一、項目概述

1.1 引言

愛特梅爾公司是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計和制造商，專門提供微控制器及補充產(chǎn)品如電容性觸摸感應(yīng)IC、ASIC、非易失性存儲器和無線射頻 (RF) 器件。該公司擁有業(yè)界最廣泛的知識產(chǎn)權(quán)核心 (IP) 技術(shù)資源之一，能為電子工業(yè)提供全面的解決方案。愛特梅爾公司專注于消費電子、工業(yè)、汽車、安全、通信和計算市場。通過提供工具與支持，愛特梅爾幫助不同領(lǐng)域的客戶以更小巧、更高智能、更高成本效益和更多元化的電子產(chǎn)品，穩(wěn)占市場領(lǐng)導(dǎo)地位。EVK1100是ATMEL開發(fā)的一個基于AVR32 AT32UC3A單片機控制器的評估套件和開發(fā)系統(tǒng)，它配備一系列豐富的外設(shè)、內(nèi)存，并且可充分開發(fā)AVR32設(shè)備的全部潛能。本設(shè)計就是基于愛特梅爾公司的EVK1100開發(fā)平臺，設(shè)計的室內(nèi)環(huán)境“安全衛(wèi)士”，該設(shè)計用于檢測居室內(nèi)常見有害氣體濃度含量，并在有害氣體含量超標(biāo)時報警，以便使人們及時采取措施，防止危害擴大，為室內(nèi)環(huán)境保駕護(hù)航。

1.2 項目背景/選題動機

隨著人們生活水平的提高，全裝修住宅的日益擴展，其室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量控制越來越引起社會各界的廣泛關(guān)注，同時人們也需要安全、舒適的家居。室內(nèi)空氣品質(zhì)與居住者的身心健康狀態(tài)和工作效率等均直接相關(guān)。CCTV《今日說法》曾報道過由于室內(nèi)污染而未及時發(fā)現(xiàn)引起重視，最終導(dǎo)致白血病的惡性事件。室內(nèi)污染的空氣能增加造成人們長期和短期的健康問題的機會。而家庭居室是大多數(shù)人除了工作場所以外經(jīng)常生活的地方，由此對室內(nèi)環(huán)境的安全性檢測變得尤為重要，市場上現(xiàn)有對室內(nèi)環(huán)境的檢測儀器，存在有體積大、價格貴、功能少、檢測氣體單一等問題而未被廣泛應(yīng)用，根據(jù)市場調(diào)查顯示居民非常需要一種家用對室內(nèi)溫濕度和室內(nèi)甲醛的檢測的儀器。本文正是基于此種需要而設(shè)計的一種家用集室內(nèi)環(huán)境污染物（甲醛、CO、CO2）檢測、光照度、溫度和濕度檢測為一體的多參數(shù)便攜式檢測儀。

甲醛是一種無色、具有強烈氣味的刺激性氣體，是室內(nèi)空氣的代表性污染物之一。甲醛是原漿毒物，對人體健康有重要影響，研究表明甲醛能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后，會出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發(fā)生支氣管哮喘。皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜充血、皮膚刺激癥、過敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛，孕婦長期吸入可能導(dǎo)致新生嬰兒畸形，甚至死亡，男子長期吸入可導(dǎo)致男子精子畸形、死亡，性功能下降，嚴(yán)重的可導(dǎo)致白血病，氣胸，生殖能力缺失，全身癥狀有頭痛、乏力、胃納差、心悸、失眠、體重減輕以及植物神經(jīng)紊亂等。而各種人造板材(刨花板、纖維板、膠合板等)中由于使用了脲醛樹脂粘合劑，因而含有甲醛。新式家具的制作，墻面、地面的裝飾鋪設(shè)，都要使用粘合劑。凡是大量使用粘合劑的地方，總會有甲醛的釋放。此外，某些化纖地毯、油漆涂料也含有一定量的甲醛。甲醛還可來自化妝品。化妝品、清潔劑、殺蟲劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維等多種化工輕工產(chǎn)品。由此，對于居室內(nèi)甲醛含量的測定變得尤為重要。

