基于单片机的浓度检测与显示专业系统设计.doc

基于单片机CO2浓度检测与显示系统设计设计总阐明随着社会经济发展，人们生活水平普遍提高，对空气品质规定也不断提高，特别是大中都市空气污染严重。二氧化碳气体对人和人农作物生活生长起着非常重要作用。因此言之CO2研究检测装置是非常必要，对咱们人健康和农作物生长考价值，不同植物对CO2浓度需求也不尽相似。本论文重要针对空气中二氧化碳浓度设计检测系统。综合考虑系统精度、稳定性以及经济性规定这三个方面之后，拟定以AT89S52单片机为控制核心，选用性价比比较高传感器，来实现对二氧化碳浓度精确检测。本设计共有三某些构成，用CO2浓度传感器TGS4160检测CO2浓度，控制单元用AT89C51单片机，显示模块用LED数码管。整个系统具备易于操作、运营可靠、便于扩充等特点。系统体积小，操作简朴，灵活性强，针对不同环境、不同作物不同规定，可以随时随处修改极限报警值。该系统具备功能强成本低特点，适合在各种环境进行检测。核心字：AT89C51，TGS4160，CO2浓度，LEDCO2 concentration detection based on single chip microcomputer and display system designDesign DescriptionWith the development of social economy，the general improvement of peoples living standard，the air quality requirements are constantly improve，especially in large and medium-sized cities air pollution is serious.Carbon dioxide gas to human crops growth plays a very important role of life.So the research of CO2 detection device is very necessary，and the growth of crops to the health of our people test value，different plants have different demands for the concentration of CO2.This paper mainly in view of the design of carbon dioxide concentration in the air system.Considering the precision of the system，stability，and economical requirements after the three aspects，determine the AT89S52 single chip microcomputer as control core，with high cost performance sensors，to achieve accurate detection of the concentration of carbon dioxide.The design of a total of three parts，with CO2 concentration sensor TGS4160 detect CO2 concentration，the control unit with AT89C51，LED digital tube display module.The whole system is easy to operate，reliable operation，easy to expand，etc.System of small size，simple operation，strong flexibility，according to different environment，the different requirements of different crops can be modified at any time and place limit alarm value.This system has the characteristics of strong function of low cost，suitable for all kinds of testing environment.Keywords ：AT89C51，TGS4160，CO2 Concentration，LED目录1绪论11.1研究目和意义11.2国内外发展状况11.2.1国外发呈现状11.2.2国内发呈现状21.3课题重要内容及研究意义32系统总体方案设计42.1系统设计特点和设计思路42.1.1系统设计特点42.1.2设计思路42.2重要元器件选取52.2.1传感器选取52.2.2单片机选取62.2.3显示模块72.3 CO2浓度测量意义83.