基于单片机的二氧化碳浓度检测器设计

1．设计（范文）的主要任务及目标

根据课题要求进行市场调研，确定主要的技术参数；拟定总体方案，并进行论证；检测器原理方案设计；主要元件的选择或设计；检测器外形设计；二氧化碳浓度检测器性能分析，使用说明。

2．设计（范文）的基本要求和内容

检测器性能：测量范围700ppm-3000ppm，测量精度-5ppm到5ppm；具有数码显示功能和报警功能；规格：便携式，6V干电池供电；成本：批量生产单套成本小于等于1500元人民币；

摘要

随着社会经济的发展，人们生活水平普遍提高，瓜果、蔬菜及花卉的社会需求数量和品质要求也不断提高，特别是大中城市需要周年供应新鲜蔬菜，因此农业温室得到迅速发展。二氧化碳气体对农作物的生长起着非常重要的作用。近些年来，我国北方农村形成了以日光温室为主导的农业产业化，因此，为二氧化碳的增施创造了有利的条件。由于不同作物所需的二氧化碳浓度不同，在二氧化碳的增施中又难于控制对其量的排放，所以研制二氧化碳浓度检测器并用于日光温室的农业生产，对提高农业科技含量，促进农业增收，农民增收具有深远的意义。

本范文主要针对温室内二氧化碳浓度、温度以及湿度，设计了日光温室检测系统。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、温湿度的准确检测。针对不同的参数，可以通过键盘人为设定作物所期望的上、下限值。当单片机检测到二氧化碳浓度、温湿度有任何一个参数越限时，则启动声光报警，这时检测人员通过主机打开相应的执行机构进行补偿。检测器可以通过RS-232实现和温室主机的串行通讯。

本系统具有易于操作、运行可靠、便于扩充等特点。该系统考虑到温室环境的复杂性增加传感器实现多点多目标因子的检测。系统体积小，操作非常简单，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，人机界面友好。该系统具有功能强成本低的特点，适合在各种温室或塑料大棚进行环境因子检测。

关键词：日光温室，二氧化碳浓度，温湿度，单片机，测控

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 2

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总体方案设计 4

2.2详细设计 5

3硬件设计 7

3.1微控制器概述和选用 7

3.1.1 AT89S52单片机的特点 7

3.1.2 AT89S52单片机的主要特性 8

3.2二氧化碳数据的采集与处理 8

3.2.1二氧化碳传感器的选择 8

3.2.2红外二氧化碳传感器的工作原理 9

3.3温度数据的采集与处理 10

3.3.1温度传感器AD590简介 11

3.3.2温度测量电路 11

3.4湿度数据的采集与处理 13

3.4.1湿度传感器简介 13

3.4.2湿度测量电路 14

3.5 A/D转换器及其接口电路 15

3.5.1 ICL7135的主要性能及管脚 16

3.5.2 ICL7135的串行工作方式 17

3.6串行通信接口设计 19

3.6.1 RS232简介 20

3.6.2芯片接口电路 20

3.7 电路设计 21

3.7.1 总线技术简介 21

3.7.2 24LC256芯片与单片机的接口电路 23

3.8键盘显示电路设计 23

3.8.1键盘电路设计 23

3.8.2显示电路设计 24

3.9报警电路 25

3.9.1蜂鸣器简介 26

3.9.2报警电路 26

4系统的软件结构和程序框图 28

4.1主程序模块 28

4.2系统各程序模块 30

4.2.1数据采集子程序模块 30

4.2.2键盘子程序模块 31

4.2.3显示子程序模块 31

4.2.4 总线的软件设计 32

4.2.5数据处理子程序模块 33

5.外形设计 34

5.1布局设计 34

5.2外形结构设计 35

6使用说明 37

7结论 38

参考文献 39

致谢 42