单片机的淋浴房有毒气体检测器设计(附件)【字数：7849】
摘 要本次毕业设计对目前市场上很多的淋浴房有毒气体检测器相关产品进行了广泛的调研，通过对研发资料的归纳和总结后可以知道实现淋浴房有毒气体检测器控制系统的方案分为多种，其中性价比最高的当属使用AT89C51单片机担任主控核心。本论文采用了AT89C51单片机来作为主控，构建了一款性能非常高的淋浴房有毒气体检测器控制系统，经过多个角度的测试，能够实现对淋浴房室内空气中氨气、硫化物、苯系蒸汽、烟雾和其它有毒气体浓度进行快速测量、浓度显示以及超标报警等功能。本课题研发的这种类型的淋浴房有毒气体检测器系统分成软件和硬件两个部分，软件部分以代码程序为主导，完成了对AT89C51单片机的控制，划分成主程序、参数显示子程序、模拟电压采集子程序、有害气体采集子程序和报警声输出子程序等部分，实现了对各个功能子电路的操控。在测试过程中该系统能够正常工作，响应各项指令，经过多次优化和改进，最终表现出了非常高的工作性能，完全符合初期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 淋浴房有毒气体检测器的研究背景与意义 1
（二） 淋浴房有毒气体检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 淋浴房有毒气体检测器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 淋浴房有毒气体检测器主控电路设计 4
（二） 淋浴房内有害气体检测电路设计 5
（三） 系统显示电路设计 6
（四） 有害气体超标报警电路设计 7
四、 系统软件设计 9
（一） 淋浴房有毒气体检测器的主程序流程设计 9
（二） 液晶驱动子程序流程设计 9
（三） 有害气体浓度检测子程序设计 11
（四） 有害气体超标报警子程序流程设计 12
五、 系统安装与测试 14
总结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
淋浴房有毒气体检测器的研究背景和意义
本次关于“基于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
单片机的淋浴房有毒气体检测器设计”的课题，将主要围绕对这款系统的开发方法以及硬件和软件系统进行详细设计，通过对市面上一些常见的淋浴房有毒气体检测器关联产品进行总结的基础上，在设计过程中尽可能降低这一系列产品所存在的弊端，同时还需要兼顾到成本因素，在对该款智能式淋浴房有毒气体检测器进行设计之前，有必要对这类控制系统和当前市面上的关联产品的发展过程进行简略描述，以此能够更加清晰地阐述本课题的目的和意义，将查阅到的有关系的资料进行梳理之后，根据时间发展轨迹将淋浴房有毒气体检测器的发展背景进行整合，我们可以明显的看到早在上个世纪六七十年代初期，伴随着半导体技术以及电子控制技术在国外的兴起，最早的淋浴房有毒气体检测器登上了历史舞台，但当时的淋浴房有毒气体检测器无论是在功能方面还是在指标上都与今天市面上淋浴房有毒气体检测器有着巨大的差别，通过简单的分析知道其中的原因，首先那时电子技术刚刚盛行起来，无论是在基本元器件的效果还是设计师的自身水平上，都处于起步阶段，因此在这种环境条件下还无法开发出性能较佳的淋浴房有毒气体检测器系统，与此同时一个更关键的因素则是，当时用户对淋浴房有毒气体检测器的需求量尚且不是十分明确，大多数人尚不能认识到这种系统的真正意义，所以设计者或设计公司无法从使用者那里获得非常多有效的信息来完善这款系统。
本论文将根据淋浴房有毒气体检测器发展历程和如今的国内外现状，结合目前市面上相关产品研发经费比较贵的问题，提出了这个课题以及此次毕业设计的设计内容，旨在增加这款系统的性价比，降低市面上相关产品的设计经费，并使得这种系统能够普遍应用于家庭。
淋浴房有毒气体检测器的国内外发展现状
国内对于淋浴房有毒气体检测器的研发重心主要放在了提升精度和响应速度等使用性能，虽然淋浴房有毒气体检测器的核心功能都已经实现，但指标还处于中等水平，所以多数研发机构不得不着眼于采用更高性能的硬件模块，从而在根本上解决数据通信的精确度和影响等问题。在最近几年间，电子技术取得了飞速的发展，三十二位微型控制器早已在市场上得到了普及，愈来愈多的国内外研发单位开始选用ARM等内核微处理器来设计高性能淋浴房有毒气体检测器，这类更改使得过去以八位机担任主控核心的淋浴房有毒气体检测器越来越不具备竞争能力，使用者渐渐开始青睐于使用新型的淋浴房有毒气体检测器。
本文主要研究内容
本文研究一款可以完成高清晰度液晶显示、将模拟量转换成数字信号、检测周围环境的有害气体浓度和发出报警信号的淋浴房有毒气体检测器系统，上一部分已经对该系统的研究背景和意义和如今国内外的发展现状进行了阐述，接下来将主要对这款系统的实现方案、硬件电路系统以及软件结构进行设计，本论文将选择AT89C51单片机作为控制核心，结合LCD1602液晶显示屏、ADC0832采样芯片、MQ135有害气体气体浓度传感器和有源蜂鸣器等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列为本课题将要设计的内容：
1．实现将淋浴房有毒气体检测器系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者。
2．配置ADC0832模数转换器电路，能够在AT89C51单片机的驱动控制下，实现对模拟电压信号的采集，并且能以较快的速度实现对采集结果的转换处理。
3．能够通过配置高性能的传感器探头将空气中有害气体的浓度值快速转换为电压信号，并通过后续AD模块进行采集。
4．配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，AT89C51单片机实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出。
