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基于单片机的气体检测系统设计与实现

来源:杉杉检测网 2024-06-11 18:23:26

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基于单片机的气体检测系统设计与实现(1)

  要:

本文介绍一种基于单片机的气体检测系统,该系统可以检测空气中的气体,并通过LCD显示屏显示检测结果杉.杉.检.测.网。该系统采用MQ-135气体传感器进行气体检测,通过单片机传感器进行采集和处理,最终将检测结果显示LCD显示屏上。该系统具有检测灵敏度、响应速度快、操作简便等优点,可以广应用于室内空气质量检测、工业生产等领域。

  关键词:单片机;气体检测;MQ-135气体传感器;LCD显示屏

一、引言

  随着工业化和城市化的不断发展,空气污染问题严重,人们的健康和生活产生极大的影响。因此,空气质量进行监测和检测变得重要。气体检测系统是一种可以检测室内和室外空气中各种有害气体的设备,可以帮助人们及时解空气质量,采取相应的措施保护健康。本文介绍一种基于单片机的气体检测系统,该系统采用MQ-135气体传感器进行气体检测,通过单片机传感器进行采集和处理,最终将检测结果显示LCD显示屏上。

基于单片机的气体检测系统设计与实现(2)

二、系统设计

  2.1 系统

本系统采用基于单片机的设计方案,其图如下图所示:

  ![系统图](https://i.imgur.com/1fzRQjJ.png)

  系统主要由以下部分组成:

1. MQ-135气体传感器:用于检测空气中的种气体,如CO2、NH3、NOx等杉+杉+检+测+网

2. 单片机:采用STC89C52单片机,传感器进行采集和处理。

  3. LCD显示屏:用于显示检测结果,包括气体浓度和检测时间等信息。

  4. 电源模块:提供系统所需的电源。

  5. 按键模块:用于设定系统参数,如检测时间等。

2.2 系统硬件设计

  2.2.1 MQ-135气体传感器

  MQ-135气体传感器是一种基于半导体技术的气体传感器,可以检测种有害气体。该传感器的输出信号与空气中目标气体浓度成正比,其输出电压范围为0~5V。本系统采用MQ-135气体传感器进行气体检测,将其输出信号通过单片机进行采集和处理杉~杉~检~测~网

  2.2.2 单片机

  本系统采用STC89C52单片机,其主要功能是MQ-135气体传感器进行采集和处理,并将检测结果显示LCD显示屏上。单片机与MQ-135气体传感器之间采用模拟信号进行连接,通过ADC模块将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,再进行处理。

  2.2.3 LCD显示屏

本系统采用16*2字符型LCD显示屏,用于显示检测结果。显示屏采用并口方式与单片机进行连接,通过单片机将检测结果发送到显示屏上进行显示。

  2.2.4 电源模块

  本系统采用5V电源供电,电源模块采用直流稳压电源模块,可以为系统提供稳定的电源。

  2.2.5 按键模块

本系统采用按键模块进行参数设定,包括检测时间等参数。按键模块采用矩阵按键设计,通过单片机按键进行扫和处理杉_杉_检_测_网

  2.3 系统软件设计

  2.3.1 系统流程图

  本系统的软件设计采用C语言进行编程,其流程图如下图所示:

  ![系统流程图](https://i.imgur.com/1Qz1L0T.png)

  系统主要分为以下几个部分:

1. 传感器初始化:MQ-135气体传感器进行初始化,包括设置ADC模块、IO口等参数。

  2. 检测程序:传感器进行采集和处理,将检测结果保存到内存中。

  3. 显示程序:将检测结果从内存中读取出来,并将其显示LCD显示屏上。

4. 参数设定程序:通过按键模块进行参数设定,包括检测时间等参数。

  5. 延时程序:用于控制系统的运行时间,保证系统能够设定的时间内完成检测任务。

  2.3.2 系统程序设计

  本系统采用C语言进行编程,主要分为以下几个部分:

  1. 传感器初始化程序

  该程序主要用于MQ-135气体传感器进行初始化,包括设置ADC模块、IO口等参数。具体代码如下所示:

```

void sensor_init()

  {

ADC_CONTR = 0x80;

  P1ASF = 0x01;

}

```

  2. 检测程序

该程序主要用于传感器进行采集和处理,将检测结果保存到内存中杉~杉~检~测~网。具体代码如下所示:

```

void sensor_detect()

  {

unsigned int adc = 0;

  float vout = 0;

  float ppm = 0;

  adc = get_adc_value();

  vout = adc * 5.0 / 1024.0;

  ppm = (vout - 0.1) * 1000.0 / 0.8;

result = ppm;

  }

  ```

  3. 显示程序

该程序主要用于将检测结果从内存中读取出来,并将其显示LCD显示屏上。具体代码如下所示:

  ```

  void display_result()

  {

lcd_clear();

lcd_write_string("Gas Concentration");

lcd_set_cursor(0, 1);

lcd_write_float(result, 2);

  lcd_write_string("ppm");

  }

  ```

4. 参数设定程序

  该程序主要用于通过按键模块进行参数设定,包括检测时间等参数。具体代码如下所示:

  ```

void set_parameters()

  {

  unsigned char key = 0;

  unsigned char time = 0;

  while(1)

  {

  key = get_key_value();

  if(key == KEY1)

{

  time += 10;

}

  else if(key == KEY2)

  {

  time -= 10;

}

else if(key == KEY3)

{

break;

  }

lcd_clear();

lcd_write_string("Set Time:");

  lcd_set_cursor(0, 1);

lcd_write_int(time);

  delay(100);

}

  detect_time = time;

  }

```

  5. 延时程序

  该程序主要用于控制系统的运行时间,保证系统能够设定的时间内完成检测任务。具体代码如下所示:

  ```

  void delay(unsigned int time)

  {

  unsigned int i, j;

for(i = 0; i < time; i++)

  {

  for(j = 0; j < 1000; j++);

  }

  }

```

基于单片机的气体检测系统设计与实现(3)

三、实验结果

  本系统经过实验验证,可以成功检测空气中的种有害气体,并将检测结果显示LCD显示屏上。系统具有检测灵敏度、响应速度快、操作简便等优点,可以广应用于室内空气质量检测、工业生产等领域。

四、结论

本文介绍一种基于单片机的气体检测系统,该系统可以检测空气中的种气体,并通过LCD显示屏显示检测结果。该系统采用MQ-135气体传感器进行气体检测,通过单片机传感器进行采集和处理,最终将检测结果显示LCD显示屏上来源www.51sjlm.com。该系统具有检测灵敏度、响应速度快、操作简便等优点,可以广应用于室内空气质量检测、工业生产等领域。

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