基于51單片機的室內(nèi)多功能檢測儀的研究

0 引言：

　　隨著人們生活水平的提高，全裝修住宅的日益擴展，其室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量控制越來越引起社會各界的廣泛關注。同時人們也需要安全、舒適的家居?，F(xiàn)市場也有對室內(nèi)環(huán)境的檢測儀器，但存在有體積大、價格貴、功能少等原因，根據(jù)市場調(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。本文設計的是家用集環(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，天燃氣主要成分是甲烷。

　　該設計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。第二，室內(nèi)安全測量包括CO、甲烷。

1 總體結(jié)構(gòu)設計

　　總體結(jié)構(gòu)圖如圖1：

圖1

　　該儀器以單片機為核心，單片機選用價格便宜的8031，具有對CO濃度、甲烷濃度測量與報警功能;對溫濕度和甲醛的含量的測量及顯示功能;設有人工自動復位和自動上電復位以及硬件看門狗電路。單片機外接8255A并行接口芯片，8255A接鍵盤、顯示、甲醛測量電路。通過鍵盤可設定室內(nèi)甲烷、CO的報警值。溫濕度測量采用數(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和甲烷測量電路輸出分別接單片機接外中斷INT0和外中斷INT1，利用中斷實現(xiàn)對CO和甲烷的實時監(jiān)控。另外擴展了數(shù)據(jù)存儲器和紫外線可擦除的EPROM存儲器。

2 溫濕度模塊設計

　　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)境的溫濕度測量范圍，無需A/D轉(zhuǎn)換，可直接接單片機，使系統(tǒng)故障率低，便于維護。濕度測量時是傳統(tǒng)濕敏元件與濕度變送器的融合體，本身具有很強的抗靜電、抗干擾、抗反接等保護能力，而且具有很強的結(jié)露恢復能力，并對腐蝕氣體有一定的低御能力。LTM-8901內(nèi)置濾波、保護電路、極低的功耗，溫度補償已在生產(chǎn)檢驗時校準完成。這種智能化修正方式，實現(xiàn)溫濕度全量程的精確測量。如圖1中，數(shù)字傳感器LTM8901通過光耦器件4N35和驅(qū)動電路接單片機的并行I/O端，實現(xiàn)輸入輸出隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，光耦器件4N35對于LTM8901其速度基本上滿足要求，若選用DS18BO2應使用更快速度的光耦。