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基于STM32单片机的气体分析仪设计
资料介绍
科学技术的不断进步，促进工业化的大力度发展，同时也造成大量污染性气体的肆意排出，对环境的污染与生态的破坏也逐渐加重，给人们的正常生活造成了严重的影响。加强检测进而净化空气势在必行。传统分析仪大多具有检测气体单一、体积大、准确度低等缺点，随着仪器多功能化的发展，设计能同时准确检测多种气体的小型仪器具有很大的意义。
本课题依据实际需求，设计了一款以STM32F103RCT6为核心的多气体分析仪，利用五种气体（氧气、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮和一氧化碳）的电化学传感器在多种气体混合的情况下快速准确地检测出各分组气体的浓度并将测出的结果显示在液晶显示器上。为了拓展仪器功能，系统同时可以对测得数据进行存储，并通过串口发送到计算机，方便于后期对被测气体进行相关分析。
本文分模块详细介绍了系统硬件与软件的设计。其中由于STM32F103RCT6内部资源十分丰富，从而使得系统硬件电路体积大幅减小，仪器可靠性提高。超低失调电压运算放大器OP77的使用更加提高了数据的准确性。为防止掉电数据丢失，设计中使用24C02E2PROM芯片存储气体浓度数据。利用CH340芯片将USB转为RS232串口来完成与上位机的数据传送。软件部分利用STM32的固件函数库在Keil uVision5环境下采用C语言进行模块化设计。其中为了减少混合气体间的交叉干扰，提高仪器精度，软件设计中通过互相干扰的系数来进行数据补偿;为了降低气体传感器的漂移特性对数据的影响，本文中对仪器设计了自动标定功能。
最后将国家标准气体进行混合后用分析仪进行检测，并对所测结果进行误差分析。实验数据表明，分析仪测量结果在行业要求误差(±4％)范围内，达到了预期要求。
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