系统硬件设计93.1电源模块设计93.2单片机93.2.1 AT89C51单片机简介93.2.2最小系统设计103.3 CO2检测电路设计123.4报警电路设计133.4.1报警电路简介133.5显示模块设计143.6 A/D转换电路设计143.6.1 AD7705 简介153.6.2 A/D转换电路164.系统软件设计184.1系统总流程图184.2 A/D转换流程图184.3测CO2子程序流程图195.总结21道谢22参照文献23附录241绪论1.1研究目和意义随着社会经济发展，人们生活水平普遍提高，对空气品质规定也不断提高，特别是大中都市空气污染严重。二氧化碳气体对人和人农作物生活生长起着非常重要作用。因此言之CO2研究检测装置是非常必要，对咱们人健康和农作物生长考价值，不同植物对CO2浓度需求也不尽相似。中华人民共和国农业发展必要走当代化农业这条道路，随着国民经济迅速增长，农业研究和应用技术越来越受到注重，特别是高效农业一种重要构成某些。当代化农业生产中重要一环就是对农业生产环境某些重要参数进行检测和控制。例如：二氧化碳浓度、空气温度等。在农业种植问题中，温室环境与生物生长、发育、能量互换密切有关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化基本保证，通过对监测数据分析，结合伙物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效栽培目。由于单片机及各种电子器件性价比迅速提高，使得这种规定变为也许。本论文提出一种以AT89S52单片机为核心检测器，重要是为了对日光温室内二氧化碳浓度、温度以及湿度进行有效、可靠地检测而设计。1.2国内外发展状况1.2.1国外发呈现状西方发达国家在当代温室测控技术上起步比较早。20世纪60年代，生产型高档温室开始应用于农业生产，奥地利一方面建成了番茄生产工厂，70年代后荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家温室园艺迅猛发展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。随着计算机技术进步和智能控制理论发展，近百年来，温室大棚作为设施农业重要构成某些，其自动控制和管理技术不断得以提高，在世界各地都得到了长足发展。特别是二十世纪70年代电子技术迅猛发展和微型计算机浮现，更使温室大棚环境控制技术产生了革命性变化。80年代，随着微型计算机日新月异进步和价格大幅度下降，以及对温室控制规定提高，以微机为核心温室综合环境控制系统，在欧美得到了长足发展，并迈入了网络化，智能化阶段。当前，国外当代化温室内部设施己经发展到比较完备限度，并形成了一定原则。温室内各环境因子大多由计算机集中控制，检测传感器也较为齐全，如温室内外温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度、营养液浓度等，由传感器检测基本上可以实现对各个执行机构自动控制，如无级调节天窗通风系统，湿帘与电扇配套降温系统，由热水锅炉或热风机构成加温系统，可定期喷灌或滴灌灌溉系统，二氧化碳施肥系统，以及合用于温室作业农业机械等。计算机对这些系统控制己经不是简朴、独立、静态直接数字控制，而是基于环境模型上监督控制，以及基于专家系统上人工智能控制，某些国家在实现自动化基本上正在向着完全自动化、无人化方向发展。1.2.2国内发呈现状国内当代温室技术起步较晚，70年代以来，政府大力发展以塑料大棚、节能日光温室为主设施农业，增进了农村经济发展和缓和了蔬菜季节性短缺矛盾。与此同步，从1979年至1994年，从欧美、日本等国家引进了一系列当代化温室进行实验研究。引进温室与国内老式温室比较，其空间大，便于进行机械作业，生产率与资源运用率比较高，为国内温室发展提供了借鉴作用。但这些温室也存在着许多局限性之处，重要体当前：1.价格昂贵，国内农业生产当前难以接受。2.缺少与国内气候特点相适应温室测控软件。当前国内引进温室测控系统大多投资大、运营费用过高，并且测控系统中所侧重考虑环境参数与国内气候特点存在矛盾。3.控制方式比较简朴，软件实现模式固定，不能进行功能扩展。随后在国内浮现了某些国外仿造产品，但均没有面向国内广大农村既有1000万亩老式温室改造工程。因此，老式办法，人们重要还是采用温度计、湿度计来采集温度值和湿度值，通过人工操作加热、加湿、通风和降温来控制温湿度。因而，以上产品推广使用价值依然不大。总体上说，国内自行开发温室测控系统其技术水平和调控能力与发达国家尚有一定差距。