石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于单片机的一氧化碳检测系统设计The Design of Carbon Monoxide TestingSystem Based on Single Chip2014届电气工程系专业电气工程及其自动化学号 20106810学生姓名李婉菁指导老师冯国胜完成日期 2014年5月20日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要一氧化碳检测仪是一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的仪器，能起到预防一氧化碳中毒的效果，使人们安全放心的工作。
设计方案基于STC12C5A60S2单片机，选择瑞士蒙吧波公司的MQ7一氧化碳传感器。
系统将传感器的标准信号通过AD0832为核心的A/D转换电路调理，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示一氧化碳浓度值。
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的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的一氧化碳容许浓度时采用三极管驱动的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的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，系统具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。
系统以单片机为核心，利用一氧化碳检测传感器检测环境中的一氧化碳的浓度，并利用显示器显示当前的浓度值，同时可设定报警值，超过设定值时进行声光报警。
关键词：一氧化碳检测STC12C5A60S2MQ7AbstractCarbon monoxide detector is a kind of instrument used to test and transfinite alarm function in public places . It can prevent carbon monoxide poisoning to make people work safely.This design is based on STC12C5A60S2 single chip microcomputer, selecting the Swiss wave of corporate MQ7 carbon monoxide sensor. System will change the standard signal of sensor through AD0832 as the core of after A/D conversion circuit by single-chip computer for data processing. Finally it displays the carbon monoxide density by the LCD. This paper introduces the data acquisition subsystem, data processing and data display subsystem and alarm circuit design method and process. System for sampling sites beyond the allowable concentration of carbon monoxide in the single audio alarm circuit driven by triode reminds monitoring personnel. At the same time, the operator for the upper limit of the specific stations can set through the microcontroller programming. In addition, the system of the concentration signal, signal compensation and so on processing to reduce the measurement error. Therefore, this system has high measurement precision, simple structure and good performance.System uses the single chip processor as the core with the use of carbon monoxide detection sensor to test concentration of carbon monoxide in the environment and uses the display to show the current density. At the same time it can be set alarm value .When it is more than the set value, the system will implement sound and light alarming.Key words: Carbon monoxide testing STC12C5A60S2 MQ7目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文研究内容 (2)第2章系统设计方案 (3)2.1原理框图 (3)2.2总体设计思路 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1单片机芯片STC12C5A60S2 (4)3.2传感器模块 (7)3.2.1传感器概述 (7)3.2.2结构与特点 (7)3.2.3主要技术参数 (8)3.2.4实物图及接口说明 (9)3.3时钟电路 (10)3.4存储电路 (17)3.5电源电路 (15)3.6显示电路 (15)3.7声光报警电路 (17)3.8按键电路 (20)3.9串口设计 (20)第4章系统软件设计 (21)4.1K EIL U V ISION4 (21)4.2系统程序设计 (21)4.2.1主程序设计 (22)4.2.2显示界面子程序设计 (22)4.2.3时钟模块设计 (23)4.2.4液晶显示设计 (24)4.2.5按键控制设计 (24)4.2.6存储模块设计 (25)第5章系统的调试 (26)5.1硬件调试 (27)5.2软件调试 (27)第6章结论与展望 (30)I参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录A外文资料 (32)附录B原理图 (40)附录C PCB图 (41)附录D源程序 (42)II石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题研究的目的意义目前，随着日光温室的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对温室的自动化程度要求也越来越高。
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是日光温室已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如：一氧化碳浓度、空气的温度、湿度等。
在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质，高产，高效的栽培目的。
由于温室大棚能带来可观的经济效益,所以温室大棚技术越来越普及,并且己成为农民增收的主要手段。
温室内的一氧化碳浓度、温度与湿度等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。
例如：一氧化碳过浓会导致作物叶片发黄等。
国外的温室设施已经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节温室内一氧化碳的浓度、温度以及湿度，使大棚内形成有利于蔬菜，水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。
1.2 国内外研究现状西方发达国家在现代一氧化碳检测技术上起步比较早。
20世纪60年代，生产型的高级温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂，70年代后荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展，一氧化碳检测广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。
近百年来，温室大棚作为设施农业的重要组成部分，其自动控制和管理技术不断得以提高，特别是二十世纪一氧化碳检测技术的出现，更使温室大棚环境控制技术产生了革命性的变化。
80年代，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对问世控制要求的提高，以微型计算机为核心的一氧化碳检测系统，在欧美得到了长足的发展，并迈入了网络化，智1能化阶段。
目前，国外一氧化碳检测设施已经发展到一定程度，并形成了一定的标准。
我国自行开发的一氧化碳测控系统其技术水平和调控能力与发达国家还有一定的差距。
而我国综合环境测控技术的研究刚刚起步，目前仍然停留在研究单个或少量环境因子调控技术的阶段，而实际上，温室内的光照度、温度、湿度、一氧化碳浓度等环境因素，都是在相互影响、相互制约的状态中对作物的生长产生影响的，环境要素的空间变化、时间变化都很复杂。
因此，我们应该根据我国的国情研制出适合我国农业的发展的一氧化碳检测仪器仪表，并在农业设施中广泛推广。
1.3 论文研究内容系统以单片机为核心，利用一氧化碳检测传感器检测环境中的一氧化碳浓度，用显示器显示当前的时间和浓度值，同时可设定报警值，超过设定值时进行声光报警，并且利用存储芯片存储三次报警值。
第2章系统设计方案2.1 系统框图系统以单片机为核心，由单片机来控制各个模块。
系统主要包括电源电路、存储电路、时钟电路、显示电路、报警电路，系统原理框图如图2-1所示。
图2-1 系统原理框图系统设计框架为设计单片机最小系统，单片机最小系统包括晶振电路、单片机电路、复位电路。
通过MQ7气体传感器输出的信号输入单片机检测，按键控制单片机运作，单片机输出信号使LCD显示，并输出给报警装置和存储设置。
2.2 总体设计思路论文主要完成一氧化碳检测软件和硬件电路设计，设计内容包括：存储程序、控制程序、时钟程序、超标报警、按键检测、数据显示等。
系统采用单片机为控制核心，以实现一氧化碳检测系统的基本控制功能。
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、按键检测、存储设置。
本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、硬件设计和软件设计三大部分。
根据任务书上的要求进行综合分析，总设计方案分为以下几个步骤：(1)硬件系统电路的设计；(2)软件系统主程序及其相关子程序的编写；(3)系统电路及软件的调试。