【毕业论文】基于单片机的一氧化碳检测仪的控制系统的设计与研究word文档（48页）

总之数据采集与硬件选择有很大关系。

测量电路测量电路由氧化碳传感器组成。

当空气被内部采样系统接收后，产生个与氧化碳浓度成正比电压信号，该电压信号经与单片机相连，在显示器上显示出氧化碳浓度值，当超过国家规定标准时报警。

模数转换器选择与简介由于模数转换器具有位分辨率双通道转换输入输出电平晶显示电路设计外围扩充存储器接口电路时钟电路复位电路键盘接口电路等功能模块电路设计。

硬件结构框图。

图硬件结构框图硬件选择和设计单片机选择本系统采用单片机。

而目前世界上较为著名位单片机生产厂家和主要机型如下美国公司系列及其增强型系列美国公司系列和系列美国公司等单片机美国公司系列及美国公司系列和系列美国公司系列美国德克萨司仪器仪表公司系列美国国家半导体公司系列等等。

尽管单片机品种很多，但是在我国使用最多还是公司系列单片机和美国公司单片机。

系列单片机包括三个基本型。

本系统采用单片机为控制核心。

而相比之下型功能更为强大，和存储空间更大，还兼容指令系统。

基于本系统设计内容需要，综合考虑后，我们选择单片机公司为控制核心主要基于考虑是个低电压，高性能位单片机，片内含可反复擦写只读程序存储器和随机存取数据存储器个中断源时钟频率器件采用高密度非易失性存储技术生产，并兼容标准指令系统，功能强大。

是美国公司生产低电压，高性能位单片机，片内含可反复擦写只读程序存储器和随机存取数据存储器，器件采用公司高密度，非易失性存储技术生产，与标准指令系统及产品引脚兼容，片内置通用位中央处理器和存储单元，功能强大，单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

图引脚图主要性能参数与产品指令和引脚完全兼容字节可重擦写闪存存储器次写擦循环时钟频率三级加密存储器字节内部个可编程口线个位定时计数器个中断源可编程串行通道。

单片机最小系统设计采用来设计个单片机系统能运行起来需求最小系统，电路图见图图单片机最小系统图上图最小单片机系统包含有晶振电路和复位电路，芯片组成。

晶振电路晶振电路在各种指令微操作在时间上有严格次序，这种微操作时间次序称作时序，时钟产生方式有两种，种是内部时钟方式，种是外部时钟方式。

本系统中采用了内部时钟方式，为了尽量降低功耗原则。

电路图见图。

图晶振电路图在单片机内部有个震荡电路，只要在单片机和引脚外接石英晶体简称晶振就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号，图中电容器和稳定频率和快速起振，晶振选择是。

复位电路复位意义复位电路在单片机工作中仍然是不可缺少主要部件中，单片机工作时必须处于种确定状态。

端口线电平和输入输出状态不确定可能使外围设备误动作，导致严重事故发生内部些控制寄存器专用寄存器内容不确定可能导致定时器溢出程序尚未开始就要中断及串口乱传向外设发送数据。

复位电路原理图上电复位电路图本设计中复位电路采用是上电复位与手动复位电路，开关未按下是上电复位电路，上电复位电路在上电瞬间，由于电容上电压不能突变，电容处于充电导通状态，故脚电压与相同。

随着电容充电，脚上电压才慢慢下降。

选择合理充电常数，就能保证在开关按下时是端有两个机器周期以上高电平从而使内部复位。

开关按下时是按键手动复位电路，端通过电阻与电源接通，通过电阻分压就可以实现单片机复位。

电路图见图图复位电路图数据采集系统选择与设计氧化碳传感器选择氧化碳传感器选用探头组成，如下表。

表传感器参数名称氧化碳传感器测量范围输出分辨率响应时间﹤湿度范围非凝结最大零点漂移长期漂移﹤每月推荐负载值从传感器过来电压信号，必须采集，滤波，放大，转换才能被识别和处理。

由于假若每路都设置放大滤波等器件，那么成本会很大，所以信号采集般用多路模拟通路进行选择。

然而选择多路模拟开关时必须考虑以下几个因素通道数量切换速度开关电阻和器件封装形式。

总之数据采集与硬件选择有很大关系。

测量电路测量电路由氧化碳传感器组成。

当空气被内部采样系统接收后，产生个与氧化碳浓度成正比电压信号，该电压信号经与单片机相连，在显示器上显示出氧化碳浓度值，当超过国家规定标准时报警。

模数转换器选择与简介由于模数转换器具有位分辨率双通道转换输入输出电平写命令到写数据到清显示屏清左半屏清左上半屏清左下半屏清右半屏清右上半屏清右下半屏显示图片指定位置显示数字指定位置显示汉字，初始化屏参考文献何立民系列单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社，马忠梅单片机语言应用程序设计北京航空航天大学出版社，陈小忠单片机接口技术实用子程序人民邮电大学出版社，张淑清单片微型计算机接口技术及其应用国防工业大学出版社，曹琳琳单片机原理及接口技术国防科技大学出版社，徐煜明单片机原理及接口技术电子工业出版社，赵新民智能仪器原理及设计哈尔滨工业大学出版社，晶显示电路设计外围扩充存储器接口电路时钟电路复位电路键盘接口电路等功能模块电路设计。

