4.3LCD1602液晶屏
LCD显示有很多种，常用的有1602和12864两种，由于本设计中显示的甲醛含量属于较简单的字符，可以考虑使用1602，LCD1602具有显示内容丰富，接口电路简单，人机交流性强等特点，适合本次设计
[5]
的研究。其具体参数如表1，接口信号参数如表2。
表1.LCD1602技术参数表格
表2.LCD1602接口信号
4.4甲醛传感器
本甲醛检测仪采用英国达特（DART）公司生产的甲醛传感器如图3。该传感器是两电极电化学型的传感器，通过扩散原理实现，因此不需要外部采样硬件。当有甲醛气体存在的时候，将会有一个很小的直流产生；传感器本身不需要电源供应，但是产生的这个电流需要外部的数据采集将其变为可读的信号。
[6]
主要参数如下：
1.正常检测0一10ppm，最大值50ppm； 2.输出信号250～300nA／ppm； 3.分辨率0．01ppm； 4.响应时间<30s；
5.最大零点沮度漂移(+20℃一+40\； 6.工作温度-10℃一40℃； 7.基线飘移<0.03/ppm； 8.寿命3年。
6
图3甲醛传感器实物图
5.系统硬件部分设计
5.1系统整体电路原理
基于上述器件的选择，对硬件提出如下的设计功能框图如图4：
传感器CH2O STC12C5A60S2单片机（A/D转换及数据处理） LCD1602 报警电路 放大电路 按键 图4硬件功能框图
通过查阅资料提出整体的设计框架（如下4点），通过电脑仿真来完成功率放大电路和传感器的研究工作，通过单片机开发板软件和硬件的结合设计出A/D转换程序及LCD显示模块，最后综合在一起，通过实验室进行各项技术指标的测量不断改进、完善。
1.信号转换部分：该部分由气体传感器组成，其功能是将被测物浓度变成电信号。 2.信号处理部分 该部分由信号变换组成。 信号变换由气体传感器产生的电信号较小且和要求输出的信号不成比例关系，必须经放大后才能得到标准输出信号及控制信号。信号经处理后，输出模拟信号。通过A/D转化为数字信号进入单片机，最后LCD显示，温度信号经变换后供控制和计算用。
7
3.输出部分 该部分由模拟信号输出和LCD 数字输出两部分组成（通过单片机来实现），由传感器出来的信号经过放大电路进行放大后由单片机经过A/D转换并经过数字滤波和进制转换后送到LCD1602显示，由按键来控制其它功能，当检测到得甲醛含量超过上限值则发出报警。
5.1.1系统放大电路设计
由于传感器的输出信号非常微弱，因此放大器需要选择高放大倍数的运放。电路设计和元器件的选择因此显得非常关键。校准可以通过调整电路的放大倍数（手调电阻或通过数字电位计进行调节，或者固定放大倍数的情况下，知道传感器的灵敏度，从而在软件中实现校准。根据multism11.0仿真的电路是达特传感器公司为了满足客户开发需求而做的。应用了JFET短接传感器以阻止传感器在不使用状态下产生的漂移。同时它还提供了一个真实的地接，这在单边电源供应电路中是必须的。具体放大电路如图5，其中电流源模拟甲醛传感器输出电流，放大器对其进行转换放大，其放大电路的具体参数及转换放大原理图如图5所示。在系统中的高精度测量放大电路设计中，反馈电阻选为470 k，同时并联一个4．7
[7]
斗F的钽电容在没有反向响应时间的情况下降噪。
图5放大电路
5.1.2系统单片机及显示电路设计
由于STC12C5A60S2单片机与普通51单片机的引脚相同且完全兼容，因此在设计电路时可以采用普通的单片机最小系统板进行布局即可，放大电路的信号可以经过P1口进入单片机进行AD转换和数据处理后经过连接P0口的LCD1062进行显示。其具体电路如图6所示。
8
图
图6显示电路与STC12C5A60S2
5.1.3系统报警电路设计
当电路检测到甲醛浓度超过国标的限制时，将产生一个信号给报警电路。使报警电路报警从而提醒工作人员注意，超限报警电路如图7所示。
它是有STC12C5A60S2的P2.6口来控制的，当超过设置的0.08ppm时，通过程序使P2.6口值为高电平，从而使三极管导通，报警电路接通，使蜂鸣器SPEAKER发出报警声。这一任务的实现主要靠程序来完成，在此不再赘述。
图7报警电路
9
6.系统软件部分设计
对于单片机的开发应用中，逐渐引入了高级语言，C语言就是其中的一种。汇编语言的可控性较高级语言来说更具优越性。程序编写语言比较常见的有C语言、汇编语言。汇编语言的机器代码生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。
C语言编写的程序比用汇编编写的程序更符合人们的思考习惯。还有很多处理器都支持C编译器，这样意味着处理器也能很快上手。且具有良好的模块化、容易阅读、维护等优点，且编写的模块程序易
[8]
于移植。基于C语言和汇编语言的优缺点，本系统采用C语言编写方法。 1. 主程序流程图：
处理显示
图8主程序流程图 是否超标 是否采样50次 数据采集 初始化CPU 开始 A/D转换 警报 结束
10