基于单片机的空气质量检测仪-毕业论文.docx

1、 专 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计说明书(论文)作 者 : 学 号：教 研 室 : 电气自动化教研室专 业 : 电气自动化技术 题 目 : 基于单片机的空气质量检测仪 指导者： 评阅者： 年 5 月专 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语学生姓名： 班级、学号： 电 气 1301 题 目： 基 于 单 片 机 的 空 气 质 量 检 测 仪 综合成绩： 指导者评语：指导者(签字)： 年 5 月 13 日专 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）毕 业

2、 设 计 （ 论 文 ） 评 语评阅者 (签字)： 年 05 月 13 日答辩委员会负责人(签字)： 年 5 月 14 日专 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要专 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ）人们的生活伴随着科学技术的日新月异，正在发生翻天覆地的变化，在物质条件达到了的一定程度后，开始注重于饮食和环境等方面对身体健康的影响，其中环境和空气对人身体健康的影响越来越受人们的关注和重视。本文设计的是基于单片机的空气质量检测仪，其控制核心为 AT89S52 单片机，采用 MS1100VOC气体传感器和 AM2301

3、 温湿度传感器作为采集模块，其采集的的模拟数据由ADC0809 转换为单片机可识别的数字信号，由单片机将数据进行分析后送入液晶显示实现对当前空气中 VOC 的含量进行检测显示及当前环境的温湿度的显示，本设计的显示采用 LCD1602 点阵式液晶显示测量数据，当所测数据超过其设定值后，会进行相应的声光报警。本设计智能化程度高且具有良好的人机操作界面、体积小、功耗低、便于携带等优点。关键词 AT89S52 、VOC、传感器、ADC0809 、LCD1602 显示 专科毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 II 页 共 II 页目录1 绪论 _11.1 空气质量检测仪研究的目的 _1第一章

4、 _22 研究的内容、方法及总体方案 _22.1 设计内容 _22.2 设计方法 _22.3 总设计方案 _22.3.1 系统框图 _32.3.2 功能的设定 _32.3.3 硬件的选择 _3第二章 _43 基于单片机的空气质量检测仪硬件部分设计 _43.1 空气质量检测仪系统简介 _43.1.1 系统硬件结构及原理 _43.2 AT89S52 单片机简介 _43.21AT89S52 单片机扩充口电路 _53.2.2 复位电路模块 _53.3 传感器的选用 _63.3.1 气体传感器 _63.3.2 温湿度传感器 _73.3.3AM2301 电气特性 _103.4 放大滤波电路的设计 _143

5、.5 模数转换电路设计 _153.6 声光报警电路设计 _163.7 液晶显示电路设计 _163.8 按键电路设计 _20本章小结 _22第三章 _234 基于单片机的空气质量检测仪的软件设计 _234.1 系统软件设计思路 _234.2 主程序设计 _244.2.1 主程序模块 _244.2.2A/D 转换模块 _254.2.3 液晶显示模块 _254.2.4 声光报警模块 _26本章小结 _28第四章 _295 仿真测试 _295.1 常见的硬件故障 _31专科毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 II 页 共 II 页5.2 硬件的调试方法 _31本章小结 _32结束语 _33

6、致谢 _34参考文献 _35附录一 _36附录二 _37专科毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 1 页 共 45 页1 绪论1.1 空气质量检测仪研究的目的随着科技的日新月异，生活环境的变迁，人们开始追求高质量的生活环境。在人的一生中绝大多数的时间会在室内度过的，这样实际上与室内挥发性有害气体的接触时间会比户外多上很多，因此室内的空气的好坏直接影响的人的身体健康，尤其是弱势群体。本文研究的室内污染物主要是 VOC,VOC 的定义一般分为两种一是指不会造成危害挥发性有机物；另一种是有害的挥发性有机物。本文研究的是会产生危害的挥发性有机物。VOC 包括各种挥发性的有机化合物主（主要指室

7、内） ，在室内环境中有害的挥发性有机物有上百种之多。在室内主要的 VOC 气体主要要来自燃烧产物、建筑装饰材料、家具等。VOC 是由许多不同部分物体所挥发的有机气体，也被称为碳氢化合物。一般情况下 VOC 的挥发是由压力引起的。根据调查发现，如果不能使室内空气流通，当室内的 VOC 气体浓度达到一定的程度时，就会引起头痛、恶心等症状，严重时甚至引发晕厥造成记忆力减退等严重后果。综上所述本文的研究价值就有所体现。本设计另一个功能温湿度的检测则可以提醒使用者当前室内的温度与湿度的情况，进行通风或者加湿，这样给使用者提供一个舒适健康的环境。第一章专科毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 2

8、 页 共 45 页2 研究的内容、方法及总体方案2.1 设计内容以单片机为核心、传感器为辅。实现对当前室内的挥发性有害气体的浓度监控和当前温湿度的显示，当超过标准时会进行声光报警。2.2 设计方法查阅资料选着所需元器件，设计流程图进行程序的编程使用仿真软件进行仿真调试。2.3 总设计方案本设计用传感器进行数据的采集（挥发性有害气体和温湿度）送入 A/D 转换器中进行模数转换后，将单片机可识别的数字信号送入单片机内进行数据的处理，显示用 LCD 点阵式液晶屏显示，使其具有良好的显示界面，电源采用锂电池供电，当超过标准或设定值后会进行声光报警。2.3.1 系统框图2.3.2 功能的设定显示采用 L

9、CD1602 液晶显示屏，实现 1.温度 2.湿度 3.挥发性有害气体的浓度显示，当超过安全范围时进行声光报警。其中传感器温度测量的范围为-40C80C、湿度测量范围为 099.9%RH。具调查研究表明当室内温度为23C28C（夏季） ；18C23C（冬季）湿度在 30%RH%RH 人体最为舒专科毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 3 页 共 45 页适。其设定值可根据用户的需求设定。VOC 挥发性气体检测值为 01000ppm，根据国家规定室内 VOC 气体低于 0.6mg/m3 为安全值，当超过时会报警，提醒使用者进行通风。2.3.3 硬件的选择AT89S52 具有 8Kb 的 ROM，有着上千擦写功能且相关资料多，容易购买，价格低等优点满足本文设计所需，在传感器部分考虑根据性能、价格和合适本设计的需求后，选用 MS1100VOC 气体传感器和 AM2301 温湿度传感器。在模数转换器件的选择上考虑本设计的需求精度要求不是很高，所以选择性能满足设计需求的且价格低廉的 ADC0809。