硬件结构框图。

图硬件结构框图硬件选择和设计单片机选择本系统采用单片机。

而目前世界上较为著名位单片机生产厂家和主要机型如下美国公司系列及其增强型系列美国公司系列和系列美国公司等单片机美国公司系列及美国公司系列和系列美国公司系列美国德克萨司仪器仪表公司系列美国国家半导体公司系列等等。

尽管单片机品种很多，但是在我基于单片机氧化碳检测仪控制系统设计指导老师张景文级机电体化专业学号摘要氧化碳检测仪是种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能仪器。

其设计方案基于单片机，选择瑞士蒙吧波公司氧化碳传感器。

系统将传感器标准信号通过为核心转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由显示氧化碳浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路设计方法和过程。

系统对于采样地点超出规定氧化碳容许浓度时采用三极管驱动单音频报警电路提醒监测人员。

同时，操作人员对于具体报警点上限值可以通过单片机编程进行设置。

另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高测量精度，而且结构简单，性能优良。

关键词氧化碳检测单片机数据采集处理系统目录前言氧化碳危害氧化碳检测仪种类课题背景和意义检测仪系统总体设计氧化碳检测仪硬件设计硬件结构设计硬件选择与设计选择与设计单片机最小系统实现数据采集系统选择与设计模数转换选择与设计按键选择与设计外围扩充存储器选择与设计时钟芯片选择与设计上拉电阻选择与设计液晶显示器选择与设计报警电路选择与设计硬件设计主电路图软件设计软件设计结构设计主程序模块设计模数转换模块设计按键模块设计时钟模块设计液晶显示模块设计系统仿真结论致谢附录参考文献前言氧化碳特性及危害氧化碳是无色无臭无味有毒气体，熔点，沸点。

标准状况下气体密度为，和空气密度标准状况下相差很小，这也是容易发生煤气中毒因素之。

氧化碳分子中碳元素化合价是价，能进步被氧比成价，从而使氧化碳具有可燃性和还原性，氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧，生成二氧化碳。

氧化碳中毒，亦称煤气中毒。

氧化碳是无色无臭无味气体，故易于忽略而致中毒。

常见于家庭居室通风差情况下，煤炉产生煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中氧化碳吸入而致中毒。

中毒原理氧化碳会与肺部血红蛋白结合，造成机体缺氧。

是轻度中毒。

患者可出现头痛头晕失眠视物模糊耳鸣恶心呕吐全身乏力心动过速短暂昏厥。

血中碳氧血红蛋白含量达。

二是中度中毒。

除上述症状加重外，口唇指甲皮肤粘膜出现樱桃红色，多汗，血压先升高后降低，心率加速，心律失常，烦躁，时性感觉和运动分离即尚有思维，但不能行动。

症状继续加重，可出现嗜睡昏迷。

血中碳氧血红蛋白约在。

经及时抢救，可较快清醒，般无并发症和后遗症。

三是重度中毒。

患者迅速进入昏迷状态。

初期四肢肌张力增加，或有阵发性强直性痉挛晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。

经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。

氧化碳后遗症。

中重度中毒病人有神经衰弱震颤麻痹偏瘫偏盲失语吞咽困难智力障碍中毒性精神病。

部分患者可发生继发性脑病。

氧化碳检测仪种类目前，市场上氧化碳检测仪种类是多种多样，目前应用得较为广泛是热催化监测方式，但由于多种可热性气体都能催化氧化燃烧，导致检测精度下降，另外，采用这种方式检测仪体积和功率都较大，不便于随身携带，本设计提出种采用点调制非光红外气体成分分析技术检测氧化碳气体方法，该方法提高了检测精度，大大降低了检测仪尺度和功耗，延长了电池供给时间，体积和功耗有效降低。

课题背景和意义在当今社会发展中，现代化发展给人类带了很大方便，但与此同时，人生安全越来越受到人们重视，氧化碳在工业领域所给我们带来方便不言而喻，但它对人体危害也是显而易见。

所以我们设计款基于单片机控制氧化碳检测仪，对氧化碳进行检测，为人们提供了安全保障。

氧化碳检测仪系统总体设计本论文主要完成氧化碳检测仪软件和硬件仿真设计，设计内容包括转换器程序控制程序超标报警键盘检测数据显示等。

本系统采用单片机为控制核心，以实现氧化碳检测仪基本控制功能。

系统主要功能内容包括数据处理时间设置开始测量超标报警键盘检测自动休眠，仪器若不进行测量操作，分钟后自动进入休眠模式，以降低电源消耗。

本系统设计采用功能模块化设计思想，系统主要分为总体方案设计硬件和软件设计三大部分。

根据任务书上要求进行综合分析，总设计方案分为以下几个步骤硬件系统电路设计软件系统主程序及其相关子程序编写系统电路及软件调试结论。

氧化碳检测仪硬件设计硬件结构设计硬件设计部分主要包括单片机转换器时钟芯片外围扩展数据等芯片选择硬件主电路设计数据采集模数转换电路设计液晶显示电路设计外围扩充存储器接口电路时钟电路复位电路键盘接口电路等功能模块电路设计。

硬件结构框图。

图硬件结构框图硬件选择和设计单片机选择