空气检测仪.docx
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空气检测仪.docx
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空气检测仪
1实习目的2
2、实习单位及岗位介绍2
2.1企业介绍2
2.2岗位介绍3
3、实习内容及过程3
3.1实习内容3
3.2实习过程3
4、空气质量检测仪硬件部分3
4.1空气质量检测仪简介3
4.2STC90C51单片机简介4
4.2.1STC90C51主要性能参数:
4
4.2.2时钟电路模块5
4.2.3复位电路模块6
4.3模数转换电路6
4.4声光报警电路8
4.5液晶显示电路设计9
4.5.1LCD1602的基本参数及引脚功能9
4.5.2LCD1602的指令说明及时序11
4.5.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表13
4.5.4LCD1602的一般初始化过程14
4.6按键电路设计15
4.7电路电源设计15
4.8传感器的选用16
4.8.1气体传感器16
4.8.2温湿度传感器17
5、空气质量检测仪软件部分18
5.1系统软件设计思路18
5.1.1编程语言的选择18
5.1.2软件功能需求18
5.2软件模块设计20
5.2.1主程序模块20
5.2.2AD转换模块21
5.2.3液晶显示模块21
5.2.4声光报警模块21
5.2.5按键模块21
6、实习总结与体会22
1、实习目的
综合运用所学知识理论,方法和技能,开展实际工作,培养和强化社会沟通能力。
展开调查研究,培养独立分析解决问题的能力。
树立新的发展起点和目标,通过实习认识到工作的需要,发现自己的不足,培养积极进取的精神,适应以后工作的需要。
2、实习单位及岗位介绍
2.1企业介绍
艾格多动物营养事业部是北京艾格多生物技术有限公司联合中国农业大学、中国农科院等国内科研院所合资成立的,专注于动物营养研究、养殖技术推广、饲料添加剂生产与销售的综合性农牧企业。
公司自成立以来,针对中国集约化养殖特点,充分利用中国现有中药资源,整合中国传统医药在繁殖与机体调理领域的成熟理念,提出了免疫营养的机体生存理论,开发出新一代保健型预混料一一创优E系列等新产品,为广大养殖户增加了养殖效益,实现了健康、绿色、高效的养殖!
公司技术力量雄厚,现有博士3名,硕士15名,专注于动物营养的系统研究与推广。
公司生产设备先进,拥有国内领先的成套布勒预混料生产线,工艺流程现代化,为研发和生产出优质产品打下坚实的基础。
公司检化验设备齐全,实行批批检验,保障产品质量稳定卓越,以做食品的理念做饲料,保障老百姓的餐桌安全!
古人云:
“勿以善小而不为”,全体艾格多人以创造美好世界为己任,践行做每一件微小的善事,都可以为这个世界增添一份美好!
为愿意成功的客户提供支持,为有梦想的员工提供舞台,追求卓越、态度严谨、工作务实、诚信经营,成为中国动物营养与实用技术的引领者!
2.2岗位介绍
我实习的单位是郑州艾格多公司,是北京总公司的分部,已经成立两年多,
主要以销售宣传为主。
我所实习的部门为设备部门,主要研发、生产和销售运用于畜牧行业的自动化设备,旨在实现畜牧业的自动化管理,提高生产效率,保证产品质量,提升现代化管理水平。
3、实习内容及过程
3.1实习内容
在设备部门学习,专门针对畜牧行业的自动化设备进行实用性研究,主要应用到的专业知识有传感器、集成电路、单片机等,以及软件仿真。
通过对空气质量检测仪的研究,了解自动化生产设备的基础知识。
3.2实习过程
由于刚进入部门,对实际的设计不太了解,所以部门的工程师就把他们自己做的一个空气质量检测仪给我,让我自己研究一下这个检测仪,搞懂检测仪的工作原理和相关的程序,分析各部件的功能和实现方式。
从而为今后的工作打下坚实的基础。
4、空气质量检测仪硬件部分
4.1空气质量检测仪简介
基于STC90C5的空气质量监测仪是以室内空气中有毒有害气体的监测监控
为背景,能够实现对室内温度,湿度,VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。
仪器采用锂电池供电,具有良好的便携性和通用性,并且使用LCD点阵式液晶屏显示菜单,有良好的人机对话界面。
同时设计了声光报警系统,实现在参数超标时及时的报警。
室内智能空气品质监测仪体积小,功耗低,操作简单。
该空气质量监测仪是以STC工公司的一款8位超低功耗单片机STC90C5为控制核心。
室内空气中有害气体通过传感器输出一个与气体浓度相对应的电压信号,该信号经过A/D转换电路按一定得采样频率将模拟信号转换为数字信号送入单片机进行数据采集以便进行显示处理,温湿传感器直接与单片机相连。
单片机
对采样值进行数字处理后驱动液晶显示器分别显示出被测室内空气中的VOC气
体浓度值及温湿度。
若被测室内空气中VOC气体的浓度有超过国家标准或设定的危险值或温湿度超出设定范围时报警电路对应的发出声光报警信号。
4.2STC90C51单片机简介
随着计算机技术的发展,单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用,从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高。
根据上述几方面及所要实现的功能,单片机型号的选择主要从以下两点考虑:
一是要有较强的抗干扰能力。
由于一般室内电子电器产品比较多,这对单片机的干扰较大,所以应采用抗干扰性能较好的单片机机型。
二是要有较高的性价比。
由于高度的通用性和出色的稳定性,该检测仪采用宏晶公司产的低功耗,高性能CMOS位单片机的STC90C5作为控制器。
片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEI公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,可提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
