室内二氧化碳浓度监控仪的设计.doc

摘要:空气中的二氧化碳不易被发现，人们经常忽视其浓度。在办公室和家里，过高浓度的二氧化碳会导致身体疲倦、注意力不集中、头疼等症状。如果有一个二氧化碳检测仪就可以很容易的确定空气中二氧化碳的浓度。并通过单片机对浓度指标进行监测，在超过限定值时触发报警或启动通风系统，以保证空气中二氧化碳浓度在一个安全的范围内，保障人身安全。

本课题主要针对室内二氧化碳浓度，设计了AT89S51单片机为核心的室内二氧化碳浓度监控系统。本文对系统的的软硬件经行了详细的设计，实现了二氧化碳浓度的精确测量与准确控制。系统可以通过键盘查看储存的浓度值，也可以人工控制执行机构。当单片机检测到二氧化碳浓度参数越限时，则启动报警，同时启动电动机推开窗户，实现通风效果。为了便于系统的调试、修改和改进，软件设计以汇编语言为基础，采用模块化设计，主要包括数据采集模块、数据处理模块、显示模块、键盘模块以及控制模块。

该监控系统具有检测精度高、使用简单和工作稳定可靠等特点，不仅可以应用在室内环境监测，也可以应用在恒温湿的机械加工厂、农业大棚等方面，所以具有一定的推广价值。

关键词：室内；二氧化碳；监控；单片机

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1课题研究背景、内容及意义-1

1.2 国内外研究状况-2

1.2.1国外状况-2

1.2.2 国内现状-4

1.3 本文主要工作内容-5

1.4 本章小结-5

第2章 设计方案的论证-7

2.1 二氧化碳参数简介-7

2.2 系统总体方案的设计-7

2.2.1 总体方案设计-7

2.2.2 硬件系统框图-8

2.3 本章小结-8

第3章 硬件设计-9

3.1 微控制器概述-9

3.1.1 AT89S51单片机的主要功能-9

3.1.2 AT89S51芯片的内部结构框图-10

3.1.3 AT89S51芯片引脚说明-11

3.1.4 AT89S51的时钟振荡器-13

3.1.5 AT89S51的复位电路-14

3.2 扩展I/O口的设计-15

3.2.1 8255A芯片介绍-15

3.2.2 AT89S51单片机和8255A的接口-16

3.3 二氧化碳检测模块的设计-16

3.3.1 二氧化碳浓度传感器TGS4160概述-17

3.3.2 TGS4160的内部结构-17

3.3.3 TGS4160的工作原理-18

3.3.4 二氧化碳检测电路设计-19

3.4 A/D转换模块-19

3.4.1 ADC0809引脚及功能-19

3.4.2 ADC0809转换原理-21

3.5 执行机构设计-21

3.5.1 L298N驱动电机简介-21

3.5.2 执行机构电路图-22

3.5.3 执行机构机械装置图设计-23

3.6 显示模块-24

3.6.1 数码显示原理-24

3.6.2 数码显示电路-25

3.7 键盘模块-26

3.8 报警模块-26

3.9 电源电路-27

3.10 本章小结-28

第4章 软件设计-29

4.1主程序设计-29

4.2 数据程序设计-29

4.3 判断键值子程序的设计-30

4.4 按键子程序的设计-30

4.5 显示程序设计-32

4.6 本章小结-32

第五章 结论与展望-33

5.1 结论-33

5.2 展望-33

参考文献-35

致谢-37

附录-39