基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计

中国计量学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名：韩昊学号：0600103229 专业：电气工程及其自动化班级：07电气2班设计（论文）题目：基于单片机的血氧饱和度测量仪设计指导教师：李璟二级学院：机电工程学院2011年 3月 15日一、选题的背景与意义1 研究背景随着社会的进步，人民生活水平逐渐提高，各类心脑血管疾病逐渐呈高发趋势。

在日常生活中及医疗过程中对人体的状态检测及监护病房中患者的体征信号监测，成为一个很现实的课题。

解决这些问题涉及到的一个重要测量参数是肌体的血氧饱和度。

血氧饱和度定义为人体动脉血管中氧合血红蛋白（HbO2）占全体血红蛋白总量的比例[1]。

血氧饱和度是反映人体呼吸系统，血管运输氧能力，及新陈代谢重要的参数。

因此，脉搏血氧饱和度的监测技术已成为现代医疗必不可少的监测手段之一[2][3]。

在现代生理多参数监护仪中，都包含血氧饱和度监测这一模块。

电路结构简单，可靠性好，抗干扰能力强，特别是单片机的引入，使得其性能不断提高，应用范围愈来愈广[2]。

2 发展现状监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合血红蛋白携氧能力进行估计。

在临床实践中，估计动脉氧合的能力常采用的是取动脉血，在数分钟内测量动脉氧分压(Pa02)，并计算动脉血氧饱和度(Sa02)。

但这种方法需要动脉穿刺或者插管，对病人有痛苦，并且不能连续监测，在病人处于危险状况时，就不易使病人得到及时的治疗。

因此，一种采用无损光谱学方法连续检测人体的动脉血氧含量的方法应运而生[4]。

脉搏血氧测量仪是无创测量人体内动脉血氧饱和度的光电测量仪器。

脉搏血氧测量仪是基于以下两个基本的物理学原理进行的研究，一是光电比色原理;二是脉搏容积描记法原理。

利用这两个原理筛选出动脉的脉搏波中的血氧饱和度的计算参量[4][5]。

脉搏血氧测量仪可以进行连续的氧合估计，在对病危病人的手术中可以快速提供血氧信息，在对需要连续辅助样治疗的病人可以用于决定氧的需要量，社区医疗的监护过程中及时快速的对SpO2的监测，对中风病人和心肌梗塞等患者的及时发现及时治疗都有非常重要的意义[6]。

基于单片机控制的家用智能制氧机系统研究【摘要】本研究基于单片机控制，设计并实现了一套家用智能制氧机系统。

在系统设计中，我们采用了单片机控制器和氧气浓度传感器等关键硬件，并通过软件设计实现了智能控制功能。

通过功能实现，我们成功实现了氧气流量调节、氧气浓度监测等功能。

系统测试结果表明，该系统具有稳定性和可靠性。

研究成果为家庭氧疗提供了一种智能化解决方案，具有重要的研究意义和应用价值。

存在的问题包括系统成本较高和功能可扩展性有限。

未来，我们将继续优化系统设计，降低成本，增加功能，进一步提升系统性能。

.【关键词】单片机控制、家用智能制氧机、系统研究、引言、研究背景、研究目的、研究意义、系统设计、硬件设计、软件设计、功能实现、系统测试、结论、研究成果、存在问题、展望未来。

