室内甲醛气体自控系统的设计与应用.doc

摘要:本课题旨在设计出一个经济、可靠性高的室内甲醛报警器。设计采用STC公司生产的89C51单片机为核心，电路方面由MS1100甲醛传感器、SHT20温湿度传感器、1602液晶、PCF8591A/D转换器、继电器和直流电机等元器件构成，可以实时在线监控室内环境甲醛浓度，并且能自动驱动室内通风模块达到迅速净化甲醛的效果。传感器是半导体式的气敏传感器，接通电源以后，当空气中存在可检测气体时，甲醛传感器上的贵金属氧化物会发生物理变化，随着甲醛浓度的增加电导率变大，将这种变化通过转化电路经由放大、A/D转换后输出给单片机处理，数值由LCD液晶屏显示。按键功能提供用户设置报警值，报警值不能高于国标。当甲醛浓度超过设置的报警值时，蜂鸣器开始持续报警以提醒用户采取相应措施，并自动激活室内通风装置加速空气流通以达到降低室内甲醛浓度的目的。

关键词 甲醛；自控系统；传感器；单片机

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 设计的研究背景-1

1.2 课题的研究目的与意义-1

1.3 研究现状及检测方法-2

1.4 设计的研究内容-3

1.5 课题的主要工作-3

2 总体设计方案-4

2.1 设计的基本要求-4

2.2 设计的基本思想-4

2.3 方案的对比-4

2.4 设计的技术要求-5

2.5 设计的组成-5

3 系统硬件设计-6

3.1 开发工具介绍-6

3.1.1 单片机的概念与特点-6

3.1.2 单片机的发展与封装-7

3.2 单片机最小系统的实现-7

3.2.1 STC89C51单片机-7

3.2.2 晶振电路-9

3.2.3 复位电路-10

3.2.4 上拉电阻-10

3.2.5 最小系统-11

3.3 显示电路的设计-11

3.3.1 LCD1602液晶显示屏-11

3.3.2 液晶显示电路-12

3.4 A/D转换模块-13

3.4.1 采样定理-13

3.4.2 A/D转换器-13

3.4.3 PCF8951介绍-14

3.5 甲醛传感器模块-15

3.5.1 MS1100甲醛传感器-15

3.5.2 A/D采集和MS1100的连线-17

3.6 温湿度检测-17

3.7 按键检测-18

3.8 鸣音报警-18

3.9 电源结构-19

3.10 电机驱动-19

4 软件系统设计-20

4.1 编译语言的选择-20

4.2 编译软件介绍-20

4.3 主程序模块-23

4.4 温湿度模块-23

4.5 按键模块-24

4.6 显示模块-24

5 调试-25

5.1 实物调试-25

5.2 技术指标-26

结论-27

致谢-28

参考文献-29