而国内综合环境测控技术研究刚刚起步，当前依然停留在研究单个或少量环境因子调控技术阶段，而事实上，温室内光照度、温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素，都是在互相影响、互相制约状态中对作物生长产生影响，环境要素空间变化、时间变化都很复杂。因而，咱们应当依照国内国情研制出适合国内农业发展仪器仪表，并在农业设施中广泛推广。1.3课题重要内容及研究意义为适应农业发展需要,依照以上分析存在问题，本论文设计了基于单片机二氧化碳浓度、温湿度检测系统。该系统在设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定元器件，可实现对大棚内二氧化碳浓度、温湿度在线实时检测。还设计了通信系统，单片机实时监测大棚内二氧化碳浓度、温湿度，当二氧化碳浓度、温湿度超过设定上、下限时，单片机通过与温室主机进行通信来打开相应执行机构，实现对二氧化碳浓度、温湿度调控，从而使得大棚内参数在适合伙物生长范畴内。2系统总体方案设计2.1系统设计特点和设计思路2.1.1系统设计特点CO2浓度测量是指从CO2传感器或其他待测设备等模仿或数字被测单元中自动采电量或非电量信号输出。当前，国内大某些地区测量CO2浓度方式有两种，一种使用有线控制方式，另一种使用无线控制方式。有线接线麻烦，且接受温度点用线固定，不能随意移动，接受参数读取不易；无线成本比有线高，在设计时较容易。本次设计采用有线方式测量温度，有线测量终端设备可以依照测量者需求选取位置，有线方式抗干扰能力强。大某些CO2浓度测量系统都是采用工控机或PLC方案，价格昂贵。在系统设计过程中要充分考虑经济性，减少温室设计中各种成本，这在选取方案上具备较为深远意义，因而本设计基于STC89C52RC单片机CO2浓度测量系统。2.1.2设计思路本课题设计是一种以STC89C52单片机为主控制单元，以CO2浓度传感器构成测量控制系统。本设计重要针对空气中二氧化浓度检测采用二氧化碳浓度传感器TGS4160，TGS4160检测到二氧化碳浓度信号通过模仿变送模块后，送入A/D转化器转化为数字信号后送入单片机解决。检测器是以单片机为核心，整个检测器系统涉及主模块、数据采集与解决模块、模数转换模块、输出控制模块和显示模块等。数据采集与解决模块可以完毕二氧化碳浓模仿量采集和解决，成果送数据存储器，输出控制模块重要负责显示控制。系统总体框图如图2-1所示。如图2-1系统总体框图2.2重要元器件选取2.2.1传感器选取TGS4160是日本FIGARO（弗加罗）公司生产一种固态电化学型二氧化碳传感器（CO2 sensor），该器件除具备体积小、寿命长、选取性和稳定性好等特性外，同步还具备耐高湿和耐低温等特点。因而可广泛用于自动通风换气系统或CO2气体长期监测等应用场合。1. 二氧化碳传感器TGS4160概述GS4160二氧化碳传感器是FIGARO（弗加罗）公司生产固态电化学型气体敏感元件。这种二氧化碳传感器除具备体积小、寿命长、选取性和稳定性好等特点外，同步还具备耐高湿低温特性可广泛用于自动通风换气系统或是CO2气体长期监测等应用场合。但是，由于TGS4160预热时间较长（普通为小时），因此，该器件比较适合于在室温下长时间通电持续工作。此外，为了以便客户使用，FI-GARO公司还专门设计了带温度补偿传感器解决模块。该模块采用微解决器进行控制，CO2气体浓度输出信号电平为0.03.0，相称于03000ppm浓度，并有中继转接控制口，可输出高、低两种门限信号以供外接控制使用。TGS4160传感器重要技术参数如下：测量范畴：05000pm；使用寿命：天；加热器电压：5.00.2；加热器电流：250；加热器功耗：1.25；内部热敏电阻（补偿用）：1005；使用温度：-1050；使用湿度。2. 二氧化碳传感器内部构造TGS4160二氧化碳传感器是一种内含热敏电阻混合式二氧化碳敏感元件。该元件在两个电极之间充有阳离子固体电解质。它阴极由锂碳酸盐和镀金材料制成，而阳极只是镀金材料。该敏感元件基衬是用对苯二酯聚乙烯和玻璃纤维加固，然后采用不锈钢网做圆柱型封装。元件内层采用100目双层不锈钢网套在镀镍铜环上，并用高强度树脂粘合剂与基衬固定在一起。其外层顶盖上又罩上了一层60目不锈钢网。为了达到减少干扰气体影响目，TGS4160在内外两层不锈钢网之间还填充有吸附材料（沸石）。传感器6个引脚通过0.1mm箔导线与内部相连。TGS4160内部等效构造图如图2-2所示。阳极与传感器第3脚S(+)相连，阴极与传感器第4脚S(-)相连，Pt加热器与传感器第1，6脚相连，内部热敏电阻与传感器第2，5脚相连。内部热敏电阻作用是通过该电阻探测环境温度，以便对该传感器进行温度补偿，从而使校正后测量值更加精确。图2-2 TGS4160等效内部构造2.2.2单片机选取普通状况下，控制器选取需要遵循如下几种原则：1控制器基本性能参数与否满足设计需求。