基于单片机甲醛浓度监测系统仿真设计

**单片机设计介绍，基于单片机甲醛浓度监测系统仿真设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机甲醛浓度监测系统仿真设计的概要主要涉及系统整体架构设计、硬件组成、软件设计以及仿真测试等方面。以下是对这些方面的详细概述：

一、系统整体架构设计

该系统以单片机为核心控制器，负责数据的采集、处理以及控制输出。整个系统分为输入部分、处理部分和输出部分。输入部分包括甲醛浓度传感器和其他辅助传感器，用于实时检测环境中的甲醛浓度以及其他相关参数。处理部分即单片机，对输入数据进行处理，并根据预设的阈值进行判断。输出部分则包括显示模块、报警模块和执行模块，用于显示甲醛浓度信息、发出报警信号以及控制排风装置等执行机构。

二、硬件组成

单片机：作为系统的核心控制器，负责数据的采集、处理和控制输出。
甲醛浓度传感器：用于实时检测环境中的甲醛浓度，并将模拟信号转换为数字信号，供单片机读取。
显示模块：如LCD1602液晶显示屏，用于显示甲醛浓度信息、报警状态等。
报警模块：包括蜂鸣器和指示灯等，用于在甲醛浓度超过阈值时发出声光报警。
按键模块：用于设置报警阈值、切换界面等。
电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
三、软件设计

软件设计主要包括数据采集、数据处理、控制输出以及人机交互等方面。首先，单片机通过AD转换接口读取甲醛浓度传感器的输出值。然后，根据预设的算法对数据进行处理，判断甲醛浓度是否超过阈值。如果超过阈值，则控制报警模块发出声光报警，并控制执行模块启动排风装置。同时，通过显示模块实时显示甲醛浓度信息。此外，还需要设计人机交互界面，方便用户设置报警阈值、查看历史数据等。

四、仿真测试

在仿真测试阶段，可以使用Proteus等仿真软件搭建系统的仿真模型。通过模拟甲醛浓度传感器的输出值，测试系统的数据采集、处理和输出功能是否正常。同时，还可以测试系统的稳定性和可靠性，确保在实际应用中能够准确、可靠地监测甲醛浓度。

综上所述，基于单片机甲醛浓度监测系统仿真设计是一个涉及硬件、软件和仿真测试等多个方面的综合性项目。通过合理设计系统架构、选择适当的硬件设备和编写可靠的软件程序，可以实现对甲醛浓度的实时监测和报警功能。

二、功能设计

只要在检测范围内，感应到了人的存在，就会自动判断是否需要排风。在没有感应到人的活动时，只要在检测范围内，感应到了人的存在，就会自动判断是否需要排风。在没有感应到人的活动时，启动排风装置。只有当红外感应器感应到有人活动时，才以正常功耗运行整个装置，这时，若甲醛浓度超标，则蜂鸣警报，同时立刻启动排风装置。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25