基于單片機(jī)的甲醛檢測儀軟件設(shè)計(jì)

目錄 1 32.1系統(tǒng)總概述 32.2總體方案設(shè)計(jì) 32.3硬件設(shè)計(jì) 32.4軟件設(shè)計(jì) 42.5硬件結(jié)構(gòu)框圖2.1 4第3章硬件設(shè)計(jì) 5 5 53.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 3.2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡介 3.2.5按鍵選擇與簡介 3.2.6外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器 3.2.7時(shí)鐘芯片選擇與簡介 3.2.8上拉電阻 3.2.9液晶顯示器簡介 3.2.11硬件仿真環(huán)境介紹 錯(cuò)誤!未定義書簽。第4章軟件設(shè)計(jì) 4.1編寫語言的選擇 4.2編譯軟件介紹 4.3主程序模塊 4.4模數(shù)轉(zhuǎn)換 4.5按鍵模塊 錯(cuò)誤!未定義書簽。4.7液晶顯示模塊 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 附錄 附錄一硬件設(shè)計(jì)主電路圖 附錄二檢測主程序程序 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄四按鍵程序………………錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄五時(shí)鐘程序……………錯(cuò)誤!未定義書簽。1.1.1甲醛的特性及危害溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。其37%的水溶液稱為福爾馬林，醫(yī)學(xué)和科研部門常用于標(biāo)本的防腐保存。此溶液沸點(diǎn)為19.5℃故在室溫時(shí)極易揮發(fā)，隨1.1.2甲醛的來源1.2甲醛檢測儀的種類2.1系統(tǒng)總概述本論文主要完成甲醛檢測儀軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：A/D轉(zhuǎn)換器程序、控制程序、超標(biāo)報(bào)警、鍵盤檢測、數(shù)據(jù)顯示等。本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，以實(shí)現(xiàn)便攜式甲醛檢測儀的基本控制功能。系統(tǒng)主要功能內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)處理、時(shí)間設(shè)置、開始測量、超標(biāo)報(bào)警、鍵盤檢測、自動(dòng)休眠：儀器若不進(jìn)行稱量操作，5分鐘后自動(dòng)進(jìn)入休眠模式，以降低電源消本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用功能模塊化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)主要分為總體方案設(shè)計(jì)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)三大部分。2.2總體方案設(shè)計(jì)室內(nèi)甲醛污染對(duì)人身體健康影響較大，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法絕大多數(shù)是化學(xué)分析法，使用的手段是實(shí)驗(yàn)室分析儀器主要有比色計(jì)、分光光度計(jì)、化學(xué)滴定、氣相和液相色譜。但這些方法費(fèi)力費(fèi)時(shí)、成本高、自動(dòng)化程度低過程復(fù)雜、大多數(shù)過程是人工操作很難做到現(xiàn)場實(shí)時(shí)控制隨著傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已有了基于單片機(jī)的便攜式甲醛測試儀，并且測試測試范圍、分辨率、精度、穩(wěn)定性已接近標(biāo)準(zhǔn)要求。因此本設(shè)計(jì)可選用基于電化學(xué)原理的甲醛傳感器，其原理是空氣中的甲醛在電極下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴(kuò)散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，通過檢測放大電路和放大倍數(shù)的調(diào)整經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)、由單片機(jī)現(xiàn)場自動(dòng)控制檢測并顯示甲醛濃度。由于甲醛含量超量的話，將對(duì)人體健康造成很大的影響。具有民用價(jià)值的便攜式甲醛檢測儀的研制受到了人們的高度重視。設(shè)計(jì)能夠滿足生活需要，攜帶方便的便攜式甲醛檢測儀迫在眉睫。針對(duì)目前的現(xiàn)狀，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵守體積小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高的原則。2.3硬件設(shè)計(jì)等芯片的選擇；硬件主電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、液晶顯示電2.4軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)部分主要包括：編寫語言的選擇、2.5硬件結(jié)構(gòu)框圖2.1第3章硬件設(shè)計(jì)3.1硬件選擇1.單片機(jī)的概念和特點(diǎn)仍有所不相適宜的地方。而工業(yè)控制、儀器儀表、家電產(chǎn)品等市場廣闊，要求PC機(jī)技術(shù)與之相適應(yīng)。在這種情況下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了(也稱作微型片機(jī)是指將微型計(jì)算機(jī)3個(gè)單元的多個(gè)分體中的主要功能用1個(gè)集成電路芯片來(1)受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小，一般8位單片機(jī)的(2)可靠性好。