本课题提出一种基于单片机的甲醛电化学型传感器设计方案。主要基于电化学循环伏安测试原理，利用STC12C5410AD单片机控制产生三角波电压，进而能够驱动电化学型甲醛传感器工作，电流采集时由高精度的电阻将电流转化为电压信号后，利用STC12C5410AD单片机内部AD采样器通过软件对模拟电压值信号的采集，然后再通过程序上的计算将电压换算为电流值通过LCD1602显示出来，作为检测甲醛浓度的依据。最后完成了系统的软、硬件设计，开发出了一种含可控三角波电压输出、电流峰值采集、显示输出以及键盘调控等功能模块的实时甲醛浓度检测系统。该设计方案便于实现、成本低廉，具有较大实际应用价值。

本文仿照循环伏安测试原理，利用STC12C5410AD单片机产生出能够驱动电化学型甲醛传感器工作的可调三角波电压，电流采集阶段先由高精度的电阻将电流转化为电压信号后，利用STC12C5410AD单片机内部硬件自带8路10位精度的AD采样器，通过软件中对模拟电压值信号的采集，然后再通过程序上的计算将电压换算为电流值在LCD1602上显示出来，从而使回路中与甲醛催化氧化相对应的电流峰值记录下来，作为检测甲醛浓度的依据。该设计方案便于实现、成本低廉，具有较大的实际应用价值。

电化学甲醛传感器特点

本设计中需要使用的电化学型甲醛传感器可以工作在室温下，一般是通过催化电极把甲醛气体在溶液中电氧化从而产生与其浓度相关的电信号进行测量，具有灵敏度高，检测下限低等特点，在气体传感器应用领域受到重视。根据文献调研工业甲醛检测这方面研究比较领先而室内甲醛检测及处理装置这方面的研究还比较薄弱所以开发潜力巨大。最近有文献报道，日本、韩国等国家开展了对甲醛气体传感器的研制工作，取得了一些阶段性成果，在第十届国际电化学传感器会议上对于室内空气中甲醛的检测已经有初步的成果[9]，目前甲醛电化学传感器正朝着低成本、便捷、快速响应和高灵敏度方向发展。

基于此，本文采用了基于Pd-Ni/SiNWs甲醛催化电极，利用STC12C5410AD单片机和LM324等器件，仿照电化学工作站循环伏安技术，进行低成本、便捷、快速响应和高灵敏度的电化学电流型甲醛气体传感器设计。

本文主要工作

针对上述的课题背景和国内外的调研现状，本课题设计首要考虑如何降低设计成本。既然是基于循环伏安测试原理产生三角波电压，那么利用单片机也可以完成同样功能。其次需要解决的问题是：如何选择相关的芯片，单片机如何实现具体功能以及单片机的外围电路设计。经过上述分析和市场调查，本课题设计从实际角度出发，提出以STC12C5410AD单片机为核心器件，仿照循环伏安测试原理，产生三角波电压输出，进而驱动电化学电流型甲醛传感器工作。同时利用到DAC0832等芯片进行一系列信号的转换，经高精度的电阻将电流转化为电压信号后，利用STC12C5410AD单片机内部硬件自带8路10位精度的AD采样器，通过软件对模拟电压值信号的采集，当电压值由谷底到谷峰就通过程序中对其峰值电压存入另一变量中，然后再通过程序上的计算将电压换算为电流值通过LCD1602显示出来，作为检测甲醛浓度的检测依据，最后获得传感器对甲醛的氧化电流信息，给出传感器测试结果，而当甲醛浓度超标时单片机会产生恒压进而消除空气中的甲醛。

本论文主要工作内容有：

第1章，调研甲醛传感器研究状况。通过调研甲醛在室内的影响以及甲醛传感器的类型和性能指标情况，提出一种电化学型电流型甲醛传感器设计方案。

第2章，电化学型甲醛传感器基本原理。综述电化学甲醛传感器基本工作原理，然后对甲醛电化学型传感器原理、检测原理、电极制备以及循环伏安法等进行论述，通过对比，论述本课题设计方法的优点。

第3章，系统硬件电路设计。主要对系统硬件电路的功能模块进行设计，设计出硬件电路原理图和PCB版图，以及对整个系统硬件电路进行实物制作。

第4章，系统软件设计。主要对系统的软件程序中的键盘子程序、可控电压子程序、三角波子程序以及电流采集子程序进行模块化设计，完成硬件系统所需要的软件功能设计。

第5章，系统调试。主要对硬件电路和软件程序进行调试，对硬件电路进行常规检查，然后对软件子程序进行调试，把程序烧录到单片机后，再对硬件功能作进一步调试。

最后给出本文结论，对本次论文的工作进行总结，对电化学电流型甲醛传器的发展趋势进行探讨。