例如控制器指令执行速度I/0口引脚数量、程序存储器(ROM、RAM)容量及与否支持外部扩展、UART或者SPI口数量、中断解决系统等与否满足设计规定。2控制器工作电压及工作温度与否满足现场环境规定。3开发成本与否相对经济性。当基本性能参数都满足后就要综合考虑开发成本问题，开发周期长短也对可移植性提出一定规定，最后还需考虑到系统与否容易维护等问题。单片机作为系统核心部件它选取对整个系统起着很重要作用。当前较为广泛应用单片机有51系列8位、面向大数字信号解决领域数字信号解决器(DSP)、增强型16位单片机机以及32位AR芯片这几种。ARM芯片长处是体积小、功耗低、功能广泛和性能高特点，它重要应用在比较简朴小型场合。方案一：采用89C51，其内部有4KB存储器，编码后以并行方式传播数据。它长处是以便实现，软件开销小。方案二：采用8051，其内部无片内程序存储器，因而，必要在片外扩展EPROM。综合分析，采用方案一以比较以便。2.2.3显示模块当前重要显示屏有LCD与LED两种，LCD与LED是指液晶电视背光技术两个发展阶段，也是当前市场重要两种液晶电视背光技术。但无论哪种背光技术，液晶自身原理都相似。液晶自身不发光，需要用背光照亮。这种照亮技术就分为LCD与LED。LED技术相比LCD更先进，整体视觉效果更好，更节能，固然价格会更高某些。相比较而言，LED作为背光源能使显示屏更加轻薄，显色效果会更好。此外较为重要问题是，LCD电视采用冷阴极荧光管，由于具有水银，因而也被以为对环境有较大损坏。而LED液晶电视使用使发光二极管，不存在水银问题。1、LED与LCD功耗比大概为1:10，LED更节能。2、LED拥有更高刷新速率，在视频方面有更好性能体现。3、LED提供宽达160视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号。4、LED显示屏单个元素反映速度是LCD液晶屏1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度低温。综上所述选取LED作为本次设计显示屏，具备较高显示清晰度，是使测量成果别预测以更加容易控制。2.3 CO2浓度测量意义CO2浓度测量具备重要意义，CO2对于咱们人有一定规定，如果CO2浓度过高对咱们将会是一种危害，对咱们正常生活导致影响；但是CO2浓度对于对于职务也有一定影响，不同植物对CO2浓度需求也是不同样，植物进行光合伙用吸取CO2 ，释放氧气过程与CO2浓度有着密切联系，针对不同植物需要维持不同浓度二氧化碳。因此测量空气中二氧化碳浓度有着极其重要作用。3.系统硬件设计3.1电源模块设计图3-1为系统电源电路。整个系统3.7V电池通过升压到5V供电，S1为电源开关，控制系统电源通断，D1为发光二极管，运用发光二极管特性即具备单向导通性，防止电源接反，还可以作为电源批示灯。1K电阻为限流电阻或者稳流电阻，保证系统正常工作。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路电源。图 3-1 电源电路3.2单片机3.2.1 AT89C51单片机简介芯片AT89C51是Atmel公司生产低电压、高性能CMOS单片机，片内具有4k bytes可重复擦写只读程序存储器(PEROM)和128bytes随后存取数字存储器(RAM)，片内置通用8位中央解决器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机性价比高，可灵活应用于各种领域。AT89C51重要性能参数如下：与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存储器128*8字节内部RAM32个可编程I/O接口2个16位定期/计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式低工作电压5VAT89C51单片机引脚图如图3-2所示。图3-2 单片机引脚图3.2.2最小系统设计AT89C51提供如下原则功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定期/计数器，一种5向量两级中断构造，一种全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同步，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两个软件可选节电工作模式。空闲方式停止CPU工作，但容许RAM，定期/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中内容，但振荡器停止工作并禁止其她所有不见工作直到下一种硬件复位。单片机最小系统有两种，一种是上电复位，另一种是下拉复位。