基于单片机的室内装修环境检测仪的设计(含电路原理图,PCB图,程序)

基于单片机的室内装修环境检测仪的设计(含电路原理图,PCB图,程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文25000字,程序,答辩PPT)
摘 要
室内装修造成的污染作为一种比较敏感的环境污染，已经成为社会所面临的最为严重的问题之一。鉴于室内装修污染对人们造成的危害，对室内气体监测越来越显得重要，而随着现代计算机技术和微电子技术的迅猛发展，利用智能仪器仪表监测技术对室内气体进行浓度监测便是大势所趋了。室内有害气体监测仪器的研制，能有效的检测出室内空气中的隐形的杀手，有利于我们有目标的清除，确保人们的居住安全，并对提高人们的生活质量具有重大的现实意义。
检测仪系统由气体传感器检测甲醛等有害气体浓度值，并将检测结果模拟信号输送至单片机，STC12C5A60S2自带8路高速10位A/D转换，可直输入模拟信号，经过单片机AD转换和处理后，通过数码挂显示电路进行甲醛等有害气体的浓度实时显示，然后，与设定的警报门限值比较，当浓度值大于门限值时，驱动蜂鸣器报警电路和继电器开关电路，进行报警和控制输出，系统设计有按键设置电路，可根据实际情况设置报警门限值。经测试，设计的环境检测仪能够实现室内装修环境的有害气体测量、报警功能。

关键词：环境检测仪；单片机；甲醛传感器
Abstract
Interior decoration pollution is sensitive to environmental pollution which has become one of the most serious social problems. In view of the interior decoration pollution hazards to people, indoor gas monitoring is more and more important, and with the rapid development of modern computer technology and microelectronics technology, the use of smart instrumentation monitoring technology for indoor gas concentration monitoring is the trend of the times. Development of indoor harmful gas monitoring instruments, which can effectively detect the invisible killer in indoor air, for we have a clear goal, to ensure the safety of people living, and it has great practical significance to improve the quality of life.
Detector system consists of gas sensors to detect harmful gas such as formaldehyde gas concentration value, and conveying the analog signal of test results to the single-chip, STC12C5A60S2 is with 8-channel 10-speed A / D converter which can be directly input analog signal, after single-chip AD conversion and processing , linked by a digital display circuit for real-time display the concentration of formaldehyde and other harmful gases, and then compared with the set alarm threshold, when the concentration is greater than the threshold, the drive circuit and buzzer alarm relay switching circuits, alarm and control output, the system is designed with buttons to set the circuit, you can set alarm thresholds based on the actual situation. After testing, the environment detector can realize indoor decoration design of harmful gas measurement, alarm function.
Keywords: environment detector; SCM; formaldehyde sensor
 
本文内容安排如下：
第一章概述，主要介绍了课题的背景及研究意义，国内外研究动态和发展现状。
第二章环境检测仪系统总体设计，主要介绍了检测甲醛等有害气体所使用的气体传感器工作原理与类型，选择灵敏度高、响应时间和恢复时间快、使用寿命长等优点的MQ138传感器，并详细介绍其结构、工作原理与特性参数，最后完成内饰装修环境检测仪系统的整体设计。
第三章主要完成环境检测仪系统的硬件电路设计，主要包括：单片机控制电路，数码管显示电路，传感器检测电路，继电器电路，蜂鸣器报警电路，按键设置电路，电源电路。
第四章环境检测仪软件系统设计，主要完成环境检测仪软件系统程序编写，根据硬件电路设计，系统软件系统包括：主程序、初始化子程序、AD转换子程序、显示子程序和报警子程序，其中门限设置程序包含在主程序中，初始化程序包括引脚初始化、寄存器初始化和AD转换初始化，显示子程序包括浓度实时显示程序和门限值设定子程序。

检测仪系统整体设计
基于单片机的室内装修环境检测仪的整体系统设计如图2-1所示，系统主要包括单片机控制模块、气体传感器检测模块、数码管显示模块、蜂鸣器报警模块、继电器开关模块和设置按键。考虑到要求便于携带的工作特点，采用4节干电池供电。
 
系整统体设计
各个模块完成功能如下：
（1）单片机控制模块
单片机控制模块完成传感器输入信号的A/D转换和输出决策控制功能。采用STC12C5A60S2单片机，STC12C5A60S2是宏晶科技生产的高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机。
（2）气体传感器检测模块
将检测到的甲醛等气体浓度信号送入单片机。
（3）数码管显示模块
实时显示甲醛等有害气体浓度与设置报警门限值采用4位共阳7段LED数码管；
（4）按键设置模块
可重新设置报警门限值，采用3个按键开关去单片机直接相连；
（5）蜂鸣器报警模块
当甲醛等有害气体浓度超过报警门限值时，进行报警
（6）继电器开关模块
当甲醛等有害气体浓度超过报警门限值时，继电器闭合，可控制外围设备，采用欧姆龙生产的G5V-1继电器。
检测仪系统由气体传感器检测甲醛等有害气体浓度值，并将检测结果模拟信号输送至单片机，STC12C5A60S2自带8路高速10位A/D转换，可直输入模拟信号，经过单片机AD转换和处理后，通过数码挂显示电路进行甲醛等有害气体的浓度实时显示，然后，与设定的警报门限值比较，当浓度值大于门限值时，驱动蜂鸣器报警电路和继电器开关电路，进行报警和控制输出，系统设计有按键设置电路，可根据实际情况设置报警门限值。设计的检测仪系统具有便携、操作方便、成本低等特点。
 

目 录
第1章 概述    II
1.1 课题的背景及意义    1
1.2 本课题国内外研究动态和发展现状    2
1.3 本文研究内容    5
第2章 环境检测仪系统总体设计    7
2.1 检测仪系统整体设计    7
2.2 MQ138气体传感器结构与工作原理    8
2.3 气体传感器工作原理    7
2.3 本章小结    15
第3章 环境检测仪系统硬件电路设计    16
3.1单片机控制电路    16
3.2 数码管显示电路    20
3.3 传感器检测电路    22
3.4 蜂鸣器报警电路    23
3.5 继电器电路    23
3.6 按键设置电路    26
3.7 电源电路    26
3.8 本章小结    27
第4章环境检测仪软件系统设计    28
4.1 系统程序流程    28
4.2 初始化子程序    29
4.3 模数转换子程序    30
4.4 显示子程序    32
4.5 报警子程序    34
4.6 本章小结    34
第5章 系统安装与调试    35
5.1 软件的抗干扰技术    35
5.2 系统硬件焊接    36
5.3 软件开发调试    37
5.4 PCB制作    41
5.5 本章小结    44
结 论    45
参考文献    46
致 谢    48
附录1 电路图    49
附录2 程序    50