1. 引言1.1 研究背景在当前社会，随着人们生活水平的提高和医疗技术的不断进步，家用医疗设备越来越受到人们的关注和重视。

特别是在一些特殊的情况下，如患有呼吸系统疾病或老年人、婴幼儿等需要长期吸氧的人群，家用智能制氧机成为了一种必备的医疗设备。

传统的家用制氧机虽然能够满足基本的吸氧需求，但是在实际使用中存在一些问题，比如操作复杂、耗能高、噪音大等。

基于单片机控制的家用智能制氧机系统应运而生，旨在解决传统制氧机存在的问题并提升用户体验。

通过对这一领域的研究和探索，可以更好地了解家用智能制氧机系统的设计原理和应用方法，为未来的家用医疗设备研发提供参考和借鉴。

本研究旨在探讨如何通过单片机技术实现家用智能制氧机系统的设计与开发，为提升人们生活质量和健康水平做出贡献。

1.2 研究目的家用智能制氧机是一种能够帮助需要氧疗的患者提供稳定氧气供应的设备。

本研究的主要目的在于通过单片机控制技术来设计一个更加智能和高效的家用智能制氧机系统。

具体目的包括：1. 提高家用智能制氧机的控制精度和稳定性，确保患者能够获得稳定的氧气供应，提高治疗效果。

2. 增强家用智能制氧机的人机交互功能，使其更加便捷易用，提高用户体验。

基于单片机的气体检测系统设计ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计The Design of Gas Detection System Based on SCM系（院）名称：电子信息与电气工程学院专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：指导教师职称：讲师2011 年 5 月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................... I I 引言 . (1)第一章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计意义 (3)第二章硬件的选择 (4)2.1可燃气体的传感器 (4)2.2 MQ-6的结构和测量电路 (5)2.3 MQ-6气体传感器的技术参数 (6)2.3.1 MQ-6的规格 (6)2.3.2 MQ-6的特点 (8)2.3.3 MQ-6的应用 (8)2.4 芯片的选择 (8)2.5 AT89S52的功能特点 (9)2.6 中央处理器（CPU） (9)2.7 单片机引脚介绍 (9)第三章系统硬件设计 (14)3.1 电源电路 (14)3.2 转换电路 (15)3.2.1 ADC0809原理 (16)3.2.2 ADC0809使用及时序图 (17)3.3 液晶显示驱动模块 (18)3.3.1 LCD1602液晶主要功能 (18)3.3.2 LCD1602液晶引脚和指令功能 (18)3.3.4 LCD1602液晶模块内部的控制器指令 (20)3.3.5 LCD1602液晶时序 (22)3.3.6 LCD1602液晶初始化过程 (23)3.4 时钟电路和复位电路 (23)3.5 报警电路 (25)3.6 硬件电路总图 (26)第四章软件设计 (28)4.1 ADC0809采样时钟软件实现 (28)4.2 可燃气体浓度显示程序 (28)4.3 可燃气体浓度报警程序 (29)4.4 程序流程图 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)基于单片机的气体检测系统设计摘要：随着可燃性气体的种类和应用范围的增加，其使用场所和贮存仓库内的泄漏，火灾爆炸事故日益增多，从安全、环保及经济上考虑，设计一种检测可燃气体自动报警装置的控制器是非常必要的。

基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计摘要为了防止事故发生，保障矿工的健康和安全，促进生产发展，提高煤炭企业的经济效益，应对井下的气象进行检测，对可能造成灾害事故的各种有的害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制，一旦发生灾变，必须及时救护遇难人员和处理事故。

