基于51單片機(jī)的室內(nèi)多功能檢測(cè)儀的研究

0 引言：

　　隨著人們生活水平的提高，全裝修住宅的日益擴(kuò)展，其室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量控制越來(lái)越引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。同時(shí)人們也需要安全、舒適的家居。現(xiàn)市場(chǎng)也有對(duì)室內(nèi)環(huán)境的檢測(cè)儀器，但存在有體積大、價(jià)格貴、功能少等原因，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查非常需要家居用室內(nèi)安全、溫濕度和室內(nèi)甲醛的檢測(cè)。本文設(shè)計(jì)的是家用集環(huán)境污染（甲醛）、安全、溫度和濕度為一體的多功能便攜式測(cè)試儀。

　　城市居民的氣體燃料主要是液化石油、煤氣和天然氣。液化石油氣的主要成分是丙烷、煤氣的主要成分是CO和H2，天燃?xì)庵饕煞质羌淄椤?/P>

　　該設(shè)計(jì)主要包含兩大部分功能，第一，空氣質(zhì)量包括溫度、濕度、甲醛的檢測(cè)。第二，室內(nèi)安全測(cè)量包括CO、甲烷。

1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　總體結(jié)構(gòu)圖如圖1：

圖1

　　該儀器以單片機(jī)為核心，單片機(jī)選用價(jià)格便宜的8031，具有對(duì)CO濃度、甲烷濃度測(cè)量與報(bào)警功能;對(duì)溫濕度和甲醛的含量的測(cè)量及顯示功能;設(shè)有人工自動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)上電復(fù)位以及硬件看門(mén)狗電路。單片機(jī)外接8255A并行接口芯片，8255A接鍵盤(pán)、顯示、甲醛測(cè)量電路。通過(guò)鍵盤(pán)可設(shè)定室內(nèi)甲烷、CO的報(bào)警值。溫濕度測(cè)量采用數(shù)字化溫濕度傳感器LTM-8901，用4位半液晶顯示溫濕度和甲醛值。CO和甲烷測(cè)量電路輸出分別接單片機(jī)接外中斷INT0和外中斷INT1，利用中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)CO和甲烷的實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外擴(kuò)展了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和紫外線(xiàn)可擦除的EPROM存儲(chǔ)器。

2 溫濕度模塊設(shè)計(jì)

　　溫濕度傳感器采用LTM-8901，該傳感器是全新的數(shù)字化溫濕度傳感器，適合室內(nèi)環(huán)境的溫濕度測(cè)量范圍，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，可直接接單片機(jī)，使系統(tǒng)故障率低，便于維護(hù)。濕度測(cè)量時(shí)是傳統(tǒng)濕敏元件與濕度變送器的融合體，本身具有很強(qiáng)的抗靜電、抗干擾、抗反接等保護(hù)能力，而且具有很強(qiáng)的結(jié)露恢復(fù)能力，并對(duì)腐蝕氣體有一定的低御能力。LTM-8901內(nèi)置濾波、保護(hù)電路、極低的功耗，溫度補(bǔ)償已在生產(chǎn)檢驗(yàn)時(shí)校準(zhǔn)完成。這種智能化修正方式，實(shí)現(xiàn)溫濕度全量程的精確測(cè)量。如圖1中，數(shù)字傳感器LTM8901通過(guò)光耦器件4N35和驅(qū)動(dòng)電路接單片機(jī)的并行I/O端，實(shí)現(xiàn)輸入輸出隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，光耦器件4N35對(duì)于LTM8901其速度基本上滿(mǎn)足要求，若選用DS18BO2應(yīng)使用更快速度的光耦。