基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

文彪 明立娟

摘 要：文章設(shè)計(jì)了一種空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，通過單片機(jī)發(fā)送指令給PM2.5激光檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前PM2.5值的讀取，經(jīng)過單片機(jī)的處理后，在LCD1602的液晶顯示當(dāng)前PM2.5值，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要通過按鍵，設(shè)置報(bào)警閾值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前PM2.5的檢測(cè)報(bào)警。使用該儀器可以針對(duì)不同環(huán)境需要，設(shè)定閾值報(bào)警，操作使用簡(jiǎn)單、靈活多變。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)檢測(cè)；90C516RD+；PM2.5

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）13-0097-02

Abstract： In this paper， a real time air quality detection and alarm system is designed. The current PM2.5 value is read by sending instructions to PM2.5 laser detection sensor by single chip microcomputer. After processing by single chip computer， the current PM2.5 value is displayed on the LCD1602. According to the actual needs， the user can set the alarm threshold by pressing the button， so as to realize the detection and alarm of the current PM2.5. The instrument can be used for different environmental needs to set a threshold alarm， so the operation is simple， flexible and changeable.

Keywords： single-chip microcomputer； automatic detection； 90C516RD+； PM2.5

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）總體設(shè)計(jì)包括液晶顯示、微處理器、PM2.5激光傳感器總體框圖如圖1所示。

（2）硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)電路是由單片機(jī)為控制核心，另外主要通過5個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，他們分別是液晶顯示模塊、按鍵模塊、傳感器模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)模塊。通過單片機(jī)芯片處理數(shù)據(jù)和發(fā)送指令，再通過液晶顯示和按鍵模塊設(shè)置閾值，儲(chǔ)存閾值，最后判斷是否蜂鳴器報(bào)警，如圖2所示。

（3）按鍵模塊

通過3個(gè)按鍵觸發(fā)，按鍵KEY1是設(shè)置鍵，按鍵KEY2是閾值加，按鍵KEY3是閾值減如圖3所示。

（4）晶振模塊

通過晶振模塊提供11.0592MHz的振蕩信號(hào)。如圖4所示。

（5）液晶顯示

通過單片機(jī)處理，在LCD液晶顯示實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量。如圖5所示。

（6）報(bào)警模塊

將獲取到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值和設(shè)置的閾值比較，超過閾值則在蜂鳴器上報(bào)警，如圖6所示。

（7）儲(chǔ)存模塊

將設(shè)置的閾值保存，避免二次開機(jī)再次設(shè)置，如圖7所示。

（8）傳感器模塊

本傳感器通過異步串行通訊方式（UART），以幀為單位進(jìn)行通訊。通過單片機(jī)發(fā)送命令幀給傳感器，傳感器回復(fù)給單片機(jī)相應(yīng)的應(yīng)答幀，從而讀取當(dāng)前PM2.5的值，傳感器與單片機(jī)的接線圖，如圖8所示。傳感器的TXD端和RXD端分別接單片機(jī)的P3.0和P3.1。通過串口的收發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的開關(guān)機(jī)，以及讀取當(dāng)前環(huán)境下的PM2.5的值。

2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要程序?yàn)镃語言，包含單片機(jī)開發(fā)。主要包括初始化，串口的發(fā)送、接收，按鍵的識(shí)別，LCD顯示，報(bào)警系統(tǒng)，EEPROM儲(chǔ)存等。以下為程序的系統(tǒng)框圖：

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一種空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，通過單片機(jī)和PM2.5激光檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前PM2.5值的讀取，LCD1602的液晶顯示當(dāng)前PM2.5值，通過按鍵設(shè)置報(bào)警閾值并保存在AT24C02中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前PM2.5的檢測(cè)報(bào)警。并在keil軟件開發(fā)工具中實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的軟件編譯。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)空氣質(zhì)量的基本功能。

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