所有这些都需要有相应的检测仪器和救护装备。

本文介绍了一种基于AT89S51单片机的便携式氧气浓度检测仪的设计与实现。

电化学反应式氧化锆传感器首先将氧气浓度信号转变成电流信号，经调理放大后传送至单片机AT89S51，再经A/D转换后，进行串口输出和现场LED显示。

采用嵌入式串/网口转换器将异步串行485通信信号转换成网络信号，通过局域网或互联网进行有线网络传输，以达到远程监测目的。

本系统主要用于检测空气中的氧气浓度，并将检测数据进行本地和远程两种显示，与此同时还可对测量最大限远程设定，超限现场声音报警。

通过管理软件实现历史数据的显示与检测。

仪器测量电路具有通用性，配合不同气敏元件适当调节参数就可实现对气体的测量。

关键词:氧化锆；AT89S51单片机；ADC0809；报警Oxygen Concentration Control System Design Basedon SCMAbstractIn order to prevent accidents, protect the health and safety of miners, to promote the development of production, improve the economic benefits of coal enterprises to deal with underground weather detection, timely and accurate on a variety ofdisasters may cause some harmful gas and mineral dust testing and strict control, in the event of disaster, ambulance personnel in distress and handling accident must be timely. All of these need to have the appropriate testing equipment and ambulance equipment.This paper introduces the Design and Implementation of 89S51 microcontroller - based portable oxygen concentration detector. The electrochemical reaction of oxygen sensor first oxygen concentration signal into a current signal conditioning zoom send to the microcontroller 89S51 , after A / D converter , serial output and on-site LED display . Embedded string / network port convert asynchronous serial 485 signals into the network signal, the cable network transmission via LAN or the Internet in order to achieve the remote monitoring purposes. This system is mainly used to detect airborne oxygen concentration, and test data for both local and remote display, while also measuring the maximum distance set, transfinite live audio alarm. Management software achieves the displaying and testing of historical data. The instrument measuring circuit is versatile, suitably adjust parameters can be achieved on the measurement of gas with different gas sensors.Keywords:Zirconia;Single-chipAT89S51; ADC0809; Alarm目录摘要 (I)Abstract (I)目录 ............................................................................................................................................. I I 第一章绪论 .. (1)氧气浓度检测的背景和意义 (1)国内外研究现状及发展趋势 (1)主要研究的内容 (3)第二章系统方案论证 (4)检测方案确定 (5)2.1.1方案介绍 (5)2.1.2方案比较 (6)2.1.3方案确定 (6)单片机的选择 (7)显示器的选择 (7)第3章硬件设计 (8)总体设计方案 (8)3.1.1系统框图 (9) (9)图总体设计方案 (9)3.1.2系统原理与结构 (9)测氧原理 (10)3.2.1氧化锆测氧原理 (10)3.2.2系统结构及特点 (10)3.2.3氧值运算及输出 (11)3.2.4氧探头的选择及介绍 (11)A/D转换电路 (12)3.3.1.ADC0809的说明 (12)3.3.2．ADC0809应用说明 (14)单片机的选择 (14)3.4.1 A T89S51的介绍 (14)3.4.2 A T89S51主要特性 (15)3.4.3 A T89S51管脚说明 (16)3.4.4晶振电路 (19)3.4.5复位电路 (20)报警电路的选择 (22)3.5.1蜂鸣器介绍 (22)3.5.2报警电路 (23)静态显示电路 (24)74LS138译码器 (24)74HC4511译码器 (25)3.6.3数码显示 (26)3.6.4上拉电阻的选择 (27)按键选择与简介 (27)时钟芯片选择与设计 (28)电源的选择 (30)主电源 (30)备用电源 (31)控制单元 (31)网络传输单元 (32)第四章软件设计 (33)软件设计结构 (33)主程序模块的设计 (33)模数转换的设计 (34)按键模块的设计 (35)时钟模块的设计 (36)显示模块的设计 (37)第五章结论 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)附录 (42)第一章绪论氧气浓度检测的背景和意义在我国，煤炭绝大多数是井下开采，国家重点煤矿也基本属于瓦斯矿井。

基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计毕业论文目录前言 (1)第1章×××××× (2)1.1 ×××××× (2)1.1.1 ×××××× (2)1.1.2 ×××××× (2)1.1.3 ×××××× (4)第2章×××××× (6)2.1 ×××××× (6)2.1.1 ×××××× (6)2.1.2 ×××××× (6)2.2 ×××××× (8)2.2.1 ×××××× (8)第3章×××××× (12)3.1 ×××××× (12)3.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

3.1.2 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

3.2 ×××××× (12)第4章×××××× (29)4.1 ×××××× (29)4.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。

佳木斯大学毕业论文基于单片机的空气质量检测系统学院信息电子技术专业通信工程班级12级1班学籍号12109940619姓名潘琦指导教师田静佳木斯大学2016年6月10日摘要随着工业发展,国民经济日益增长，人民生活指数也在不断提高。