单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用至少元件构成单片机可以工作系统，对51系列单片机来说,最小系统普通应当涉及:单片机、晶振电路、复位电路。如图3-3所示。图3-3 最小系统图1.AT89C51时钟振荡器AT89C51中有一种用于构成内部振荡器高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件篇外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路如图3-4所示：图3-4内部震荡电路外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容接在放大器反馈回路中构成并联振荡电路，对外接电容虽然没有十分严格规定，但是电容容量大小会轻微影响振荡频率高低、振荡器工作稳定性、起振难易限度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容使用30Pf，如使用陶瓷振荡器电容使用40pF。电路也可以使用外部时钟。采用外部时钟电路如图1.1右所示。这种状况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器输入端，引脚XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一种2分频触发器后作为内部时钟信号，因此对外部时钟信号占空比没有特殊规定，但是最小高电平持续时间和最大电平持续时间应符合产品技术条件规定。2.AT89C51复位电路复位作用是使程序自动从0000H开始执行，因而咱们只要在AT89C51单片机RST端加上一种高电平信号，并持续10ms以上即可，RST端接有一种上电复位电路，它是由一种小电容和一种接地电阻构成。按键复位电路此外采用一种按钮来给RST端加上高电平信号。本设计采用放电型进行人工复位电路，如图3-5按键复位电路，上电时C3通过R2充电，维持宽度不不大于10ms正脉冲，就可以完毕复位操作。当C3结束充电后，RST端浮现低电平，这是CPU将正常工作。在本次设计中如果需要按键进行复位，就按下按钮BUTTON3，C3通过BUTTON3和R2放电，RST端电位将会上升到高电平，从而实现人工复位，BUTTON3松开后C3重新充电，当结束充电后，CPU将会重新工作。下图中，R2是限流电阻，阻值不可以过大，否则不能起到复位作用。图3-5复位电路3.3 CO2检测电路设计TGS4160在温度为202、湿度为655RH、加热电压为5.00.05V、预热时间为7天或不不大于7天条件下，测得传感器在浓度为350ppm中EMF值是220490mV，而EMF在3503500ppmCO2浓度中值是4472mV，因而在实际测量应用电路中，要依照传感器特点规定，除使用高输入阻抗（100G）、低偏置电流（1pA）运算放大器外，还要对测得信号进行解决。解决该信号选取使用费加罗（FIGARO）公司FIC98646专用解决器模块,AM-4模块。 图3-6二氧化碳浓度检测电路AM-4二氧化碳传感器模块，则可直接应用于二氧化碳气体监测。该模块内部带有A/D转换器，并已对数据进行了采样并作了解决。它输出电压信号与二氧化碳浓度值呈线性关系，输出电压信号为03.0V，相称于03000ppm二氧化碳浓度。AM-4模块输出电压为03V，需要通过放大解决变为05V传送给A/D转化器，才干为单片机传送更为精确数字信号。如图3-6所示。3.4报警电路设计若CO2浓度参数超标时，则启动声光报警电路，同步单片机通过控制固态继电器来打开相应执行机构，工作人员也可以依照此状况来查看相应区域或者采用相应办法。3.4.1报警电路简介 报警电路中光报警采用发光二极管，声报警采用蜂鸣器来设计，采用两个引脚控制。其中，蜂鸣器电路中，9013三极管起开关作用，输出高电平时，管脚输出电压VOH=VCC-0.25V=3.05V，输出电流I=-1mA，通过2K限流电阻R分压后，到达9013基极电压为1.05V，使得三极管发射结正偏，集电结反偏，晶体管导通，蜂鸣器上电而产生报警声。对与发光二极管，必要采用限流电阻，否则会是二极管电流过大而烧坏。当单片机P1.3和P1.4同步置高时，即可实现声光报警。其硬件电路如图3-7所示。图3-7 报警电路3.5显示模块设计在单片机系统中，普通数据显示终端有两大类：一是采用LED数码管显示，二是采用LCD显示。LED显示亮度高，但每只数码管只显示一位字符，显示数据位数多时就需要较多数码管。显示电路采用了7段共阴数码管扫描电路，节约了单片机输出端口，便于程序编写。显示电路如图3-8所示。图 3-8 LED显示电路3.6 A/D转换电路设计AD7705 是十六位辨别率A/D 转换器，两通道全差分模仿输入，使用+5V 单电源,重要应用于低频测量。