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单片机驱动的室内甲醛自动监测与远程报警系统设计
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更新于2024-06-23
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本篇毕业设计论文以"基于单片机的室内甲醛检测系统设计"为核心,针对现代社会人们对健康环境日益增长的需求,特别是住宅装饰材料中的甲醛污染问题展开研究。甲醛作为一种常见的有害化学物质,其对人体健康的潜在威胁不容忽视,尤其是在新装修环境中。本文旨在开发一款利用单片机技术的解决方案,以提高室内空气质量的监测效率。 单片机因其高度集成、低功耗、成本效益高以及体积小巧等特性,成为了众多智能设备和控制系统的重要组成部分。研究者选择单片机作为核心控制器,因为它能够处理复杂的信号处理任务,实现对甲醛浓度的实时检测。系统的核心组件是电化学甲醛传感器,这种传感器能够将甲醛浓度转化为电信号,通过单片机进行数据处理。 系统设计的主要功能包括实时显示甲醛浓度,当检测到的甲醛浓度超过预设阈值时,通过蜂鸣器发出警报提醒用户。此外,通过集成WiFi模块,该系统还实现了远程云端监控,使得用户无论身在何处都能实时了解室内甲醛状况,提高了家庭健康安全的保障水平。 关键词"甲醛"、"单片机"、"甲醛传感器"和"云端监控"精准地概括了论文的研究内容和关键技术。这篇毕业设计不仅关注实际问题,即如何用科技手段解决室内甲醛污染问题,还体现了对现代信息技术在环保领域的应用探索,具有一定的实用性和创新价值。通过这样的系统,可以提升人们对于居住环境质量的认识,推动智能家居和健康生活的科技进步。
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2.3 软件系统方案
由于 C 语言的高效性,本设计选用 C 语言作为编程语言。在编程时同样注
意模块化思想,将程序分为不同功能模块,方便调试与调用。流程图如图 2.2 所
示:
图 2.2 主程序流程图
2.4 本章小结
本章初步明确了系统的主体设计思想,确立了软件和硬件的基本组成,我们
应用此思想完成后续设计。
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3 硬件系统设计
3.1 单片机模块
STC90C516RD 是 STC 公司生产的一种 CMOS8 位微控制器,具有低功耗、
高性能等特点。其内部具有 8K 字节系统可编程 Flash 存储器。该款单片机采用
MCS-51 内核 ,其标准功能有:
(1) 64k Flash;
(2) 1280byte SRAM;
(3) 35(39) 位 I/O 接口线;
(4) 看门狗定时器;
(5) EEPROM;
(6) MAX810 复位电路;
(7) 总共 3 个 16 位定时器/计数器;
(8) 4 个外部中断;
(9) 一个全双工串行口。
3.1.1 STC90C516RD 的参数及特点
单片机参数如表 3.1 所示:
表 3.1
项目
参数
工作电压
5.5V-3.3V
工作频率范围
0-40MHz
用户应用程序空间
64K
片内 RAM
1280Byte
EEPROM
4K
I/O 口
35(39)个
UART
1 个
外部中断
4 个
定时/计数器
3 个 16 位
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该款单片机芯片内带 4K 字节 EEPROM 存储空间,与以往产品相比,其能够
直接使用串口下载程序,这极大地方便了我们的开发。
3.1.2 单片机各引脚及功能
图 3.1 STC90C516RD 引脚图
双列直插式 90C516RD 引脚图如图 3.1 所示,其中包含 2 个电源引脚,另个晶
体引脚,4 个控制或其他电源复用引脚和 35(39)个输入输出接口引脚。
(1) 电源引脚
VCC(40 脚):与+5V 相接。
VSS(20 脚):接电源地。
(2) 外接晶体引脚
XTAL1(19 脚)与 XTAL2(20 脚)用于构建时钟电路,产生时钟信号。我们
可内部方式或外部方式来产生时钟信号。
内部时钟方式:一般单芯片工作所用方式,时钟电路如图 3.2。
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