但是给环境却带来不可逆的影响，因为空气质量的恶化，使人类引起一系列呼吸道病症，危害身心健康。

国家政府出台政策，一方面从源头控制污染源,一方面增加空气质量监控。

各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标，时时提醒市民关注环境.本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统,对环境里的PM2。

5浓度进行实时监控，预警。

本设计以STC89C52单片机为控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况，然后由ADC0832模数转化芯片,将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号，然后传给单片机进行精确换算，在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值，按键可以设置系统粉尘报警阈值，蜂鸣器报警模块可在环境PM2。

5浓度超过设置值时进行报警。

本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快,功耗低，操作简便,实时精准显示，实时反馈环境因素.关键字:PM2.5;单片机；粉尘浓度；GP2Y1010AU0F；报警AbstractWith the industrial development of the national economy growing，people living index is also rising。

But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse。

National government policies，on the one hand to control pollution from the source，on the one hand increase the air quality monitoring。

高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生姓名：准考证号：专业层次：院（系）：指导教师：职称：重庆科技学院二O 一三年九月十五摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。

其设计方案基于89C51单片机，选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10 甲醛传感器和MQ-5气体传感器。

系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D 转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示甲醛浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。

系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。

同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。

另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。

本系统的量程为0-10ppm，精度为0.039ppm 。

关键词: 甲醛检测，天然气检测，AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded，To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm，Testing staff to remind. At the same time，The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip目录摘要 (II)ABSTRAC..T (III)1 绪论 (1)1.1设计的意义 (1)1.2设计的内容 (1)1.3发展背景 (1)２总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2总体电路概念图设计 (3)3硬件设计 (4)3.1主控芯片AT89C52的设计 (4)3.2传感器设计 (5)3.3模数转换设计 (7)3.4按键设计 (9)3.5外围扩充存储器设计 (10)3.6时钟芯片设计 (10)3.7 LCD 显示器设计 (11)4软件设计 (13)4.1主程序模块设计 (13)4.2模数转换设计 (13)4.3按键模块设计 (13)4.4时钟模块设计 (14)4.5LCD 显示模块设计 (15)5系统仿真 (16)5.1编译软件介绍 (16)5.2主程序 (16)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1设计的意义甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。

本技术新型涉及气体检测控制技术领域，尤其涉及一种基于单片机控制的气体检测控制系统，包括单片机单元、信号调理电路、有毒气体传感器、键盘、GPRS模块和排气系统；信号调理电路的输入端与有毒气体传感器的输出端连接，信号调理电路的输出端与单片机单元的输入I/O口连接。

本技术新型采用了以单片机系统为核心，集监测系统、通信系统和控制系统为一位的技术方法，解决了传统有毒气体监控系统功能简单单一，工作效率低下的技术问题，达到了自动监测室内有毒气体浓度、自动调节、实时将信息传输的技术效果；达到了集中监测室内空气质量、做出调整的技术效果；达到了若有毒气体超标，系统通信方式稳定、可靠并及时向用户手机发送数据的技术效果。

