设计一种基于单片机技术和传感器技术的空气质量分析仪，要求实现对空气中的二氧化碳（CO2）浓度和挥发性有机化合物气体（TVOC）浓度准确检测和显示功能，并通过Wi-Fi技术上传至手机APP。确定系统总体结构设计方案，要求进行基于单片机控制的硬件电路设计，并写出控制算法，用软件模拟实现。设计方法：基于单片机、传感器和Wi-Fi等技术，通过前期方案论证、选型后，确定本设计硬件结构；利用Protues软件完成硬件原理图的绘制；采用Keil C语言编写软件程序，经过实际调试完成设计所要求的各项功能。

一、方案论证

首先，我们需要确定本设计所需的传感器类型和数量，以及使用的Wi-Fi模块类型，以此为基础确定整个系统的硬件结构。在确定传感器类型时，需要考虑到测量的准确性、响应时间和成本等因素。常用的测量CO2和TVOC的传感器有NDIR传感器和电化学传感器等，可以根据需求选择合适的传感器类型。Wi-Fi模块则可以选择常用的ESP8266或ESP32等模块，具有较高的稳定性和可靠性。

二、总体结构设计

整个系统的硬件结构如下图所示：

其中，MCU模块负责控制传感器采集数据、处理数据并通过Wi-Fi上传至手机APP。传感器模块包含CO2传感器和TVOC传感器，负责检测空气中CO2浓度和TVOC浓度。Wi-Fi模块实现MCU与手机APP之间的通信，以及上传数据到云端。

三、硬件电路设计

单片机模块电路设计

单片机模块使用STC89C52RC单片机，其电路主要包括晶振、复位电路、ISP下载电路和外部扩展接口等。具体电路图如下所示：

CO2传感器电路设计

CO2传感器使用NDIR传感器，其电路主要包括传感器模块、A/D转换模块和信号放大模块等。具体电路图如下所示：

TVOC传感器电路设计

TVOC传感器使用电化学传感器，其电路主要包括传感器模块、A/D转换模块和信号放大模块等。具体电路图如下所示：

Wi-Fi模块电路设计

Wi-Fi模块使用ESP8266模块，其电路主要包括UART接口和电源管理模块。具体电路图如下所示：

四、控制算法

系统的控制算法主要包括以下几个步骤：

初始化单片机模块、CO2传感器和TVOC传感器模块，以及Wi-Fi模块。

循环读取CO2传感器和TVOC传感器的数据，将数据进行A/D转换和信号放大。

对于CO2传感器和TVOC传感器的数据进行校准和滤波处理。

将处理后的数据通过UART接口发送给Wi-Fi模块。

Wi-Fi模块将数据上传至手机APP或云端。

五、软件模拟

在Keil C语言中编写控制算法的代码，并进行编译、下载和调试，以验证系统设计的正确性和可行性。利用Protues软件对整个系统进行软件模拟，模拟各种情况下的系统响应和数据变化，并进行实际测试和验证。

六、总结

本文介绍了一种基于单片机和传感器技术的空气质量分析仪的设计方案，包括总体结构设计、硬件电路设计、控制算法以及软件模拟等方面，旨在为读者提供一个完整且可行的系统设计思路和实现方法。注意，在实际应用中，还需要注意系统的安装位置和测量环境等因素，以确保数据的准确性和可靠性。