危险气体检测系统设计

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1、危险气体检测系统设计　　摘要：目前，随着生活水平的提高，人们对室内居住环境的舒适度要求越来越高，住宅和居室是人们生活的重要物质条件，是人们生活、家庭团聚的场所，但随着装修材料的大量使用和生活用品的日益广泛，家居环境隐患重重。现在市场也有对室内环境的监测仪器，主要针对的是有害气体检测，功能单一，而且价格较贵，根据市场调查非常需要家用室内甲醛有害气体的综合检测系统。　　关键词：甲醛传感器；单片机；液晶显示屏；危险气体；监测　　一、引言　　有关专家介绍，甲醛是一种破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物，会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，麻醉人的中枢神经，可引

2、起肺水肿、肝昏迷、肾衰竭等。2003年3月由国家环保总局、卫生部、国家质量监督检验总局共同制定并发布的我国第一部“室内空气质量标准”，指出室内污染对人们健康的重要影响，同时也表明国家对室内空气污染的高度重视。这个“标准”的颁布不仅使室内空气污染问题引起社会的广泛关注，也给室内环境的监测仪器仪表带来巨大的市场和商机。可见，对室内环境监测仪的研究具有重要的意义。　　二、系统设计的总体框架　　本系统以AT89S51单片机为核心，主要包括传感器温湿度采集，传感器气体采集，A/D5模数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。系统通过各种传感电路检

3、测室内温度、湿度、可燃气体浓度等参数值，然后与键盘预置的参数临界值进行比较，启/停风扇来改变室内可燃气体浓度，关闭燃气阀门，实时显示当前温度、湿度、可燃气体浓度等参数值，并与声光报警装置配合，等待房主处理。系统整体设计如图1所示。　　1.把传感器技术应用与单片机控制技术相结合，实现对甲醛浓度的采集和读取。　　2.利用LED数码管显示技术完成显示电路的设计。　　3.采用发光二极管进行甲醛气体浓度超限报警。　　三、系统的硬件设计和连接　　（一）甲醛检测模块设计　　1.甲醛检测模块设计精度　　本设计甲醛模块计的量程为0-10ppm。由于所使用的是8位A

4、DC0832，所以本设计的精度为：10ppm/256=0.039ppm。　　2.甲醛传感器检测到的“气信号-电信号”传送到RCV420电流电压转换器，转换为电压信号，此信号传送到A/D转换器转换为单片机识别的数字信号，再去控制报警电路。　　（二）控制模块设计　　单片机时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。　　1、内部振荡方式：AT89S51单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入晶振元件：晶体振荡器和电容，即可构成一个稳定的自激振荡器。5　　2、外部振荡方式：把外部的时钟信号引入单片机内部

5、。此方式可使单片机的时钟与外部信号保持同步。　　在本设计中采用第一种方式，在XTAL1和XTAL2引脚分别接一个30pF的电容，两个引脚之间接入一个12MHz的晶振。　　（三）显示电路设计　　本设计采用动态显示方式驱动8个数码管工作，通过按键选择显示甲醛浓度值。用74LSl38的输入端来选择位码.单片机控制数码管的断码。如检测到的温度发生变化时，数码管即会发生相应的变化，起到实时显示功能。　　四、系统的软件设计　　KeiluVision2是美国KeilSoftware公司出品的与51系列单片机兼容的C语言软件开发系统。KeiluVision2提供

6、了C编译器、宏汇编、连接器、库管理和仿真调试器等工具，是在线编程更加容易。　　（一）编辑器和调试器　　1.源代码编辑器　　uVision2编辑器包含用户常用到的所有特性，语法彩色显像和文件识别都对C源代码进行和优化，可以在编辑器内调试程序，它能提供一种自然的调试环境，使你更快速地检查和修改程序。　　2.调试器　　uVision2源代码级调试器是一个理想、快速可靠的程序调试器。调试器包含一个高速模拟器，可以模拟整个8051系统，包括片上外围器件和外部硬件。当你从器件库中选择器件时，这个器件的特性将自动配置。5　　（二）C51编译器　　KeiluVi

7、sion2编译器在语言上的扩展功能为用户使用软件资源提供方便，对于8051系列资源C51编译器都可以进行操作。sfr和sbit两个关键字对SFR实行存取。变量可转移到任意地址空间，变量还可以通过关键字-at-放入固定的存储器中，存储模式决定了变量的存储类型。KeiluVision2的编译器和高性能仿真器，支持应用程序的调试。　　（三）软件开发流程　　1.点击Project工程下面的菜单，选择弹出对话框中的NewProject，如图4-2所示。在弹出的文件对话窗口中输入程序项目名称，“保存”后的文件扩展名为uv2，这是KEILuVision2项目文

8、件的扩展名，以后可以直接点击此文件以打开以前做的项目。　　2.选择符合要求的单片机，Ateml公司的AT89S51。　　3.编写程序，首