淋浴房有毒气体检测器的方案设计
本部分将进行系统方案的构建，本课题采用的是模块设计方法，将系统整体划分成独立的功能模块，每个模块对应相应的指标功能，如图21中的系统框图架构所示，AT89C51单片机最小系统部分为核心部分，下面对每个电路模块进行设计。
为了实现对空气中有害气体浓度的实时检测，本课题选用了一个高性能的MQ135型号的有害气体传感器，它能够将空气中当前的有害气体浓度换算成模拟电压信号进行输出。
图21 淋浴房有毒气体检测器内部框图
目录
一、 引言 1
（一） 淋浴房有毒气体检测器的研究背景与意义 1
（二） 淋浴房有毒气体检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 淋浴房有毒气体检测器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 淋浴房有毒气体检测器主控电路设计 4
（二） 淋浴房内有害气体检测电路设计 5
（三） 系统显示电路设计 6
（四） 有害气体超标报警电路设计 7
四、 系统软件设计 9
（一） 淋浴房有毒气体检测器的主程序流程设计 9
（二） 液晶驱动子程序流程设计 9
（三） 有害气体浓度检测子程序设计 11
（四） 有害气体超标报警子程序流程设计 12
五、 系统安装与测试 14
总结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
淋浴房有毒气体检测器的研究背景和意义
本次关于“基于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
单片机的淋浴房有毒气体检测器设计”的课题，将主要围绕对这款系统的开发方法以及硬件和软件系统进行详细设计，通过对市面上一些常见的淋浴房有毒气体检测器关联产品进行总结的基础上，在设计过程中尽可能降低这一系列产品所存在的弊端，同时还需要兼顾到成本因素，在对该款智能式淋浴房有毒气体检测器进行设计之前，有必要对这类控制系统和当前市面上的关联产品的发展过程进行简略描述，以此能够更加清晰地阐述本课题的目的和意义，将查阅到的有关系的资料进行梳理之后，根据时间发展轨迹将淋浴房有毒气体检测器的发展背景进行整合，我们可以明显的看到早在上个世纪六七十年代初期，伴随着半导体技术以及电子控制技术在国外的兴起，最早的淋浴房有毒气体检测器登上了历史舞台，但当时的淋浴房有毒气体检测器无论是在功能方面还是在指标上都与今天市面上淋浴房有毒气体检测器有着巨大的差别，通过简单的分析知道其中的原因，首先那时电子技术刚刚盛行起来，无论是在基本元器件的效果还是设计师的自身水平上，都处于起步阶段，因此在这种环境条件下还无法开发出性能较佳的淋浴房有毒气体检测器系统，与此同时一个更关键的因素则是，当时用户对淋浴房有毒气体检测器的需求量尚且不是十分明确，大多数人尚不能认识到这种系统的真正意义，所以设计者或设计公司无法从使用者那里获得非常多有效的信息来完善这款系统。
本论文将根据淋浴房有毒气体检测器发展历程和如今的国内外现状，结合目前市面上相关产品研发经费比较贵的问题，提出了这个课题以及此次毕业设计的设计内容，旨在增加这款系统的性价比，降低市面上相关产品的设计经费，并使得这种系统能够普遍应用于家庭。
淋浴房有毒气体检测器的国内外发展现状
国内对于淋浴房有毒气体检测器的研发重心主要放在了提升精度和响应速度等使用性能，虽然淋浴房有毒气体检测器的核心功能都已经实现，但指标还处于中等水平，所以多数研发机构不得不着眼于采用更高性能的硬件模块，从而在根本上解决数据通信的精确度和影响等问题。在最近几年间，电子技术取得了飞速的发展，三十二位微型控制器早已在市场上得到了普及，愈来愈多的国内外研发单位开始选用ARM等内核微处理器来设计高性能淋浴房有毒气体检测器，这类更改使得过去以八位机担任主控核心的淋浴房有毒气体检测器越来越不具备竞争能力，使用者渐渐开始青睐于使用新型的淋浴房有毒气体检测器。
本文主要研究内容
本文研究一款可以完成高清晰度液晶显示、将模拟量转换成数字信号、检测周围环境的有害气体浓度和发出报警信号的淋浴房有毒气体检测器系统，上一部分已经对该系统的研究背景和意义和如今国内外的发展现状进行了阐述，接下来将主要对这款系统的实现方案、硬件电路系统以及软件结构进行设计，本论文将选择AT89C51单片机作为控制核心，结合LCD1602液晶显示屏、ADC0832采样芯片、MQ135有害气体气体浓度传感器和有源蜂鸣器等器件，通过合理的软硬件系统设计，实现各项初期功能需求，下列为本课题将要设计的内容：
1．实现将淋浴房有毒气体检测器系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者。
2．配置ADC0832模数转换器电路，能够在AT89C51单片机的驱动控制下，实现对模拟电压信号的采集，并且能以较快的速度实现对采集结果的转换处理。
3．能够通过配置高性能的传感器探头将空气中有害气体的浓度值快速转换为电压信号，并通过后续AD模块进行采集。
4．配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，AT89C51单片机实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出。
淋浴房有毒气体检测器的方案设计
本部分将进行系统方案的构建，本课题采用的是模块设计方法，将系统整体划分成独立的功能模块，每个模块对应相应的指标功能，如图21中的系统框图架构所示，AT89C51单片机最小系统部分为核心部分，下面对每个电路模块进行设计。
为了实现对空气中有害气体浓度的实时检测，本课题选用了一个高性能的MQ135型号的有害气体传感器，它能够将空气中当前的有害气体浓度换算成模拟电压信号进行输出。
图21 淋浴房有毒气体检测器内部框图
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