溫室CO2濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于89C51的CO濃度檢測系統(tǒng)2摘要：本文主要解決CO的濃度檢測問題。采集CO的濃度，并在數(shù)碼管上顯示。22一．原理在溫室內(nèi)使用CO濃度傳感器，采集得到濃度，通過濾波放大，經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后變2成數(shù)字信號，輸入89C51內(nèi)，再通過四位數(shù)碼管顯示出來?？驁D如下：硬件電路設(shè)計(jì)1.傳感器的選擇查詢資料，GT03/04系列CO濃度傳感器可以測量室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度值，CO2濃度2高會讓人在室內(nèi)時(shí)感到疲憊不適?？山?jīng)過通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制室內(nèi)、室外空氣，讓CO2值控制在最合適的環(huán)境，讓人在室內(nèi)更有活力，目前在大樓室內(nèi)已大量使用CO2檢知器／在農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供植物的CO2讓植物生產(chǎn)快速更健康。適用場合如下：1)HVAC空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控。儀器測試設(shè)備。環(huán)境控制與監(jiān)控系統(tǒng)。停車場與建筑物通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)監(jiān)控。一般室溫蔬果倉庫-等農(nóng)業(yè)大棚均可使用。GT03/04系列CO濃度傳感器的說明如下：2亟111■安裝肓戎輸出工柞電源濫蜃范閨附捕選項(xiàng)(M：鳳菅盂I：0021:42OnA6：0-1W1.24VDC2:2000PPM5:5000FFMS:KKKBFPVN:無B:固定販D:LED顯示器(GT(M)圖1選GT03-612-N，具體規(guī)格如下表:

量測范圍2000PPM工作范圍2000PPM輸出訊號0~10V訊號連接方式三線式線性精度土30ppm土2%ofmeasuredvalue（量測值負(fù)載阻抗W500Qfor4~20mA;全10KQfor0~10V輸出校準(zhǔn)(ZERO&SPAN)調(diào)整范圍零點(diǎn)和滿量程的10%掛壁式反應(yīng)時(shí)間(sensor)20secdiffusiontime風(fēng)管式反應(yīng)時(shí)間(at2m/s風(fēng)速)V15min工作環(huán)境溫度0~50r工作環(huán)境濕度0~95%（非結(jié)露）工作電源DC24V土10%2.濾波放大電路的設(shè)計(jì)：通過分析，設(shè)計(jì)的二氧化碳濾波放大電路如圖：圖2選用的CO2濃度傳感器的測量范圍為0~2000ppm,輸出范圍為電壓0~10V,而ADC0809的輸入為0~5V,所以先經(jīng)過濾波和放大電路(實(shí)際上是縮小)把0~10V的電壓變成0~5V。上圖中的Cl,C2，C3起濾波作用，第一級反相比例放大電路的放大系數(shù)為-竺=-1，R1第二級反相比例放大電路為-R4二-1，所以兩級放大電路的放大系數(shù)為-1，這樣就R3 2 2可以把0~10V的電壓變成0~5V。3．轉(zhuǎn)換及顯示電路設(shè)計(jì)1）ADC0809芯片：ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由下圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。圖3（2）．ADC0809引腳結(jié)構(gòu)ADC0809各腳功能如下：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND:地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE:地址鎖存允許信號輸入端。（以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=O,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時(shí)鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ。VREF（+），VREF（―）為參考電壓輸入。2）轉(zhuǎn)換電路：電路見下頁的大圖，采集得到的電壓從ADC0809的IN0通道輸入，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)。3）顯示電路：如圖2圖4將P0口的八個(gè)管腳接上拉電阻并分別接四個(gè)數(shù)碼管的8位段選端，再將P2.0~P2.3分別經(jīng)反相器后接到四個(gè)數(shù)碼管的位選段。見圖36L441?1.5匚131514U15I田■4LSKLx寸ALEENABLEmETCLOCK￡U11L-lr/-4L&046L441?1.5匚131514U15I田■4LSKLx寸ALEENABLEmETCLOCK￡U11L-lr/-4L&04SBXTAL21?^4153731L5SXT.UL1；OtCMOH寸59L t=2[￡!口口口口口口口口PD1PD1PO2P03Pi>4P05PO5PS?P2OP21P23P23P24P25P26P27PllF12F13F14F15F15Pl_INTIINTOT1TOfXvpXIXIRE=ETRXDRE=ETTKDEDALEPEDPSEN圖54.晶振和復(fù)位電路1）晶振電路如圖42）復(fù)位電路如圖5圖2）復(fù)位電路如圖5圖6.晶振電路CO濃度傳感器的測量范圍為0~2000ppm，假設(shè)經(jīng)ADC0809輸出的數(shù)字量為D,則對2應(yīng)的CO濃度為：c二Dx2000ppm，最后要保留一位小數(shù)，可以先把該值乘以10,再分2256

