甲醛检测仪设计(共5页).doc

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基于C8051F单片机的甲醛检测仪设计
值）；共模抑制比（CMRR）：140 dB（典型值）；超低输入偏置电流：10 pA的典型；低电源电流：750μA/运算放大器[3]。
其高精度低漂移的性能参数，并带有自调零电路，在微弱信号放大的过程中，可以有效地减少噪声及误差的引入，很好地保证了检测仪的检测精度。
3. C8051F021单片机
C8051F系列单片机是由Silicon Laboratories 公司推出的真正能独立工作的混合信号片上系统(System on a Chip，SOC)，即在单片机这一个芯片中除了具有与MCS-51内核及指令完全兼容的微控制器和标准8051的数字外设之外，还集成了构成数据采集系统或控制系统所需要的几乎所有的数字和模拟外围接口和功能部件[2]。
在本设计中，选用C8051F021单片机，该单片机包含与8051完全兼容的CIP-5内核，模拟多路选择器、可编程增益放大器、12位和8位的ADC、DAC、64K的Flash存储器、UATR串口、电压基准、数字I/O端口和看门狗定时器[2]等。
本设计将经AD8571滤波放大等处理后的信号输入到C8051F021单片机中。，并设置为单端输入方式。利用单片机内部的12位ADC模块进行模数转换。此时，通过软件设置进行信号大小的判断：当通过硬件处理后的信号相对微小（信号<）时，利用单片机内部的可编程增益放大器进行2倍的放大，让输入到单片机的信号尽量接近其内部的基准电压()，使A/D转换更加精确。
C8051F系列单片机的Flash存储器可以在系统重新编程，即既有程序存储器的功能，又有非易失行数据存储的功能。本设计在软件编程时根据Flash存储器的这一特点将每次检测到的结果存入存储器中，发挥其非易失性数据存储的功能，通过按键的命令可以查询之前检测的历史数据。方便用户的测量比对。
4. 人机交互
利用单片机的I/O接口与晶联讯公司的128*64的JLX型号的LCD相连，进行输出结果的显示。同时，通过开、关、检测、查询等按键实现检测仪相应的开关、检测室内甲醛浓度和查询历史检测数据等功能。实现检测仪的智能化与使用简单的特点。
5. 串口通信
本设计在仪器的底部设有232的通信接口，可通过232串口线与电脑相连。同时在软件方面对串口通信增加相应的编程，使检测到的结果同时输出到电脑上，在超级终端上显示检测到的结果。其硬件芯片使用的是MAX3232，通过单片机UART串口通信的接收和发送端口与进行232通信的电平转换电路相连，即可实现仪器与电脑的通信。
三、系统软件设计
硬件电路搭建好之后，在Silicon Laboratories IDE集成开发环境中编写C语言程序，并通过C8051F MCU调试适配器下载到单片机中。IDE集成开发环境是Silicon Laboratories公司开发的专门针对C8051F系列单片机的集成开发环境，通过和Keil C51系列的开发工具集成提供了使用C51语言进行单