它运用了-转换技术实现了16位无误码数据输出,三线数字接口，可以通过串行输入接口，由软件配备芯片增益值、输入信号极性和数据更新速率，非常灵活以便。3.6.1 AD7705 简介AD7705二全差分输入通道ADC ,十六位无丢失代码，0.003 %非线性；可编程增益：1128 ；三线串行接口；具备模仿输入端缓冲器；工作电压： 2.73.3V或4.755. 25V；低功耗，3V 电压时，最大功耗为1mW；等待电流最大值为8A； 16 脚DIP、SOIC和TSSOP 封装。引脚功能如下：1.SCLK：串行时钟输入。将一种外部串行时钟加于这一输入端口，以访问 TM7705 串V行数据；2.MCLK IN：为转换器提供主时钟信号。能以晶振或外部时钟形式提供。晶振可以接在MCLK IN 和MCLK OUT 二引脚之间。此外，MCLK IN 也可用CMOS 兼容时钟驱动，而MCLK OUT 不连接。时钟频率范畴为500kHz5MHz；3.MCLK OUT：当主时钟为晶振时，晶振在MCLK IN 和MCLK OUT之间。如果在MCLK IN 引脚处接上一种外部时钟，MCLK OUT 将提供一种反相时钟信号。这个时钟可以用来为外部电路提供时钟源，且可以驱动一种CMOS负载。如果顾客不需要，MCLK OUT 可以通过时钟寄存器中CLK DIS 位关掉。这样，器件不会在MCLK OUT 脚上驱动电容负载而消耗不必要功率；4.CS：片选，低电平有效逻辑输入，选取TM7705。将该引脚接为低电平，TM7705 能以三线接口模式运营(以SCLK、DIN 和DOUT 与器件接口)；5.RESET：复位输入。低电平有效输入，将器件控制逻辑、接口逻辑、校准系数、数字滤波器和模仿调制器复位至上电状态；6.AIN2(+)：差分模仿输入通道2 正输入端；7.AIN1(+)：差分模仿输入通道1 正输入端；8.AIN1(-)：差分模仿输入通道1 负输入端；9.REF IN(+)：差分基准输入正输入端。基准输入是差分，并规定REF IN(+)必要不不大于REF IN(-)。REFIN(+)可以取VDD 和GND 之间任何值；10.REF IN(-)：差分基准输入负输入端。REF IN(-)可以取VDD 和GND 之间任何值，且满足REF IN(+)不不大于REF IN(-)；11.AIN2(-)：差分模仿输入通道2 负输入端；12.DRDY：DRDY逻辑低电平表达可从TM7705 数据寄存器获取新输出字，完毕对一种完全输出字读操作后，DRDY 引脚及时回到高电平；13.DOUT：串行数据输出端。从片内输出移位寄存器读出串行数据由此端输出；14.DIN：串行数据输入端。向片内输入移位寄存器写入串行数据由此输入；15.VDD：电源电压，+2.7V+5.25V；16.GND：内部电路地电位基准点。图3-9 AD7705与单片机接口电路3.6.2 A/D转换电路AD7705 串行接口涉及5 个信号：即CS 、SCLK、DIN 、DOUT 和DRDY 。DIN线用来向片内寄存器传播数据，而DOUT 线用来访问寄存器里数据。SCLK 是串行时钟输入，所有数据传播都和SCLK 信号关于。DRDY 线作为状态信号，以提示数据什么时候已准备好从寄存器读数据。在普通简朴系统中,经常只有1 片AD7705 或其他共用口线器件,故CS- 普通接低电平,节约了单片机输出输入控制线,这样就可以配备成三线连接方式。三线连接方式下决定数据寄存器与否被更新也即是拟定数据寄存器与否可以被读,只有通过查询通信寄存器DRDY- 位来判断,这种做法代价是时间开销较多,它并不合用于实时性规定比较强系统。比较好办法是监控硬件DRDY- 引脚状态,以决定数据寄存器与否被更新,硬件DRDY- 引脚输出与通信寄存器DRDY- 位同步,DRDY- 引脚一旦变成低电平,表白数据寄存器数据已经更新,可以读取。因此DRDY- 输出引脚接至CPU INT0 或INT1 就可以实现中断或者查询方式监控。但不论是查询方式还是中断方式,都需要增长一根数据线。如图3-10所示。图3-10 A/D转换电路4.系统软件设计惯用单片机程序设计语言有两种：汇编语言和C语言，汇编语言是一种用汇编指令表达程序设计语言，它指令跟计算机机器语言指令一一相应，能控制计算机硬件系统，程序效率高，占用内存小。缺陷是属初级语言，需要有关硬件构造状况下学习编程，编程难，移植性差。C语言是一种构造化程序设计语言，兼有高档语言和初级语言某些特点。具备丰富可调用函数库，可免除诸多重复设计。因此当前C语言在单片机软件开发中占有相对优势。本系统采用C语言来进行单片机程序设计和开发，整个程序由主程序和若干功能程序构成。4.1系统总流程图主程序是整个程序主题构造，负责整个系统各模块互有关系和顺序。