基于单片机的室内甲醛检测系统

淮南师范学院本科2012届毕业论文1目录前言................................................................31绪论..............................................................31.1甲醛测试系统的研究及现状........................................31.2课题的背景和意义................................................42概述..............................................................42.1单片机概述......................................................42.2传感器介绍......................................................83硬件系统设计......................................................93.1系统总体结构及工作原理..........................................93.2系统主要模块介绍...............................................103.2.1数据采集模块.................................................103.2.2数据显示模块.................................................113.2.3报警电路.....................................................133.2.4模数转换模块.................................................143.3系统电路设计...................................................164软件实现.........................................................194.1编写语言及编译软件的简介.......................................194.2主程序模块.....................................................194.3A/D转换流程图.................................................204.4LCD显示流程图................................................204.5按键流程图.....................................................215系统仿真.........................................................216结论.............................................................24致谢...............................................................24参考文献...........................................................25附录...............................................................26附录1.相关定义及主程序............................................26附录2.LCD显示程序................................................28附录3.ADC0832程序...............................................31附录4.数据换算程序................................................33附录5.按键程序....................................................34基于单片机的室内甲醛检测系统2基于单片机的室内甲醛检测系统学生：程一旺指导教师：王丽淮南师范学院电气与信息工程学院摘要：随着社会的发展，生活质量的提高，越来越多的人们意识到房屋装修所残留的气体对人体的伤害，而房屋装修所残留的气体主要为甲醛。甲醛对人体健康有较大的危害，许多疾病的诱发都与甲醛有关，如哮喘，白血病等。对此我们研究并设计了一种用于检测室内气体中所含甲醛含量的检测系统。该检测系统具有显示甲醛含量以及超标报警的功能。该系统设计方案是基于AT89C52单片机，选择MQ138型甲醛传感器。在系统中传感器模块输出的标准电流经由A/D转换电路转换为单片机能识别的信号，单片机对此信号进行处理，最后将甲醛含量显示在LCD上，并在甲醛含量超标时进行报警。关键词：甲醛；单片机；传感器IndoorformaldehydedetectionsystembasedonMCUStudent:ChengyiwangInstructor:WangliHuainanNormalUniversityElectricalandInformationEngineeringDepartmentAbstract:Withthedevelopmentofsocial,improvedoflife,moreandmorepeoplerealizethedamageofthehousingrenovationresidualgasesonthehumanbody,housingrenovationoftheresidualgasismainlyforformaldehyde.Formaldehydegreaterharmtohumanhealth,manydiseasesinducedisrelevanttoformaldehyde,suchasasthma,leukemia,etc.Westudyanddesignadetectionsystemisusedtodetectindoorgascontainedformaldehydecontent.ThedetectionsystemshowstheformaldehydecontentandAlarming.ThesystemdesignbasedonAT89C52,selectMQ138typeformaldehydesensor.ThroughtheA/DconvertercircuittoconvertthesignalfortheMCUcanidentifyinthestandardcurrentoutputofthesensormodule,MCUprocessingofthissignal,finally,theformaldehydecontentisdisplayedontheLCD,andalarmexcessivelevelsofformaldehyde.淮南师范学院本科2012届毕业论文3Keywords:Formaldehyde;Singlechip;Sensor前言近年来，住宅内装潢材料中含有的有害化学成分常常会引发一系列健康问题，人们习惯称之为“装潢病”。甲醛是这些有害化学成分中的一种，它是一种具有刺激气味的无色气体，也是一种潜在的致癌物质，对人体健康有较大的危害。许多疾病的诱发都与甲醛有关，如哮喘，白血病等。一种能够检测室内气体中所含甲醛含量的检测系统的研究与应用就成为了人们关注的热点。单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等突出优点,在智能产品、测控系统等领域得到广泛的应用。本文基于单片机设计出一种简单实用的室内甲醛测试仪器，此仪器可现场直接显示甲醛浓度值。当其浓度值小于国家规定的标准值时，可以入住，当超过规定的室内居住标准值时报警提醒人们暂时不要入住。1绪论1.1甲醛测试系统的研究及现状随着人们生活水平的提高，越来越多的人意识到房屋装修所残留的气体对人体的伤害，房屋装修所留有害气体主要为甲醛，另外，很多家具、地板有味道，其实是漆的味道，有时即使家具环保，但是如果选择的漆不好，也会有过多的甲醛。急性甲醛中毒为接触高浓度甲醛蒸气引起的以眼、呼吸系统损害为主的全身性疾病。甲醛现在被各界普遍认为是室内第一杀手，它的释放期一般为3-15年，其对人体尤其是婴幼儿、孕期妇女、老人和慢性病患者甚为严重。空气中有毒气体释放周期较长，轻微超标时居住者不易察觉。超标四五倍时，居住者才能嗅出气味。找正规的检测机构做甲醛检测已成为现在入住新居的一项必不可少的程序。所以人们迫切需要一种能检测室内残留甲醛含量的设备可以随时随地的测量，这样给生活带来更多的方便和安全。目前市场上的甲醛检测方法有（1）AHMT分光光度法；（2）酚试剂分光光基于单片机的室内甲醛检测系统4度法；（3）气相色谱法；（4）乙酰丙酮分光光度法；（5）电化学传感器法。通过对以上各种方法进行分析我们了解到通过电化学传感器法所设计的测量系统操作方便、性价比适宜、运行可靠、测量精度高。随着传感器技术的发展，市场上越来越多的气体传感器出现在人们的视野中，像CH2O/S—10甲醛传感器，MQ138传感器等。郑州炜盛电子科技有限公司的MQ138传感器价格低，外围驱动电路简单，对于甲醛的灵敏度较高，因此本文的设计部分选择了MQ138型甲醛传感器。1.2课题的背景和意义随着现代社会的发展，科技的进步，高科技电子产品给人们的生活带了翻天覆地的变化。房屋装修的残留气体甲醛一直危害着人们的健康，比较市面上常见的甲醛检测方法，大多比较麻烦且价格较高。本文所述的基于单片机的室内甲醛检测系统，是运用电化学传感器法，利用单片机的高性能控制甲醛传感器来达到检测甲醛含量的目的。本设计适用性广，操作简单，只要操作几个按键就能检测甲醛的含量，甲醛含量直观的显示在LCD显示屏上，适用于各种人士。本系统集成度高，体积小，携带方便，具有很高的灵活性。本系统的研究解决了人们在装修房屋后最佳入住时间的难题，一般装修房屋后会有大量的残留气体危害人们的健康，本系统能实时检测屋内的残留甲醛含量，并且当含量超过国家标准时会报警提示，这样就能让人们直观的了解自己何时能入住装修过的房屋。2概述2.1单片机概述单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机内存RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的淮南师范学院本科2012届毕业论文5功能，尤其是特殊的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板，但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别，只是因为单片机通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应