室内甲醛空气探测设计与制作毕业设计文档格式.docx
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所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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年 月 日导师签名:
年 月 日 注意事项 1.设计的内容包括:
1)封面2)原创性声明 3)中文摘要、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页6)论文主体部分:
引言、正文、结论7)
评阅教师评阅书 评阅教师评价:
一、论文质量1、论文的整体结构是否符合撰写规范?
□优 □良 □中 □及格 □不及格2、是否完成指定的论文任务?
□优 □良 □中 □及格 □不及格二、论文水平1、论文的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优 □良 □中 □及格 □不及格2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优 □良 □中 □及格 □不及格3、论文所体现的整体水平□优 □良 □中 □及格 □不及格建议成绩:
□优 □良 □中 □及格 □不及格评阅教师:
单位:
年月日 教研室及教学系意见 教研室评价:
一、答辩过程1、毕业论文的基本要点和见解的叙述情况□优 □良 □中 □及格 □不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优 □良 □中 □及格 □不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优 □良 □中 □及格 □不及格二、论文质量1、论文的整体结构是否符合撰写规范?
□优 □良 □中 □及格 □不及格三、论文水平1、论文的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优 □良 □中 □及格 □不及格2、论文的观念是否有新意?
□优 □良 □中 □及格 □不及格3、论文所体现的整体水平□优 □良 □中 □及格 □不及格评定成绩:
□优 □良 □中 □及格 □不及格教研室主任:
年月日教学系意见:
系主任:
年月日 一、设计的原始依据:
甲醛对人体的危害很大,在当今的社会中甲醛通过各种途径侵入人们的生活,特别是在房屋装修过程中,装修材料中残留大量的甲醛,所以应如何快速高效的检测室内甲醛的含量是否超标就是得尤为重要。
传统的检测方法操作麻烦而且精度不够高,于此本研究设计了一种在室 内具有检测和超限功能的智能甲醛检测仪。
二、设计内容和要求:
该设计方案基于STC90C51RD+单片机,选择英国达特公司生产的甲醛传感 器。
该系统将传感器输出的电流信号放大后,通过A/D转换电路调整,再通过单片机进行数据处理,最后LCD液晶显示器显示甲醛浓度值。
当甲醛浓度超过预设值时,蜂鸣器报警。
本设计具有显示浓度值,并且具有功耗低、精度高、便于携带等 特点。
毕业设计答辩成绩记录表 自动化工程系专业 班级 学员 课题名称课题来源室内甲醛空气探测设计与制作起止时间学员在本课题中完成任务的情况:
指导教师对学员完成本课题的评语及成绩:
指导教师签字年月日答考评组的评语及成绩 组长签字年月日毕业设计总成绩:
答辩委员会签字年月日 毕业设计说明书 姓名 专业 年级2012级 2015年4月16日
目录 第一章绪论....................................................................................................................................................1 引言.........................................................................................................................................................1 甲醛的特性及危害.................................................................................................................1甲醛的来源...............................................................................................................................1甲醛检测仪的种类.................................................................................................................2 第二章概述....................................................................................................................................................3 系统总概述............................................................................................................................................3总体方案设计.......................................................................................................................................3 第三章硬件设计.........................................................................................................................................4 硬件组成................................................................................................................................................4硬件设计主电路图..............................................................................................................................4硬件结构框图.......................................................................................................................................6单片机的选择与简介.........................................................................................................................6烟雾传感器的选择与简介..............................................................................................................11液晶显示器件与语言编程模块.....................................................................................................12 第四章软件设计.......................................................................................................................................15 