块，外围存储模块以及按键模块组成。 其中主要器件传 感器选用的是 MQ138 型气体传感器，它的灵敏度高，价格便宜，外围驱动电路简单，单片机选用的是AT89C52，它的控制能力强。 总体结构图如图所示。 硬件结构框图 本系 统 以 单 片机 为 控制中心，利用甲醛 传 感器采集室 内 甲醛含量的 数 据，传感器采集的数据经外围放大电路放大，此放大信号经 AD 转换器转换为单片机可识别的信号，信号经由单片机处理显示在 LCD 上，当超标时单片机控制报警电路报警。 硬件 设计所 涉及的主要有： MCU， A/D， LCD,外 围扩 展 数 据 RAM 等芯片的 选择 ；硬件 设计电 路主要有： 数 据采集 电 路， 数据转换电 路， 数 据 处 理 电 路，显 示 电 路， 报 警 电 路以及外 围扩 充 内 存 电 路的 设计。 系统主要模块介绍 数据采集模块 在 数 据采集系 统 中，由甲醛 传 感器出 来 的 电 流信 号 必 须经过放 大， 转换 才能被 单 片机 识别 和 处 理。 在本系 统 中甲醛 传 感器所 检测的电 流信 号经电 位器放大 为电压 信 号 ，再 经 AD 转换为单 片机 识别 的信 号。 数 据采集 电 路如下 图 所示 ： AT89C52 传感器 信号放大 AD 转换 外围扩充存储 LCD 按 键 报警 7 数据显示模块 对 于本 设计 要求 显 示所 检测 到的甲醛含量，所以在硬件 设计 中 会 有液晶 显 示的 设计 ，最初所使用的液晶 显 示器 为 LCD1602 液晶 显 示器 ， 随着设计 的深入 发现 1602 显 示器由若干 个 5X7 点阵组 成，只能 显 示 简单 的 汉 字，不能 满 足本系 统的 设计 要求。 经过筛选最 后 选 定 LCD12864 显 示器。 12864 是一 种图 形 点阵 液晶显 示器，它主要由行 驱动 器 /列 驱动 器及 128X64 全 点阵 液晶 显 示器 组 成，可完成图 形 显 示也可以 显 示 8X4 个汉 字（ 16X16 点阵 ）。 以下 为 LCD12864 与 单 片机的接 线 原 理图见 液晶 显 示原理是利用液晶的物理特性，通 过电压对 其 显 示 区 域 进 行控制，有电 就 显 示黑色， 这样 就可以 显 示出 图 形。 字符 显 示：字符 显 示比 较 复 杂， 一 个 字符由 16x8 点阵组 成，即要找 到和 显 示屏是某几 个 位置 对应 的 RAM 区 的字 节 ，再使不同的位置 为 ‘ 1’其它的 为 ‘ 0’； 为 ‘ 1’的 点亮 ， 为 ‘ 0’的不亮， 这样 就显 示出一 个 字符。 汉字显 示和字符 显 示的原理差不多，就是一 个汉 字一般采用 图形方式，事先 从微 机中用字模 软 件提取要 显 示的 汉 字的 点阵码， 每 个汉 字占 32B，为 两 部分，各 16B。 根据在 LCD 上 开始显 示的行 列号 及每行的列 数 就可以找出显 示 RAM 的 对应 地址，送 上汉 字要 显 示的第一字 节 ，以此 类 推，最后送完 32B， 8 这样汉 字就 显 示出 来了。 本系 统 所要 显 示的 汉 字和字符就是按照上述原理 显 示出 来 的，而相 应 字体的点阵码则是 用 字模 软 件提取出 来 的，然后把 这 些 点阵码 放在相 应 的 LCD 软 件程序里。 报警电路 在我们日常生活中所见到的相关报警方式有：一是语音提示报警，如验钞机的报警，这种报警不仅可以告知人们出现报警还能让人们知道所报警的信息；二是闪光报警，这种方式利用闪烁的指示灯提醒人们注意；三。