CO2在正?？諝庵械暮考s為0.03％～0.04％。當(dāng)室內(nèi)空氣與室外空氣交換良好時，室內(nèi)空氣中CO2的濃度通常不會達(dá)到人的主觀感覺不適的狀態(tài)。但是，當(dāng)室內(nèi)CO2濃度大于1.5%時，會引起呼吸困難和呼吸頻率加快、改變血液pH值、減弱人體的活動能力等。當(dāng)濃度大于3%時，會引起頭痛、眩暈和惡心，當(dāng)濃度大于6％～8％時，可導(dǎo)致昏迷和死亡。CO2作為居室中常見的污染物，當(dāng)濃度達(dá)0.07%時，少數(shù)敏感的人就會感覺到不良?xì)馕?，并產(chǎn)生不適感。CO2濃度的高低可以用來表示室內(nèi)空氣清潔程度，以及通風(fēng)換氣是否良好，居室內(nèi)?CO2濃度應(yīng)保持在0.07%以下，最高不應(yīng)超過0.1%。

室內(nèi)CO主要來源于吸煙、含碳燃料的不完全燃燒等。當(dāng)不存在室內(nèi)源時，室內(nèi)CO的含量與室外持平，維持在3~10ml/m3。由于CO不能透過皮膚，因此，它對人體健康的影響主要通過呼吸系統(tǒng)來實現(xiàn)。CO能與血紅蛋白結(jié)合形成羥基血紅蛋白(COHb)，但是CO與血紅蛋白的結(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O2的結(jié)合能力，是O2的200倍，當(dāng)O2與CO同時存在時，血紅蛋白優(yōu)先與CO結(jié)合，制約了O2在血液中的傳播。CO可對心臟、肺和神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，當(dāng)COHb的濃度為10％時，主要引起心血管疾病，導(dǎo)致中樞神經(jīng)紊亂；當(dāng)濃度為2.5％時，可加重胸痛病人的癥狀。

本文的設(shè)計正是基于此種需要而設(shè)計的適用于居室內(nèi)常見有害氣體濃度測定的儀器，該儀器能夠指導(dǎo)人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量的變化及時采取應(yīng)對措施，從而保護(hù)人體健康。能同時檢測室內(nèi)空氣環(huán)境中常見污染氣體（甲醛、CO2、CO）及溫濕度的現(xiàn)場檢測，且操作簡便、設(shè)計合理。

二、需求分析

2.1 功能要求

甲醛是在室內(nèi)和室外都廣泛存在的一種空氣污染物，除此之外室內(nèi)空氣污染物主要還有CO和CO2等。甲醛是室內(nèi)最常見的和最具代表性的醛類化合物，室內(nèi)甲醛濃度則取決于建筑材料的性能和和測試時的環(huán)境條件，通常范圍在0.02～0.50mg/m3或更高。用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材中含有甲醛，新裝修的居室甲醛最高可達(dá)9.09mg/m3。基于此，本文所設(shè)計的檢測儀器要求能夠檢測室內(nèi)甲醛、一氧化碳、二氧化碳等室內(nèi)常見有害氣體濃度，同時要能夠?qū)εc人體健康密切相關(guān)的室內(nèi)環(huán)境溫濕度狀況進(jìn)行實時檢測與顯示，并通過按鍵設(shè)定檢測氣體上限報警值和選擇待檢測氣體種類，通過液晶顯示待測氣體濃度。當(dāng)所測氣體濃度超標(biāo)時及時進(jìn)行聲光報警。

除用于家庭居室之外，該儀器還可用于辦公室、賓館、飯店、商場、高檔酒店等場所或其他一些對空氣質(zhì)量要求較高的場所常見有害氣體含量測定。隨著甲醛傳感器價格降低、家居全裝修增多，人們對生活質(zhì)量要求的提高，這種多功能測試儀將會有更廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 性能要求

儀器性能要求主要是根據(jù)實際情況（居室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)值與溫濕度狀況）確定檢測性能指標(biāo)要求。居室空氣中甲醛的最高允許濃度為0.08 mg/m3，公共場所甲醛的最高允許濃度為0.10 mg/m3。

