基于单片机的室内甲醛测试系统设计

基于单片机的室内甲醛测试系统设计

3 设计开发工具介绍

3.1 单片机的概念和特点

单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃且颇具生命力的机种。单片微型机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：CPU、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机与适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机同时又是一种集微型计算机主要功能部件于同一块芯片上的微型计算机，并由此而得名。

3.2 STC12C5A60S2单片机

STC12C5A60S2单片机（引脚如图3-1）是宏晶科技生产的一种能够与传统8051完全兼容的新型单片机，它执行速度是传统51单片机的8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(即P1口)，因此具有很强大的数据处理能力，本身自带的10位A/D转换更是为本设计节约了成本。

其基本参数如下[4]：

1.与MCS-51产品指令和引脚完全兼容。 2.60K字节可重擦写FLASH闪存存储器。 3.100000次写/擦循环。

4.时钟频率：0Hz-35MHz，相当于普通单片机的0-420MHz。 5.三级加密存储器。 6.1280字节内部RAM。

7.36/40/44个可编程I/O口线。 8.4个16位定时/计数器，7个中断源。 9.2路PWM。

10.低功耗的空闲和掉电模式。 11.片内振荡器和时钟电路。

5

基于单片机的室内甲醛测试系统设计

图3-1 STC12C5A60S2 规范引脚

3.3 LTC1049CN8运算放大器

LTC1049（引脚如图3-2）是一种高性能，低功耗的零漂移运算放大器。此外，LTC1049提供优越的DC和AC性能，其理论供应电流仅为200μA。LTC1049拥有典型失调电压漂移0.02μV/°C， 0.1Hz到10Hz输入噪声电压的3μV。转换速度电压增益为与典型的160dB与增益带宽产品的0.8MHz。超载从饱和状态的恢复时间6ms，比削波器放大器显着改善使用外部电容器，可以在LTC1049是一个插件替换与大多数标准运算amps大幅度提高DC性能和降低功耗。

其基本参数如下： 1.低电源电流：200μA 2.无需外部元件 3.最大失调电压：10μV

4.最大偏移电压漂移：0.1μV/°C 5.单电源供电：4.75V到16V 6.输入共模范围包括地面

图3-2 LTC1049CN8 的引脚图 8.典型的过载恢复时间：6ms

9.在8-Pin可用，以便和PDIP软件包兼容

6

基于单片机的室内甲醛测试系统设计

3.4 LCD1602液晶显示屏

LCD显示有很多种，常用的有1602和12864两种，由于本设计中显示的甲醛含量属于较简单的字符，可以考虑使用1602，LCD1602具有显示内容丰富，接口电路简单，人机交流性强等特点，满足设计要求。其具体参数如表3-1，接口信号参数如表3-2[5]。 具体参数：

显示容量： 芯片工作量： 工作电流：

模块最佳工作电压：

字符尺寸：

16×2个字符 4.5~5.5V 2.0Ma(5.0V) 5.0V

2.95×4.35（W×H）mm

表3-1 LCD1602技术参数

接口信号参数：

编号 符号

1 VSS 2 VSS 3 VL 4 RS 5 R/W 6 E 7 D0 8 D1

引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压信号 数据/命令选择端 读/写选择端 使能信号 Data I/O Data I/O

编号 9 10 11 12 13 14 15 16

符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK

引脚说明 Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O 背光源正极 背光源负极

表3-2 LCD1602接口信号表格

3.5 甲醛传感器

本甲醛检测仪采用英国达特（DART）公司生产的甲醛传感器如图3-3。该传感器是两电极电化学型的传感器，通过扩散原理实现，因此不需要外部采样硬件。当有甲醛气体存在的时候，将会有一个很小的直流产生；传

7

基于单片机的室内甲醛测试系统设计

感器本身不需要电源供应，但是产生的这个电流需要外部的数据采集将其变为可读的信号。

主要参数如下[6]：

1.正常检测0一10ppm，最大值50ppm； 2.输出信号250～300nA／ppm； 3.分辨率0．01ppm； 4.响应时间<30s；

5.最大零点沮度漂移(+20℃一+40\； 6.工作温度-10℃一40℃； 7.基线飘移<0.03/ppm； 8.寿命3年。

图3-3 甲醛传感器的实物图

8