技术要求1.一种基于单片机控制的气体检测控制系统，包括单片机单元(1)、信号调理电路(3)、有毒气体传感器(4)、键盘(5)、GPRS模块(6)和排气系统(8)；信号调理电路(3)的输入端与有毒气体传感器(4)的输出端连接，信号调理电路(3)的输出端与单片机单元(1)的输入I/O口连接；键盘(5)的输出口与单片机单元(1)的输入I/O口连接；GPRS模块(6)与单片机单元(1)的I/O口连接，GPRS模块(6)与平板电脑(7)进行无线连接；排气系统(8)的输入口与单片机单元(1)的输出I/O口连接；电源模块(2)与单片机单元(1)的电源I/O口连接，信号调理电路(3)、GPRS模块(6)和排气系统(8)的电源端与单片机单元(1)的电源I/O口连接，其特征在于：信号调理电路(3)包括有毒气体传感器(4)和运算放大器U2A；有毒气体传感器(4)的1、3引脚与单片机单元(1)的VCC口连接，有毒气体传感器(4)的2引脚与单片机单元(1)的VCC 引脚连接；有毒气体传感器(4)的4引脚与阻值为10k的电阻R1和阻值为5k的电阻R2的一侧连接，R1的另一侧与单片机单元(1)的GND口和阻值为5k的电阻R3的一侧连接，R2的另一侧与U2A的负向输入端连接，R3的另一侧与U2A的正向输入端、阻值为10k的电阻R4和电容值为0.01μF的电容C1的一侧连接，R4和C1的另一侧与U2A的输出端连接，U2A的输出端与电容值为10μF的电容C2的一侧和单片机单元(1)的P1.5口连接，C2的另一侧与单片机单元(1)的GND口连接；U2A为LM358，U2A的VCC口与单片机单元(1)的VCC口连接，U2A的GND口与单片机单元(1)的GND口连接；有毒气体传感器(4)为MS1100甲醛VOC传感器。

2系统的硬件电路设计2.1 主控制器电路设计主控芯片是整个系统的数据处理单元。

主控芯片主要负责数据操作、中断响应等各种逻辑指令。

主控芯片的工作频率与整个系统设计相关的内部硬件资源是好还是坏，要充分了解资源需求等系统要求，自行选择适合恰当的控制器。

否则，选择低性能主控芯片可能会影响整个系统性能，并为设计增加额外的困难。

本设计中采用STC89C52单片机最小系统。

STC89C52单片机最小系统具有体积小、质量轻、功能强、功耗低、性价比高等特点。

在本设计整套系统中起到了信号处理实时控制的作用，可以监测按键和采集传感器的各项参数，同时还能驱动LCD1602液晶显示检测到PM2.5浓度数据。

STC89C52单片机最小系统由STC89C52芯片、复位电路、时钟电路及输入/输出端口设备等构成。

STC89C52单片机是美国STC公司开发制造的一种8位微控制芯片，拥有512字节的数据存储空间和8K字节的程序存储空间。

共40个引脚，2个优先级设置，3个十六位强大定时/计数器，4个八位并行I/O端口，5个优质中断源。

STC89C52单片机的时钟引脚为XTAL1 和XTAL2；控制信号的引脚有RST，ALE，PSEN 和EA；I/O端口有P0，P1，P2和P3。

复位电路主要用于协助单片机来实现启动过程，控制单片机工作的起始状态。

在单片机工作过程中，受到外界干扰而出现代码丢失、运行出错或直接死机、停止运行的时候，此时通过复位，单片机内部的烧录代码就会自动重新执行。

复位方式一般分为自动复位和手动按键复位，本设计为了编程的简单化，采用了外部手动按键复位的方式。

STC89C52单片机的P0脚内无上拉电阻，为开漏输出。

所以在本设计中P0脚用作输出端口，需另加上拉电阻以加大输出的驱动能力，本设计采用10K的排阻作为上拉电阻。

时钟电路好比心脏，单片机的工作动力都来源于它。

时钟电路其实本质就是一个晶体振荡电路，提供一个正弦波信号作为基准让单片机进行工作，因此单片机的运行速度及处理能力都是由时钟电路决定。

毕业设计（论文）题目：基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计河南科技大学毕业设计开题报告毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

收稿日期:2010-05作者简介:王伟(1985 ),男,硕士研究生,主要从事嵌入式系统与控制方面的研究。

基于单片机的多功能测氧仪设计王 伟,董爱华(东华大学信息科学与技术学院,上海201600)摘要:提出一种基于单片机的多功能测氧仪的设计方法,该测氧仪能准确测量空气中氧气的体积分数并实时显示。