1、甲醛：測量范圍：0～10ppm 分辨率 ： ±0.05 ppm

2、CO2檢測：測量范圍：0~2，000ppm ，檢測精度：±30ppm

3、CO檢測，測量范圍：0～1000ppm，分辨率：±0.5ppm

4、溫度測量：測量范圍：-10 ~ 60℃，檢測精度：±1℃

5、濕度測量：測量范圍：0 ~ 95%RH，檢測精度：±5%RH

6、交流供電、聲光報警、LCD顯示被測氣體實際濃度值

三、方案設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理

該儀器電路由單片機及外圍電路和信號采集電路組成。儀器硬件電路如圖所示。其中AVR MCU單片機是檢測儀的核心， 它控制傳感器信號的采集、信號的A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理以及濃度顯示、超標(biāo)報警、檢測氣體參數(shù)的調(diào)整等整個過程。在實際應(yīng)用時， 可以根據(jù)所測氣體與氣敏元件反應(yīng)后所得到的電壓值的關(guān)系來編程，當(dāng)對氣體進(jìn)行測試時， 通過測得的電壓值就可以得出所測氣體的濃度。

工作原理：由傳感器檢測待測氣體，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號，由于傳感器采集的電壓信號是模擬信號必須轉(zhuǎn)換為便于處理數(shù)字信號，才能進(jìn)行進(jìn)一步分析、處理，所以將該變化的電壓信號輸入A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換之后， 再將得到的數(shù)字信號送入單片機， 由單片機進(jìn)行相應(yīng)的處理并送入LCD顯示相應(yīng)的濃度值， 同時可以通過按鍵設(shè)定報警濃度上限。這樣，可以在所測氣體濃度超過設(shè)定值時啟動報警器進(jìn)行報警。

圖 1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

3.1.1 甲醛檢測模塊

甲醛檢測模塊采用基于電化學(xué)原理的甲醛傳感器CH20/S-10，其原理為室內(nèi)空氣中的甲醛氣體被采樣后，在電極作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的擴散電極電流與空氣中的甲醛濃度成正比，將檢測到的電流值通過放大電路放大并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值，后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送單片機，由單片機現(xiàn)場實時控制檢測并顯示室內(nèi)甲醛濃度值，當(dāng)其濃度值小于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值（通過按鍵可修改）時綠燈亮，當(dāng)超過規(guī)定值時紅燈亮，同時進(jìn)行蜂鳴報警，開始提醒人們及時采取有效措施，從而對人們的居住生活環(huán)境起到了監(jiān)控保護(hù)作用。

3.1.2 溫濕度傳感器

考慮到室內(nèi)環(huán)境溫濕度對人體健康有重要影響，因此在電路中增加了溫濕度檢測模塊，該模塊主要檢測室內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度。溫濕度傳感器采用LTM-8901，該傳感器是全新的數(shù)字化溫濕度傳感器，適合室內(nèi)環(huán)境的溫濕度測量范圍，無需A/D轉(zhuǎn)換，可直接和單片機連接，使系統(tǒng)故障率低，便于維護(hù)。濕度測量時是傳統(tǒng)濕敏元件與濕度變送器的融合體。本身具有很強的抗靜電、抗干擾、抗反接等保護(hù)能力，而且具有很強的結(jié)露恢復(fù)能力，并對腐蝕氣體有一定的低御能力。LTM-8901內(nèi)置濾波、保護(hù)電路、極低的功耗，溫度補償已在生產(chǎn)檢驗時校準(zhǔn)完成。這種智能化修正方式，實現(xiàn)溫濕度全量程的精確測量。如系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖所示，數(shù)字傳感器LTM8901通過光耦器件4N35和驅(qū)動電路接單片機的并行I/0端，實現(xiàn)輸入輸出隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，光耦器件4N35對于LTM8901其速度基本上滿足要求。