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)(3)易擴(kuò)展。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系(4)控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中具有極豐3.單片機(jī)選擇●8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃存存儲(chǔ)器●256字節(jié)內(nèi)部RAM●32個(gè)可編程I/0口線●3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器●6個(gè)中斷源驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”,通過內(nèi)部的上Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表2-1為P1.0和P1.1P1.0T2(定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入),時(shí)鐘輸出P1.1T2EX(定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”,通過內(nèi)部的上指令)時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(如級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們表3-2P3口第二功能端口引腳第二功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)INT0(外中斷0)INTI(外中斷1)T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)(2)甲醛傳感器的選擇感器)詳細(xì)介紹如下表3-3:表3-3傳感器參數(shù)表名稱甲醛傳感器測量范圍最大負(fù)荷工作壽命空氣中3年分辨率溫度范圍壓力范圍響應(yīng)時(shí)間(T90)濕度范圍零點(diǎn)輸出(純凈空最大零點(diǎn)漂移(20℃長期漂移<2%/每月線性度輸出線性約32克包括1個(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1個(gè)逐次逼近寄存器(SAR)和1個(gè)邏輯控(4)測量量程3.2.5按鍵選擇與簡介低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/0口線有確定的高電平， 3.2.9液晶顯示器簡介。AMPIRE128X64液晶共有22個(gè)引腳，其引腳說明如表3-5所示：表3-5液晶引腳說明圖管腳名稱片選1片選2數(shù)字地對(duì)比度調(diào)節(jié)指令數(shù)據(jù)通道E使能選擇數(shù)據(jù)線片選1片選2復(fù)位信號(hào)液晶驅(qū)動(dòng)電源表3-5直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或I/0設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線方式則不使用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的I/0口來實(shí)現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根1)顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器(CRT)那樣需要不斷刷新新2)數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可3)體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)4)功耗低：相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC3.LCD按其顯示方式通?？梢苑譃閿嗍?、點(diǎn)字符式、點(diǎn)陣式等。還有黑顯示：字符顯示比較復(fù)雜，一個(gè)字符由16x8點(diǎn)陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的RAM區(qū)的字節(jié)，再使不同的位置為‘1’其他的為‘O’;為‘1’為為兩部分，各16B。根據(jù)在LCD上開始顯示的行3.2.10報(bào)警電路本章小結(jié)4.1編寫語言的選擇4.3主程序模塊讀鍵讀鍵顯示主菜單初始化CPU顯示時(shí)間顯示開機(jī)畫面初始化時(shí)鐘開始4.4模數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)入指定寄存器4.5按鍵模塊YN-圖4.12按鍵查詢式的流程圖參考文獻(xiàn)[1]李維提，郭強(qiáng).《液晶顯示應(yīng)用技術(shù)》北京：電子工業(yè)出版社，2000年.[2]北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司.內(nèi)藏KS0108B/HD61202控制器圖形液晶顯示模塊使用手冊(cè).[3]趙茂泰.《智能儀器原理及應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社，2001。[4]趙新民.《智能儀器原理及設(shè)計(jì)》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995。[5]徐愛鈞，彭愛華.《單片機(jī)高級(jí)語言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》(M).北京工業(yè)出版社，1999。[6]嚴(yán)蔚敏吳偉民?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》清華大學(xué)出版社，1996[7