4.2.1STC90C51主要性能参数:
1、与MCS.51产品指令系统完全兼容
2、4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器
3、1000次擦写周期
4、4.0-5.5V的工作电压范围
5、全境态工作模式:
0Hz-33MHz
6、三级程序加密锁
7、128X8字节内部RAM
8、32个可编程I/O口线
9、2个16位定时器/计数器
10、6个中断源
11、全双工串行UART通道
12、低功耗空闲和掉电模式
13、中断可从空闲模唤醒系统
14、看门狗(wDT)及双数据指针
15、掉电标识和快速编程特性
16、灵活的在线系统编程
D1
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IP
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OE11
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P35
15
IEEP
DHTll17
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CTAL1IS
DO
STC90C5芯片管脚如图4-1所示:
PIOPlI
P1J
P13
Fl4
PIS
Pl.6
P17
RSTATDPJ.ORxD
Pd丄RTW
P32USTO円玉INF
P3.4T0
P35T1
P沁WR
P3
XTAL2
XTAL1
STK0C51
图4-1STC90C51引脚布置
4.2.2时钟电路模块
时钟电路由一个晶体振荡器12MH峦两个30pF的瓷片电容组成。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。
单片机本身就如一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方
式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地工作。
其电路如图4-2所示:
图4-2时钟电路模块
4.2.3复位电路模块
复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态,并从这状态开始工作,除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,为摆脱困境,也需按复位电路以重新启动。
本
系统采用的是按键复位电路。
其电路如图4-3所示:
图4-3复位电路模块
4.3模数转换电路
气体传感器出来的信号是模拟信号,而微处理器STC90C5只能处理数字信
号,故需要对模拟信号信号进行转换,将其转换为处理器能识别的数字信号,由
于测试电路出来的模拟电压变化范围在0~5V,故选择性价比比较合适的ADC0809进行模数转换。
其管脚定义如图4-4所示。
41⑷ABU更
图4-4ADC0809管脚示意图
ADC0809各脚功能如表4-5:
表4-5ADC0809各脚功能
引脚
功能介绍
D7-D0
8位数字量输出引脚
IN0-IN7
8位模拟量输入引脚
VCC
+5V工作电压
REF(+)
参考电压正端
REF(-)
参考电压负端
START
A/D转换启动信号输入端
ALE
地址锁存允许信号输入端
EOC
转换结束信号输出引脚,开始转换时为低电平,
当转换结束时为高电平
OE
输出允许控制端,用以打开三态数据输出锁存
器。
CLK
时钟信号输入端(一般为500KHZo
A、B、C
地址输入线
ADC0809寸输入模拟量要求:
信号单极性,电压范围是0—5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。
ADC0809勺时序接口为51系列单片机的标准
总线接口,操作方便,如同对存储器或I/O操作一样,A/D转换精度为8比特,满足本课题要求。
输入的模拟电压为0~5V,—次A/D转换时间为100卩So
4.4声光报警电路
为了使本系统对室内空气品质的监测更为直观,采用了如图4-7由2个发光
二极管和一个蜂鸣器构成的声光报警电路。
其中VOC气体含量超标时双灯闪烁蜂鸣器报警,温度超标时D1灯亮蜂鸣器报警,湿度超标时D2灯亮蜂鸣器报警。
图4-7声光报警电路
4.5液晶显示电路设计
该检测仪所要显示的数据一共有6个,分别是有毒气体的浓度和室内的温度、湿度的范围和测量值,故选用2行16个字符的LCD1602(乍为显示模块,满足显示要求。
液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点,现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD
目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。
装置采用的是长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器实物如下:
4.5.1LCD1602的基本参数及引脚功能
1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图4-8
所示:
图4-81602LCD尺寸图
1602LCD主要技术参数:
显示容量:
16x2个字符芯片
工作电压:
4.5V—5.5V
工作电流:
2.0Ma(5V)
模块儿最佳工作电压:
5.0V
字符尺寸:
2.95X4.35(WXH)mm
引脚功能说明:
1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(有背光)接口,各引脚说明
如表4-9所示:
表4-91602引脚说明
编
符
引脚说明口
编
符
引脚说明
号号
号
号
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
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- 空气 检测