3.1.3 CO和CO2檢測模塊

首先CO2的檢測使用二氧化碳傳感器TGS4161，該傳感器是一個新型的固體二氧化碳傳感器，它具有小型化和低功耗等特性，二氧化碳濃度為350~10000ppm時，均可用TGS4161進(jìn)行檢測，從而使其適合室內(nèi)空氣的控制設(shè)備。二氧化碳的敏感原件由兩個固體電解質(zhì)組成，結(jié)合一個印制在基板上的RuO2加熱器。通過檢測兩個電極之間電動勢的變化來測試二氧化碳?xì)怏w的濃度。傳感器電容的頂部含有沸石目的是防止其它氣體的干擾。

其次，對于CO的檢測，采用的是7E/F三電極電化學(xué)傳感器，該型傳感器輸出線性范圍寬，線性穩(wěn)定，額定輸出為0.1uA/ppm， 最小分辨率為0.5ppm，測量的最小范圍和最大范圍分別為0～20ppm和0～1000ppm。

CO的測量范圍是：0～150mg/m3

CO的最大測量范圍轉(zhuǎn)換為ppm是：Ymax=150/1.25=120（ppm）

轉(zhuǎn)換為傳感器輸出的最大電流為：Imax=0.1×120=12（uA）

輸出的電流分辨率為：Ii=0.1×0.5=0.05（uA）

由此可得出其檢測精度為：ε= 0.5ppm/120ppm×100%=0.42%

3.1.4 室內(nèi)光照度檢測

此模塊為新增加模塊，一方面考慮到室內(nèi)光照對人體健康的影響，設(shè)計了光照度檢測模塊；另一方面在智能化家庭居室中該模塊可以和室內(nèi)智能照明系統(tǒng)連接，當(dāng)室內(nèi)光照度降到某一極限值時自動開啟照明系統(tǒng)，而當(dāng)光線較強時自動關(guān)閉室內(nèi)照明系統(tǒng)，更環(huán)保、更節(jié)能。同時愛特梅爾（Atmel）公司提供的開發(fā)平臺EVK1100是一個基于AVR32 AT32UC3A單片機控制器的評估套件和開發(fā)系統(tǒng)。EVK1100本身配備一系列豐富的外設(shè)、內(nèi)存，其中開發(fā)板上及配有光照、溫度等傳感器，本模塊的設(shè)計即采用該開發(fā)板上配有的光照傳感器。開發(fā)板上該部分采用光敏二極管實現(xiàn)，光敏二極管較硅光電池有許多優(yōu)點，有很高的帶寬，價格便宜，特別是光電流與光照度之間呈較好的線性關(guān)系，因此它在光耦合隔離器、光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸裝置和測試技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。除此之外，也能使EVK1100開發(fā)板上已有資源得到充分利用！

3.1.5 電源模塊

由于該設(shè)計中所用芯片驅(qū)動電壓大小不同，所以設(shè)計了電源模塊，完成各部分所需電壓的轉(zhuǎn)換，保證芯片的正常工作。系統(tǒng)各個模塊需要使用5V、3.3V、1.8V等，特別是主芯片AT32UC3A所需要的電壓。因此該系統(tǒng)設(shè)計采用一個電源轉(zhuǎn)換模塊將電源板輸出的穩(wěn)定12V電源轉(zhuǎn)換為所需要的電壓。其中采用MAXl659將+12V轉(zhuǎn)換為+5V和+5V_P，并通過程序控制該芯片的工作．從而控制了后續(xù)所需的+5V_P電壓的任何電路；用MAXl658芯片將+5V轉(zhuǎn)換為+3.3V_P，并控制該芯片的工作，控制后面需要+3.3V_P電壓的任何電路；采用MIC-5207芯片將+5V轉(zhuǎn)換為+3.3、+1.8V，供后面電路提供電源。每一個轉(zhuǎn)換后的電壓都用了一個發(fā)光二極管的亮滅來檢查這些芯片是否正常工作，亮表示工作正常，反之則表示此轉(zhuǎn)換器有問題（損壞）。

