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基于单片机的CO2浓度检测与显示系统设计.pdf
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西安建筑科技大学课程设计(论文)
基于单片机的 CO
2
浓度检测与显示系统设计
设计总说明
随着社会经济的发展,人们生活水平普遍提高,对空气品质要求也不断提高,
特别是大中城市空气污染严重。二氧化碳气体对人和人农作物的生活生长起着非
常重要的作用。所以言之 CO
2
研究检测装置是非常必要的,对我们人的健康和农
作物的生长考价值,不同植物对 CO
2
的浓度需求也不尽相同。本论文主要针对空
气中二氧化碳浓度设计检测系统。综合考虑系统的精度、稳定性以及经济性要求
这三个方面之后,确定以 AT89S52 单片机为控制核心,选用性价比比较高的传感
器,来实现对二氧化碳浓度的准确检测。
本设计共有三部分组成,用 CO
2
浓度传感器
TGS4160 检测
CO
2
浓度,控制
单元用 AT89C51 单片机,显示模块用 LED 数码管。整个系统具有易于操作、运行
可靠、便于扩充等特点。系统体积小,操作简单,灵活性强,针对不同环境、不
同作物的不同要求,可以随时随地修改极限报警值。该系统具有功能强成本低的
特点,适合在各种环境进行检测。
关键字:AT89C51,
TGS4160,
CO
2
浓度,LED
I
西安建筑科技大学课程设计(论文)
CO
2
concentration detection based on single chip
microcomputer and display system design
Design Description
With the development of social economy, the general improvement of people's
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,CO
2
Concentration,LED
II
西安建筑科技大学课程设计(论文)
目录
1 绪论 ..............................................................1
1.1 研究目的和意义...............................................1
1.2 国内外发展状况...............................................1
1.2.1 国外发展现状 ...........................................1
1.2.2 国内发展现状 ...........................................2
1.3 课题的主要内容及研究意义.....................................3
2 系统总体方案的设计 ................................................4
2.1 系统设计特点和设计思路.......................................4
2.1.1 系统设计特点 ...........................................4
2.1.2 设计思路 ...............................................4
2.2 主要元器件选择...............................................5
2.2.1 传感器选择 .............................................5
2.2.2 单片机选择 .............................................6
2.2.3 显示模块 ...............................................7
2.3 CO2 浓度测量的意义...........................................8
3.系统硬件设计......................................................9
3.1 电源模块设计.................................................9
3.2 单片机.......................................................9
3.2.1 AT89C51 单片机介绍 .....................................9
3.2.2 最小系统设计 ..........................................10
3.3 CO2 检测电路设计............................................12
3.4 报警电路设计................................................13
3.4.1 报警电路介绍 ..........................................13
3.5 显示模块设计................................................14
3.6 A/D 转换电路设计............................................14
I
西安建筑科技大学课程设计(论文)
3.6.1 AD7705 简介...........................................15
3.6.2 A/D 转换电路 ..........................................16
4.系统的软件设计...................................................18
4.1 系统总流程图................................................18
4.2 A/D 转换流程图..............................................18
4.3 测 CO
2
子程序流程图 ..........................................19
5.总结.............................................................21
致谢...............................................................22
参考文献...........................................................23
附录...............................................................24
II
西安建筑科技大学课程设计(论文)
1 绪论
1.1 研究目的和意义
随着社会经济的发展,人们生活水平普遍提高,对空气品质要求也不断提高,
特别是大中城市空气污染严重。二氧化碳气体对人和人农作物的生活生长起着非
常重要的作用。所以言之 CO
2
研究检测装置是非常必要的,对我们人的健康和农
作物的生长考价值,不同植物对 CO
2
的浓度需求也不尽相同。
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农
业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是高效农业的一个重要组成部分。现
代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控
制。例如:二氧化碳浓度、空气的温度等。在农业种植问题中,温室环境与生物
的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、
科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境
条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得这种要求变为可能。本
论文提出一种以 AT89S52 单片机为核心的检测器,主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、可靠地检测而设计的。
1.2 国内外发展状况
1.2.1 国外发展现状
西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。20 世纪 60 年代,生产型
的高级温室开始应用于农业生产,奥地利首先建成了番茄生产工厂,70 年代后
荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展,温室设施广泛应
用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。随着计算机技术的进步和智能控制理
论的发展,近百年来,温室大棚作为设施农业的重要组成部分,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的发展。
特别是二十世纪 70 年代电子技术的迅猛发展和微型计算机的出现,更使温
室大棚环境控制技术产生了革命性的变化。80 年代,随着微型计算机日新月异
的进步和价格大幅度下降,以及对温室控制要求的提高,以微机为核心的温室综
第
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