发布时间 : 星期三 文章基于单片机的便携式甲醛检测仪设计毕业设计论文更新完毕开始阅读8aa32da65ff7ba0d4a7302768e9951e79b89692b
毕业设计（论文）
丙酮、二氧化硫、氮氧化物等均不会产生干扰。将样品中的甲醛与DNPH衍生化后，经萃取，用高效液相色谱进行分离，然后用紫外检测器进行检测，根据保留时间和峰面积进行定性和定量检测，检出限可达0.05mg／Lt。居室、纺织品、食品中样品组分一般比较复杂，干扰组分多，甲醛含量又低，用常规检测方法需耗费大量的时间精力进行分离、浓缩等预处理后才能进行检测。色谱法的优点是灵敏度高、定量准确、抗干扰性强,但是 由于色谱法对于设备性能和精密程度的要求较高，衍生化时间也比较长，萃取等步骤、操作过程也比较烦琐，所以不适合于一般实验室和家庭的现场快速检测，因此难以满足市场得需求。[24] 1.1.4 传感器
现在用于检测甲醛的传感器有电化学传感器、光学传感器和光生化传感器等。电
化学传感器结构比较简单，成本比较低，其中高质量的产品性能比较稳定，测量范围和分辨率基本能达到室内环境检测的要求。但缺点就是所受干扰物质多，并且由于电解质与被测甲醛气体发生不可逆化学反应而被消耗，所以它工作寿命一般比较短。光学传感器的价格比较贵，并且体积较大，不适用于在线实时分析，导致使用的广泛性受到限制。虽然光生化传感器提高了选择性，但是由于酶的活性以及其它因素导致传感器不稳定，从而缺乏实用性。而且一般甲醛气体传感器的价格过高，不适合于一般实验室和家庭，难以普及。[22]
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第二章 甲醛检测仪设计方案
2.1 系统总概述
该论文设计内容是完成甲醛检测仪设计，设计内容包括：A/D转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。[7]
本系统以单片机为控制核心，来实现便携式甲醛检测仪的基本控制功能。系统的主要功能包括：超标报警、时间设置、数据处理、开始测量、键盘检测。
系统设计采用功能模块化的设计思想，系统主要分为总体方案设计、硬件设计和软件的设计三大部分。[16]
2.2总体方案设计
目前标准规定的方法绝大多数采用的是化学分析法,使用的手段为实验室分析仪器，主要有比色计、化学滴定、 分光光度计、气相和液相色谱。但是这些方法成本比较高、而且也很费力费时、自动化程度低且过程也复杂、大多数过程还需要人工操作，所以很难做到现场实时控制。但是随着计算机技术和传感器技术的不断发展，现在已经有了基于单片机的便携式甲醛测试仪，并且测试仪的测试范围、精度、分辨率、稳定性已经接近标准要求。因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器，它的原理是：空气中的甲醛在电极下发生氧化反应，产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比，通过检测放大电路和放大倍数的调整，再经过A/D转换然后送达单片机，之后由单片机进行现场自动控制检测并显示甲醛的实时浓度。[21]
2.3硬件设计
本系统的硬件设计部分主要包括：单片机、A/D、LCD、时钟芯片、外围扩展数据RAM等芯片的选择； 硬件主电路设计、数据采集、LCD显示电路设计、模数转换电路设计、复位电路、时钟电路、外围扩充存储器接口电路、键盘接口电路等功能模块电路设计。[8]
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2.4软件设计
软件设计部分主要包括：编写语言的选择、主程序/子程序流程的设计、功能模块程序的编写、软/硬件结合调试与演示。主要包括一下功能模块：51驱动、检测、液晶显示、时钟、键盘、模数软换。[8]
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第3章 硬件设计
3.1 单片机的选择
本次设计我们选用的芯片是AT89C52芯片。AT89C52是51系列单片机的一个型号。它是由ATMEL公司生产的，是一个低电压，高性能CMOS 的8位单片机，片内含有8kB的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256B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，能够兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用的8位中央处理器和Flash存储单元，功能非常强大。AT89C52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），可以有效地降低开发成本。[10]它的主要特点如下：
（1）兼容MCS51指令系统 ， 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM； （2）3个16位可编程定时/计数器中断 ， 时钟频率0-24MHz ； （3）2个外部中断源 ， 共6个中断源； （4）2个读写中断口线 ， 3级加密位 ； （5）2个串行中断 ， 可编程UART串行通道； （6）32个双向I/O口 ， 256x8bit内部RAM 。
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