当氧气的体积分数超过事先设定的上下限时,系统可报警并及时通过串口和外部设备进行通信。

在测氧仪按键电路和显示电路设计中提出一种复用I/O 口设计方法,使电路得到更好的集成,降低测氧仪成本。

关键词:测氧仪;体积分数;报警;按键显示电路中图分类号:TM 930 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2010)10-0014-03D esign ofM ulti functional Oxygen Anal yzer Based onM icro controller UnitWANG W e,i DONG A i hua(Infor m ation Science and T echno l ogy College ,Donghua U n i versity ,Shangha i 201600,Ch i na)A bstract :A mu lti f u ncti o na loxygen analyzer based on m icro controller un it (MCU )is presented .The oxygen ana lyzer can accurate l y m easure the vo lu m e fraction of oxygen in the a ir ,and d isp lay it i n rea l ti m e .W hen t h e vo l u m e frac tion o f oxygen ex ceeds preset upper or lo w er li m i,t t h e a lar m syste m m ight a lter peop le instantly and co mm un icate w ith external dev ice through the seria l por.t Particu larly ,a m ulti p lex desi g n o f the I/O ports i n keypad and d isplay circuit i spresented so as to i n tegrate t h e circu it and reduce t h e cost of oxygen analyzer .K ey words :oxygen analyzer ;vo l u m e fracti o n ;a lter ;keypad and disp lay circu it1 氧探头的工作原理测氧仪测出的数据是否准确,主要取决于感应装置的优劣,目前我国现有的测氧仪主要采用氧化锆或白金作为测氧的传感器,由于氧化锆对使用环境要求较高,需要在600 ~750 的恒温下才能正常测氧,而白金价格昂贵,因此,这类测氧仪无法做成普及型环境监测仪器。

石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于单片机的一氧化碳检测系统设计The Design of Carbon Monoxide TestingSystem Based on Single Chip2014届电气工程系专业电气工程及其自动化学号20106810学生姓名李婉菁指导老师冯国胜完成日期2014年5月20日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要一氧化碳检测仪是一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的仪器，能起到预防一氧化碳中毒的效果，使人们安全放心的工作。

设计方案基于STC12C5A60S2单片机，选择瑞士蒙吧波公司的MQ7一氧化碳传感器。

系统将传感器的标准信号通过AD0832为核心的A/D转换电路调理，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示一氧化碳浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。

系统对于采样地点超出规定的一氧化碳容许浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。

同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。

另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差。

因此，系统具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。

系统以单片机为核心，利用一氧化碳检测传感器检测环境中的一氧化碳的浓度，并利用显示器显示当前的浓度值，同时可设定报警值，超过设定值时进行声光报警。

关键词：一氧化碳检测STC12C5A60S2MQ71 引言（或绪论）（可作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0AbstractCarbon monoxide detector is a kind of instrument used to test and transfinite alarm function in public places . It can prevent carbon monoxide poisoning to make people work safely.This design is based on STC12C5A60S2 single chip microcomputer, selecting the Swiss wave of corporate MQ7 carbon monoxide sensor. System will change the standard signal of sensor through AD0832 as the core of after A/D conversion circuit by single-chip computer for data processing. Finally it displays the carbon monoxide density by the LCD. This paper introduces the data acquisition subsystem, data processing and data display subsystem and alarm circuit design method and process. System for sampling sites beyond the allowable concentration of carbon monoxide in the single audio alarm circuit driven by triode reminds monitoring personnel. At the same time, the operator for the upper limit of the specific stations can set through the microcontroller programming. In addition, the system of the concentration signal, signal compensation and so on processing to reduce the measurement error. Therefore, this system has high measurement precision, simple structure and good performance.System uses the single chip processor as the core with the use of carbon monoxide detection sensor to test concentration of carbon monoxide in the environment and uses the display to show the current density. At the same time it can be set alarm value .When it is more than the set value, the system will implement sound and light alarming.Key words: Carbon monoxide testing STC12C5A60S2 MQ7页脚内容1 引言（或绪论）（可作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文研究内容 (2)第2章系统设计方案 (3)2.1原理框图 (3)2.2总体设计思路 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1单片机芯片STC12C5A60S2 (4)3.2传感器模块 (7)3.2.1传感器概述 (7)3.2.2结构与特点 (7)3.2.3主要技术参数 (8)3.2.4实物图及接口说明 (9)3.3时钟电路 (10)3.4存储电路 (23)3.5电源电路 (20)3.6显示电路 (15)3.7声光报警电路 (23)3.8按键电路 (28)3.9串口设计 (28)第4章系统软件设计 (21)4.1K EIL U V ISION4 (21)4.2系统程序设计 (21)4.2.1主程序设计 (22)4.2.2显示界面子程序设计 (22)4.2.3时钟模块设计 (23)页脚内容1 引言（或绪论）（可作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前04.2.4液晶显示设计 (24)4.2.5按键控制设计 (24)4.2.6存储模块设计 (25)第5章系统的调试 (26)5.1硬件调试 (39)5.2软件调试 (39)第6章结论与展望 (43)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录A外文资料 (32)附录B原理图 (40)附录C PCB图 (41)附录D源程序 (42)页脚内容1 引言（或绪论）（可作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0第1章绪论1.1课题研究的目的意义目前，随着日光温室的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对温室的自动化程度要求也越来越高。

