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基于单片机空气质量检测仪设计

摘 要

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问

题日益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关注。人的一生中

有三分之二的时间是在居室内度过的。本文研究的室内便携式智能空气品质

监测仪是以室内空气中有毒有害气体的监测监控为背景，是以 STC 工公司的

一款 8 位超低功耗单片机 STC90C51 为控制核心，能够实现对室内温度，湿

度，VOC 气体的实时采集处理、显示、报警等功能。仪器采用锂电池供电，

具有良好的便携性和通用性，并且使用 LCD1602 点阵式液晶屏显示菜单，有

QUALITY TESTER DESIGN

ABSTRACT

We paid more attention to the environment and health problems especially,

indoor air quality (IAQ) conditions with the development of the national

economy and the improvement of people's living standard. In that, about

two-thirds of people's life spent in the house. In this paper, Indoor Air Quality

Portable Intelligent Monitor which will be studied in this paper, is on the

background of toxic and harmful gases, and based on an STC 8-bit working

ultra-low power MCU STC90C51 as control core. It can process, display, and

alarm the real-time acquisition indoor temperature, humidity, VOC gas and so

operating easily, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor is suitable for

family and community health care for its real-time acquisition of indoor air

quality.

KEY WORDS：STC90C51, IAQ, LCD display, Temperature and humidity, VOC

gas

目 录

前 言 ..............................................................................................1

第 1 章 本课题的主要研究内容、方法及总体设计 ......................3

§1.1 课题设计的内容 ..................................3

§1.2 课题设计的方法 ..................................3

§2.2.3 复位电路模块 .................................7

§2.3 传感器的选用 ....................................8

§2.3.1 气体传感器 ...................................8

§2.3.2 温湿度传感器 ................................10

§2.4 模数转换电路设计 ...............................16

§2.5 声光报警电路设计 ...............................18

§2.6 液晶显示电路设计 ...............................18

§2.6.1LCD1602 的基本参数及引脚功能 .................19

§2.6.2LCD1602 的指令说明及时序 .....................20

§2.6.31602LCD 的 RAM 地址映射及标准字库表 ...........23

§3.1.1 编程语言的选择 .............................27

§3.1.2 软件功能需求 ...............................27

§3.2 软件模块设计 ...................................28

§3.2.1 主程序模块 ..................................28

§3.2.2AD 转换模块 ..................................30

§3.2.3 液晶显示模块 ................................30

§3.2.4 声光报警模块 ................................30

§3.2.5 按键模块 ....................................30

§4.3 本章小结 .......................................34

结 论 ............................................................................................35

§1 主要结论 .........................................35

§2 展望 .............................................35

参考文献 ........................................................................................37

致　谢 ............................................................................................38

附　录 ............................................................................................39

附录一 ...............................................39

附录二 ...............................................40

一、课题研究的目的及意义

空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高

500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种。危害

较大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事

实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”，也成为全世界各

国共同关注的问题。据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环

境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气

管炎和肺癌。

本课题主要研究设计基于量化检测的“空气质量检测仪”系统，此系统

旨在实现室内空气温度、湿度、有害气体的预警监测，有利于进行全方位的

评价室内空气质量，为人类营造一个健康的室内生存空间。空气质量检测仪

体积小，功耗低，操作简单，适合应用于家庭和社区的医疗健康保健，能够

测定仪，这些仪器可直接在现场测定甲醛浓度，操作方便，适用于室内和公

共场所空气中甲醛浓度的现场测定，也适用于环境测试舱法测定木质板材中

的甲醛释放量。但这些仪器的工作原理、响应性能、适应范围等都不同。