发布时间 : 星期五 文章基于单片机的室内甲醛检测仪的设计更新完毕开始阅读
3.输出部分 该部分由模拟信号输出和LCD 数字输出两部分组成（通过单片机来实现），由传感器出来的信号经过放大电路进行放大后由单片机经过A/D转换并经过数字滤波和进制转换后送到LCD1602显示，由按键来控制其它功能，当检测到得甲醛含量超过上限值则发出报警。
5.1.1系统放大电路设计
由于传感器的输出信号非常微弱，因此放大器需要选择高放大倍数的运放。电路设计和元器件的选择因此显得非常关键。校准可以通过调整电路的放大倍数（手调电阻或通过数字电位计进行调节，或者固定放大倍数的情况下，知道传感器的灵敏度，从而在软件中实现校准。根据multism11.0仿真的电路是达特传感器公司为了满足客户开发需求而做的。应用了JFET短接传感器以阻止传感器在不使用状态下产生的漂移。同时它还提供了一个真实的地接，这在单边电源供应电路中是必须的。具体放大电路如图5，其中电流源模拟甲醛传感器输出电流，放大器对其进行转换放大，其放大电路的具体参数及转换放大原理图如图5所示。在系统中的高精度测量放大电路设计中，反馈电阻选为470 k，同时并联一个4．7
[7]
斗F的钽电容在没有反向响应时间的情况下降噪。
图5放大电路
5.1.2系统单片机及显示电路设计
由于STC12C5A60S2单片机与普通51单片机的引脚相同且完全兼容，因此在设计电路时可以采用普通的单片机最小系统板进行布局即可，放大电路的信号可以经过P1口进入单片机进行AD转换和数据处理后经过连接P0口的LCD1062进行显示。其具体电路如图6所示。
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图
图6显示电路与STC12C5A60S2
5.1.3系统报警电路设计
当电路检测到甲醛浓度超过国标的限制时，将产生一个信号给报警电路。使报警电路报警从而提醒工作人员注意，超限报警电路如图7所示。
它是有STC12C5A60S2的P2.6口来控制的，当超过设置的0.08ppm时，通过程序使P2.6口值为高电平，从而使三极管导通，报警电路接通，使蜂鸣器SPEAKER发出报警声。这一任务的实现主要靠程序来完成，在此不再赘述。
图7报警电路
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6.系统软件部分设计
对于单片机的开发应用中，逐渐引入了高级语言，C语言就是其中的一种。汇编语言的可控性较高级语言来说更具优越性。程序编写语言比较常见的有C语言、汇编语言。汇编语言的机器代码生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。
C语言编写的程序比用汇编编写的程序更符合人们的思考习惯。还有很多处理器都支持C编译器，这样意味着处理器也能很快上手。且具有良好的模块化、容易阅读、维护等优点，且编写的模块程序易于移植。基于C语言和汇编语言的优缺点，本系统采用C语言编写方法。 1. 主程序流程图：
处理显示
图8主程序流程图 是否超标 是否采样50次 数据采集 初始化CPU [8]
开始 A/D转换 警报 结束
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7系统硬件仿真测试
本设计在硬件制作过程中采用multisim11.0进行仿真，大大节约了开发时间。Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的Windows环境下的电路仿真软件，是广泛应用EWB(Electronics Workbench电子工作台)的升级版，不仅可以完成电路瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、噪声分析和直流分析等基本功能，而且还提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路
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容差分析等电路分析方法，并具有故障模拟和数据储存等功能。
设计电路中放大电路时，采用微弱直流源模拟传感器输出量，具体电路如图9图10.应用数字万用表测量负输入端电压，示波器A通道测量输出信号，B通道测量正输入信号。由图中可以看出，当信号输入为微弱的直流300nA时，正负输出电压均为1.235V，经过差分后有一个0～20mV的电压经过放大后输出一个2.126V的电压，满足放大需求。由于传感器输出电流为250～300nA/ppm,所以测试放大电路时的模拟直流源采用每隔300nA测试线性度，测试结果线性图如图11。
图9放大电路
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