软件组成..............................................................................................................................................15软件结构框图.....................................................................................................................................15Keil编译软件介绍...........................................................................................................................16Main主程序模块...............................................................................................................................17报警系统和电机启动电路简介.....................................................................................................21Proteus软件仿真.............................................................................................................................22 设计完成流程图...............................................................................................................................23 结束语................................................................................................................................................................25致谢......................................................................................................................................................................26
硬件实物图 图 硬件结构框图 烟雾传感器外围扩充存储器LCD液晶显示信号调制STC90C516RD+按键时钟继电器A/D转换超浓度蜂鸣器报警 图 驱动电机单片机的选择与简介1.单片机的概念和特点 现代社会中,尽管PC机的应用已经相当普遍,但是,在工控领域,在日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪器仪表、家电产品等方面,PC机仍有所不相适宜的地方。
而工业控制、仪器仪表、家电产品等市场广阔,要求PC机技术与之相适应。
在这种情况下,单片机应运而生了。
微型计算机的基本机构是中央处理器、储存器、和I/O设备构成的。
所谓的单片机是指将微型计算机3个单元的多个分体中的主要功能用1个集成电路芯片来实现,该芯片具有一个微型计算机的基本功能。
这种超大规模集成电路芯片即称为单片微型计算机,通常简称单片机。
单片机具有以下特点:
(1)受集成度限制,片内存储容量较小,一般8位单片机的ROM小于8/16K 字节,RAM小于256字节,但可在外部扩展,通常ROM、RAM可分别扩展至64K字节。
(2)可靠性好。
芯片本身是按工业测控环境要求设计的,其抗工业噪声干扰 优于一般通用CPU;
程序指令及常数、表格固化在ROM中不易破坏;
许多信号通 道均在一个芯片内,故可靠性高。
(3)易扩展。
片内具有计算机正常运行所必需的部件。
芯片外部有许多供扩 展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。
(4)控制功能强。
为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中具有极 丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。
一般说来,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。
(5)一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件,只放置有用户调试好的 应用程序。
但近年来也开始出现了在片内固化有BASIC解释程序的单片机。
2.单片机的发展与趋势 于单片机具有以上特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用。
随着微电子工艺水平的提高,近十年来单片微型计算机有了飞速的发展。
归纳起来,它是沿着两条路发展的:
1.改进集成电路制造工艺,提高芯片的工作速度,降低工作电压和降低功耗:
2.在保留共同的CPU体系结构,最基本的外设装置和一套管用的指令系统的基础上,根据不同的应用领域,把不同的外设装置集成到芯片内,在同一个家族内繁衍滋生出各种型号的单片机。
另外在单片机的应用中,可靠性是首要因素,为了扩大单片机的应用范围和领域,提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。
近年来,单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术,主要表现在一下几点:
(1)EFT(ElectricalFastTransient)技术
(2)低噪音布线技术及驱动技术(3)采用低频时钟 总之,单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:
可靠性及应用水平越来越高,和internet连接已是一种明显的走向;
所集成的部件越来越多;
功耗越来越低;
和模拟电路结合越来越多。
3.单片机选择 本系统采用单片机为控制核心。
经过多方面因素的比较考虑,本系统采用的单片机型号是STC90C516RD+。
单片机/MCU主要有51基本型和52增强型,而相比之下51型比52型功能更为温度,ROM和RAM存储空间更大。
基于本系统设计内容的需要,综合考虑后,我们选择单片机ATME公司的STC90C51为控制核心;
主要基于考虑是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器、6个中断源;
时钟频率0-24MHz;
器件采用高密度、非易失性存储技术生产,并兼容标准MCS-51指令系统,功能强大。
(2)STC90C51介绍 STC90C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256Kbytes的随机存取数据存储器,器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存储技术生产,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元,功能强大,STC90C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
主要性能参数:
与MCS-51产品指令和引脚完全兼容8K字节可重擦写FLASH闪存存储器1000次写/擦循环时钟频率:
0Hz—24MHz三级加密存储器256字节内部RAM32个可编程I/O口线 3个16位定时/计数器 图引脚图6个中断源 可编程串行UART通道低功耗的空闲和掉电模式片内振荡器和时钟电路 STC90C51有40个引脚,32个外部双向输入/输出端口,同时内含2 个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,片内振荡器及时钟电路,STC90C51可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。
同时,STC90C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本.STC90C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
STC90C51引脚功能:
·
VCC:
电源电压·
GND:
地 ·
P0口:
P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址和数据总线复用,在访问器件激活内部上拉电阻。
在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
·
P1口:
P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
与STC90C51不同之处是,和还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入和输入(/T2EX),参见表。
Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。
表为和的第二功能 引脚号功能特性T2,时钟输出T2EX·
P2口:
P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可
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