3.1.6 鍵盤控制單元

系統(tǒng)的鍵盤控制單元有5個按鍵組成，分別為：系統(tǒng)設(shè)置鍵、選擇確定鍵、氣體種類設(shè)置鍵、氣體濃度上限加10鍵、氣體濃度上限減10鍵，這幾個按鍵用于選擇待檢測氣體和設(shè)置目標(biāo)氣體的報警上限值。其中“系統(tǒng)設(shè)置鍵”用于告訴系統(tǒng)進(jìn)入中斷，設(shè)置氣體濃度超限值；“氣體種類設(shè)置鍵”用于選擇設(shè)置上下限氣體的種類；“氣體濃度上限加10鍵”用于設(shè)定目標(biāo)氣體的上限濃度加10ppm；“氣體濃度上限減10鍵”用于設(shè)定目標(biāo)氣體的濃度上限減10ppm；“確定鍵”用于確定系統(tǒng)設(shè)置完成。

3.1.7 聲光報警單元

聲光報警單元由蜂鳴器與發(fā)光二極管組成。當(dāng)所測量氣體濃度達(dá)到報警上限時，相應(yīng)的紅色發(fā)光二極管點亮，同時蜂鳴器發(fā)出急促不連續(xù)響聲，實現(xiàn)聲光報警，提醒用戶及時采取相應(yīng)措施。

3.1.8 LCD液晶顯示模塊

EVK1100開發(fā)板上配有4×20的字符型液晶顯示模塊DIP204-4e （PWM可調(diào)節(jié)背光） 。主要有LCD顯示器、控制器、驅(qū)動器等電路組成。液晶模塊主要用于顯示待測氣體實際濃度值和檢測的具體時間顯示。

3.1.9 時鐘模塊

此系統(tǒng)需要記錄測量發(fā)生的時間，所以需要時鐘芯片來記錄在不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們在系統(tǒng)中加入了時鐘芯片。對時鐘芯片的要求首先是低功耗，其次是編程簡單，縮短程序開發(fā)時間，實際上也就縮短了系統(tǒng)用于實際生產(chǎn)所用的開發(fā)周期以及成本，在本設(shè)計中，我們選擇了DS1302時鐘芯片。時鐘芯片 DS1302內(nèi)含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機通信。而通信時，僅需要3個口線：（1）RES（復(fù)位），（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK（串行時鐘）。時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。其工作時功耗很低，廣泛應(yīng)用于電話，傳真，便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。DS1302主要性能有：實時時鐘能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年的調(diào)整能力；讀/寫時鐘或RAM數(shù)據(jù)時，有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式；與DS1202/TTL兼容。DS1302引腳概述：X1，X2：振蕩源，外接32.768KHZ晶振；SCLK：串行時鐘輸入端。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

硬件設(shè)計部分主要包括：硬件主電路設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、液晶顯示電路設(shè)計、外圍擴充存儲器接口電路、時鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤接口電路等功能模塊電路設(shè)計，所以主要硬件資源配置包括MCU、A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤控制、時鐘電路、LCD顯示、外圍擴展數(shù)據(jù)RAM等的配置。

本設(shè)計選用的硬件平臺為ATMEL 提供EVK1100開發(fā)平臺，它是一個基于AVR32 AT32UC3A單片機控制器的評估套件和開發(fā)系統(tǒng)。它配備一系列豐富的外設(shè)、內(nèi)存，并且可充分開發(fā)AVR32設(shè)備的全部潛能。

支持AT32UC3A

以太網(wǎng)端口

傳感器：光照、溫度、電位器

4x20藍(lán)色LCD（PWM變頻背光）

JTAG連接器、Nexus、USART、USB 2.0接口，TWI接口、SPI。

圖2 EVK1100開發(fā)平臺

溫度和光照檢測部分可以選用硬件平臺本身配置的資源，這樣使板上資源更合理的得到應(yīng)用由于EVK1100開發(fā)平臺中LCD液晶顯示部分采用的是4×20的字符型液晶顯示模塊DIP204-4e （PWM可調(diào)節(jié)背光），所以在所要顯示信息量大時，采用按鍵控制分時顯示。