系统总流程图如图4-1所示，一方面给系统上电后来，初始化系统，初始化涉及初始化二氧化碳传感器、单片机、LED，整个系统软件由以上某些构成。图4-1系统总流程图4.2 A/D转换流程图一方面，设立ADC0809选取和读取信号，使模仿二氧化碳浓度信号进行A/D转化，在等待转化完毕后，调用储存程序。储存子程序重要是把之前所存储浓度值存入后一位寄存器中，以便按键调用显示。最后，把读取数字信号经行解决，转化为相应十进制二氧化碳浓度值，存入相应寄存器中。详细流程如图4-2所示。图4-2 A/D转换流程图4.3测CO2子程序流程图本次设计以测量CO2浓度，故测量到CO2浓度精准度是本次设计核心因素，需要测量到精准地CO2浓度数值就必要有一种严谨流程图，CO2浓度测量流程图如图4-3所示。图4-3 CO2浓度测量流程图5.总结本次课程设计重要研究基于单片机CO2浓度检测系统设计过程，在本课程设计过程中，硬件方面重点是二氧化碳浓度检测电路与控制电路，以及显示电路设计；软件方面重点是对二氧化碳浓度采集、显示和各种控制形式程序设计等。本次设计通过有线通信进行CO2浓度检测、显示和解决。整个系统重要涉及CO2浓度检测采集终端和显示。CO2浓度检测采集终端又涉及CO2浓度检测传感器TGS4160AT89C51单片机和LED显示三某些。本设计虽然已经完毕，但是由于时间和能力方面限制，依然存在着需要改进地方。系统虽然可以应用到检测空气中CO2浓度，但对某些规定较高场合也许会有精度和设计局限性问题。道谢在此，我衷心地感谢所有在我做课程设计期间协助过我人。一方面我要感谢我指引教师大力指引，为我在完毕课程设计过程中提供了诸多指引性意见，使我受益匪浅。在此，我衷心感谢教师们予以我协助和教诲。 此外，还要衷心感谢在我完毕毕业设计过程提供过协助同窗，她们协助对我完毕对课题理解和论文撰写，起到了很大作用。这次论文从选题、实验到最后完毕，每一步都是在教师精心安排和悉心指引下完毕，倾注了教师大量心血。她渊博学识，丰富经验，严谨治学态度，事业上积极进取精神对我影响深远。在此，谨向曾萱教师表达崇高敬意和衷心感谢！谢谢教师在我撰写论文过程中予以我极大地协助。同步，论文顺利完毕，也离不开同组其她同窗关怀和协助，在此对她们表达衷心感谢。在整个论文创作中，各位教师、同窗和朋友给我提供了宝贵建议和意见，使得论文顺利完毕。 参照文献1刘雨棣，雷新颖. 计算机控制技术M. 西安交通大学出版社. 11月2. 林敏. 计算机控制技术及工程应用M.国防工业出版社. 6月3李建忠.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社，4杨居义.单片机课程设计指引.清华大学出版社，5.张福学著.传感器应用及其电路精选.电子工业出版社.1992.76.高光天传感器与信号调理器件应用技术M北京：科学技术出版社，84-85 附录检测主程序#include /调用外函数/#include #include #include #include #include #include /*初始化CPU*2/void init_cpu() /初始化cpu EA=1;TR0=1;TR1=1;TMOD=0x11;TH1=0x3c;TL1=0xb0;/*void time1(void) interrupt 3 using 1 TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256; keyval=P1； /初始化CPU结束/void main_menu_initial() /LED主菜单初始化./main1_menu0.display=measurearray； /定义一种”开始测量“数组/main1_menu0.subs=NULL; main1_menu0.children_menus=measure_menu;main1_menu0.parent_menus=NULL;void measure_menu_initial() /“开始测量”菜单设立/ measure_menu0.menu_count=2; measure_menu0.display=qr; /开始测量函数， 确认. measure_menu0.subs=start_measure_function； /开始测量函数 measure_menu0.children_menus=NULL; measure_menu0.parent_menus=main1_menu; measure_menu1.menu_count=2; measure_menu1.display=qx; measure_menu1.subs=NULL; measure_menu1.children_menus=NULL; measure_menu1.parent_menus=main1_menu; /尚有void store_menu_initial()、void tim