基于单片机气体浓度检测系统的设计1 引言1.1 项目的研究背景随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视，室内空气品质状况受到越来越多的关注。

由于现代生活节奏的加快，人们在起居室、办公室等室内环境的滞留时间越来越长。

如果把工作、居住和休闲的时间都加在一起，在西方工业发达国家人们在室内停留的时间己达全天的93%左右，而我国也超过了全天的85%室内空气品质状况直接影响人们的身体健康。

恶劣的室内空气是不良建筑物综合症的主要原因。

美国环境保护局(EPA)与世界卫生组织(WHO)进行的联合调查表明，有大约20%的美国建筑存在严重的室内空气污染，40%有一定程度的室内空气污染，另40%存在轻微或没有室内空气污染[1]。

根据美国环境健康总署的调查，室内主内空气污染常常是室外空气污染浓度的2-3倍，在冬季缺乏通风，使用燃料取暖炉等情况下甚至高达100倍。

一般家庭室内可检测到的污染物多达300种，而有68%的人体疾病与室内空气污染有关。

美国职业安全及健康局的报告认为，在美国，企业因室内空气恶劣而造成的工时损失平均约每人每日14-15分钟[2]。

1.1.1 气体危害现状仅以人类自身来说，其日常生活和生产活动都与周围的大气环境密切相关，大气的变化对人类有极大的影响。

空气中还有有毒气体，会给人类带来灾难。

可燃气体的泄露会引起爆炸和火灾使人类的生命和财产遭受损失。

随着工业规模逐渐扩大，产品的种类不断增多，气体原料和生产过程中的产生的气体种类和数量不断增多，尤其是石油﹑化工﹑煤炭和汽车等工业发展，致使大气污染日益严重。

酸雨﹑温室效应和臭氧层破坏成为严重的环境问题。

环境污染已逐渐影响到人类的生存。

因此，对人类生存和生产环境中的各种气体，气味进行准确的检测和分析是必要的。

近几年的研究注意到，居室的室内污染问题也越来越为突出，严重威胁人体健康。

长期生活和工作在有污染的室内环境中，易出现不适感，症状多为头痛﹑流鼻涕﹑眩晕﹑行动迟缓和记忆力衰退等，世界卫生组织将此种现象称为“致病建筑物综合症”。

基于单片机控制的家用智能制氧机系统研究【摘要】本文研究了基于单片机控制的家用智能制氧机系统。

在介绍了家用制氧机的发展背景和研究意义。

接着，详细探讨了单片机控制技术在智能制氧机中的应用，以及智能控制系统的设计与实现。

然后，分析了传感器在智能制氧机中的重要性，并研究了电路设计以及性能测试。

对系统性能进行了评价，并进行了可行性分析和未来研究展望。

通过本研究，为家庭氧疗提供了一种新的智能化解决方案，有望在未来得到更广泛的应用和推广。

【关键词】智能制氧机、单片机控制、传感器、电路设计、系统性能评价、家用、可行性分析、研究意义、未来研究展望1. 引言1.1 背景介绍家用智能制氧机是一种能够为家庭用户提供稳定、安全、高效的制氧服务的设备。