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

該儀器的軟件系統(tǒng)可采用C語言編程， 開發(fā)軟件是AVR Studio5，這個是Atmel自己開發(fā)的development tools，AVR Studio 5集成GCC編譯器，對AVR32的編譯支持很好。Atmel AVR Studio 5是廣受歡迎的愛特梅爾集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的增強版本，支持所有8位和32位AVR MCU，能夠顯著提高開發(fā)人員的效率，并可使客戶的應(yīng)用程序在愛特梅爾8位和32位AVR MCU之間實現(xiàn)無縫移植。AVR Studio 5能夠簡化源代碼的編輯和調(diào)試，具備輔助代碼編寫功能的編輯器、用于快速創(chuàng)建新項目的向?qū)Чぞ撸?AVR Software Framework源代碼庫、GNU C/C++編譯器、功能強大的模擬器，以及適用于愛特梅爾所有AVR編程器及在線調(diào)試器的前端可視化工具。AVR Studio 5將現(xiàn)有8位AVR Studio 4 和32位AVR32 Studio的功能融合， 支持所有8位和32位AVR MCU。此外，愛特梅爾的AVR Studio 5還可集成第三方的嵌入開發(fā)工具插件。編譯好程序后通過單片機預(yù)留的JTAG接口通過配套的調(diào)試器AVR Dragon來對單片機進(jìn)行在系統(tǒng)編程， 以實現(xiàn)實時調(diào)試。軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計。設(shè)計時可將程序分成幾個主要的功能模塊， 包括主程序和各個模塊子程序。

軟件部分采用模塊化設(shè)計，全部軟件由主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、鍵盤處理子程序、報警模塊子程序、時鐘模塊、液晶顯示子程序等組成。主程序是控制和管理的核心。系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化和中斷處理操作。初始化主要完成對報警值的設(shè)定和初次檢查，同時斷開各電器的電源。初始化完成后，系統(tǒng)開始正常運轉(zhuǎn)。進(jìn)行待選氣體濃度檢測和報警等操作，主程序的流程圖如下圖所示。

3.4 系統(tǒng)軟件流程

3.4.1 主程序模塊

主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實現(xiàn)便攜式居室空氣質(zhì)量檢測儀器的各個功能。主要是檢測與顯示，時間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲，超標(biāo)報警，功能子函數(shù)的調(diào)用等（見圖3）。

圖3主程序流程圖

3.4.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

A/D轉(zhuǎn)換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為MCU能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給MCU，進(jìn)行下一步處理。

圖 4 A/D轉(zhuǎn)換處理子程序流程圖

3.4.3 按鍵控制模塊

按鍵能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話機制，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與MCU串行通信，然后在液晶上顯示。按鍵查詢式的流程圖見下圖：

圖 5 按鍵檢測子程序流程圖

圖 6 溫濕度數(shù)據(jù)采集子程序流程圖

3.4.4 時鐘模塊

時鐘模塊主要是用于時間顯示和與MCU通信經(jīng)LCD顯示時間。時鐘模塊子程序流程圖見下圖：

圖 7 時鐘模塊操作子程序流程圖

3.4 系統(tǒng)預(yù)計實現(xiàn)結(jié)果

整個系統(tǒng)設(shè)計完成后能夠?qū)邮覂?nèi)常見有害氣體甲醛、一氧化碳、二氧化碳等進(jìn)行濃度檢測，并在含量超標(biāo)時實現(xiàn)聲光報警功能。其中檢測到的氣體濃度和預(yù)先設(shè)定值作比較，判斷超標(biāo)否，預(yù)先設(shè)定值通過鍵盤進(jìn)行操作設(shè)置。同時該儀器還可對居室內(nèi)溫濕度、光照度進(jìn)行檢測，實時顯示室內(nèi)溫濕度情況，對于住戶及時了解室內(nèi)居住環(huán)境狀況提供重要的參考信息。在顯示濃度的同時對檢測到信息進(jìn)行保存，同時顯示測量時間，便于用戶對不同時間的測量值進(jìn)行比較。