10c Dx20000Dx5 80 Dx2解出對應(yīng)的位。 = = qDx0.078，而Dx0.078qDx =，因1000256x1000 64 100025為測量范圍為0~2000ppm,而實(shí)際輸出的范圍為0~1000ppm,所以D應(yīng)該小于80H,故Dx2用一個(gè)寄存器就可以存儲，再除以25，得到的商為實(shí)際值的百位，余數(shù)再除以100得到的商為實(shí)際值的十位，得到的余數(shù)再除以10，商為實(shí)際值的個(gè)位，余數(shù)為小數(shù)點(diǎn)后的一位。四．程序流程圖N轉(zhuǎn)換完?Y把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入單片機(jī)啟動A/D轉(zhuǎn)換等待按鍵按下N轉(zhuǎn)換完?Y把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入單片機(jī)啟動A/D轉(zhuǎn)換等待按鍵按下開始顯示結(jié)束圖8.程序流程圖五．程序ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPOPTORG0030HMIAN:MOVR0,#50H;數(shù)據(jù)存放地址SETBIT0SETBEASETBEX0?*J^*J^*J^*J^*J^*J^*J^*J^*J^*J^*Jf***Jf***l,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**Jf,**TA*X4-r;**********************讀鍵KEY:MOVP2,#0FFH;把P2口做輸入口MOVA,P2;讀P2口狀態(tài)CPLA;取正邏輯，高電平表示按下ANLA,#80H;取第7位狀態(tài)JZKEYLACLLDIMS;延時(shí)去抖MOVA,P2;再讀P2口CPLAANLA,#80HJZKEY;;***********************等鍵釋放KEY1:MOVA,P2CPLAANLA,#80HJNZKEY1;為低電平則釋放;**********************啟動A/D轉(zhuǎn)換MOVDPTR,#7FF8H;地址MOVX@DPTR,A;啟動A/D轉(zhuǎn)換HERE:SJMPHEREL1:MOVA,@R0RLA;乘以2MOVB,#25DIVAB;除以25，商為真實(shí)值的百位MOVR1,#51HMOV@R1,A;把百位存入51HINCR1MOVA,B;把余數(shù)送AMOVB,#100DIVAB;除以100，商為真實(shí)值的十位MOV@R1,A;把十位存入52HINCR1MOVB,#10DIVAB;除以10，商為真實(shí)值的個(gè)位，余數(shù)為真實(shí)值的小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)MOV@R1,A;把個(gè)位存入53HINCR1MOV@R1,B;把小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)存入54H;**************************7DIS:MOVR2,01H;位選碼MOVA,R2MOVDPTR,#TAB;把沒有小數(shù)點(diǎn)的段選碼表格首地址送DPTRLCALLDIS2;顯示小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)MOVDPTR,#TAB1;把有小數(shù)點(diǎn)的段選碼首地址送DPTRLCALLDIS2;顯示個(gè)位及小數(shù)點(diǎn)MOVDPTR,#TABLCALLDIS2;顯示十位LCALLDIS2;顯示百位DIS2：MOVP2,A;送位選碼MOVA,@R1MOVCA,@A+DPTR;取段選碼MOVP0,A;顯示ACALLDIMS;延時(shí)DECR1MOVA,R2RLA;左移MOVR2，ARETDIMS:MOVR7,#0FHW1:MOVR6,#0FFHW2：DJNZR6，W2DJNZR7,W1RETOPT:MOVXA,@DPTR;讀數(shù)MOV@R0,A;保存LJMPL1RETITAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,40H,00HTAB1:DB0BFH,36H,0DBH,0CFH,0F6H,0EDHDB0FDH,87H,0FFH,0EFH,0F7H,0FCHDB0B9H,0DEH,0F9H,0F1H,0C0H,80HEND六．心得體會這一個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)結(jié)束