随着生活水平的提高和健康意识的增强，越来越多的人开始关注家庭健康管理，特别是一些患有呼吸系统疾病的患者，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）、支气管哮喘等，他们需要在家中定期使用制氧机来帮助呼吸。

传统的家用制氧机在使用过程中存在一些问题，如安全性能不高、使用便捷性不足等。

为了解决这些问题，本研究将基于单片机控制技术，设计并实现一种智能家用制氧机系统，以提高制氧机的控制精度和稳定性，并且提升用户的使用体验。

通过对智能制氧机系统的研究，可以为家庭用户提供更加便捷、安全、高效的制氧服务，提高患者的生活质量和健康水平。

这项研究还将推动家用智能制氧机领域的发展，为未来智能医疗设备的设计和研发提供有益参考。

1.2 研究意义家用智能制氧机是一种可以为需要氧气治疗的患者提供高纯度氧气的设备，其具有方便使用、稳定可靠等特点，对于患有呼吸系统疾病的患者具有非常重要的治疗意义。

随着科技的发展，单片机控制技术在家用智能制氧机中得到了广泛应用，可以实现智能化的控制和监测，提高了设备的稳定性和性能。

本研究旨在探索基于单片机控制的家用智能制氧机系统，通过对单片机控制技术、智能控制系统设计、传感器在制氧机中的应用、电路设计及性能测试等方面的研究，提高家用智能制氧机的智能化程度和治疗效果，为呼吸系统疾病患者提供更加便捷、舒适的治疗解决方案。

基于单片机的氧气浓度检测控制系统设计目录第一章系统方案论证 (4)1.1 检测方案确定 (4)1.1.1方案介绍 (4)1.1.2方案比较 (5)1.1.3方案确定 (5)1.2 单片机的选择 (6)1.3 显示器的选择 (6)第2章硬件设计 (8)2.1总体设计方案 (8)2.1.1系统框图 (8)2.1.2系统原理与结构 (8)2.2 测氧原理 (9)2.2.1氧化锆测氧原理 (9)2.2.2系统结构及特点 (10)2.2.3氧值运算及输出 (10)2.2.4氧探头的选择及介绍 (10)2.3 A/D转换电路 (10)2.3.1.ADC0809的说明 (11)2.3.2．ADC0809应用说明 (12)2.4 单片机的选择 (13)2.4.1 AT89S51的介绍 (13)2.4.2 AT89S51主要特性 (13)2.4.3 AT89S51管脚说明 (15)2.4.4晶振电路 (18)2.4.5复位电路 (18)2.5报警电路的选择 (19)2.5.2报警电路 (20)2.6 静态显示电路 (21)2.6.1 74LS138译码器 (21)2.6.2 74HC4511译码器 (22)2.6.4 上拉电阻的选择 (26)2.7按键选择与简介 (26)2.8时钟芯片选择与设计 (27)2.9电源的选择 (29)2.9.1主电源 (29)2.9.2 备用电源 (30)2.10控制单元 (30)2.11网络传输单元 (31)第三章软件设计 (32)3.1软件设计结构 (32)3.2主程序模块的设计 (32)3.3模数转换的设计 (33)3.4按键模块的设计 (34)3.5时钟模块的设计 (35)3.6显示模块的设计 (36)第四章结论 (37)参考文献 (38)第一章系统方案论证1.1 检测方案确定在目前检测氧浓度的方法中，有很多的方法都可以检测到氧气浓度，比如电化学、顺磁氧、氧化锆方法及超声波流量浓度检测法。