基于單片機(jī)的灰塵檢測系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計

黃賓

摘 ?要：本課題研究如何檢測當(dāng)前小范圍空間中空氣所含灰塵含量，實時顯示當(dāng)前空氣中灰塵濃度，并設(shè)置報警值，形成一個集監(jiān)測，報警的小系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以給人們的出行，室內(nèi)外活動提供空氣狀況的直觀數(shù)據(jù)，便于使用者做出判斷。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);灰塵;檢測

1引言

在人們對生活質(zhì)量的要求進(jìn)一步提高時，一個適宜的生活環(huán)境便顯得尤為重要。當(dāng)年輕人晨跑或夜跑時，當(dāng)老年人晨練時都需要關(guān)注當(dāng)前的空氣狀況是否適合運動。人們關(guān)切他們吸入的空氣是否干凈，是否影響身體健康。因此擁有一個便攜的灰塵檢測儀器對人們來說必要的，特別是 那些對粉塵過敏的人來說，這款儀器區(qū)別于天氣預(yù)報中的某一區(qū)域灰塵濃度，它測到的是當(dāng)前空間的灰塵濃度，更貼近人們的生活，也更能滿足人民的需求。

2.1?總體設(shè)計思路

根據(jù)51單片機(jī)搭建最小系統(tǒng)（添加外部復(fù)位和時鐘電路），然后依次設(shè)計出LCD1602液晶顯示與單片機(jī)的接線電路，蜂鳴器報警電路，按鍵電路以及AD0832、51單片機(jī)和灰塵傳感器的外部連接電路，電源輸入電路等。由LCD1602來充當(dāng)儀表顯示出顆粒物濃度值，通過按鍵來設(shè)置灰塵濃度警戒值，當(dāng)灰塵濃度超過警戒值時，蜂鳴器報警。?按鍵部分由三個開關(guān)組成，其中兩個開關(guān)為增減按鍵，另一個按鍵用來進(jìn)入設(shè)置警戒值模式。系統(tǒng)整體框圖如下：

3 硬件電路設(shè)計

3.1 報警電路

由單片機(jī)的P1.4引腳接到三極管的基集，如圖2，當(dāng)P1.4引腳為高電平，會使得三極管的基集與發(fā)射集正偏且大于0.7V，三極管導(dǎo)通，此時電源VCC相當(dāng)于接到蜂鳴器的正極，蜂鳴器發(fā)光二極管同時工作。反之當(dāng)三極管的基集為低電平，5伏電源沒有與蜂鳴器與二極管接通，則蜂鳴器與發(fā)光二極管均不工作。

3.2 按鍵電路

如圖3所示，三個按鍵的一段分別接在單片機(jī)的P3.5引腳、P3.6引腳、P3.7引腳，另一端共地，當(dāng)一個按鍵按下時，就把低電平信號送到單片機(jī)相應(yīng)的引腳，而單片機(jī)的各引腳未接入外部設(shè)備時原本是高電平的，因此當(dāng)一個點電平出現(xiàn)時，可用程序來實時監(jiān)測引腳的電平狀態(tài)，當(dāng)然程序中應(yīng)該考慮到抖動的問題，消抖是按鍵程序必不可少的部分，這樣才能準(zhǔn)確的檢測。

3.3 傳感器連接電路

如圖4，P13端通過Q2來驅(qū)動灰塵傳感器，P13引腳輸出的電流通過R7限流后，基集的電流較弱，但三極管有放大作用，進(jìn)而能驅(qū)動灰塵傳感器。傳感器的模擬輸出引腳OUT送到ADC0832的模擬輸入通道0，再加上輸出端與輸入端不能同時工作，所以可將兩個引腳接到一起接到單片機(jī)的P3.4引腳。

3.4 液晶顯示電路

液晶顯示LCD1602與單片機(jī)的固定接法如圖5所示：

4總結(jié)

本文以空氣中灰塵檢測為研究目標(biāo)，首先分析了研究背景，然后確定總體方案，最后進(jìn)行了一系列的電路設(shè)計，實現(xiàn)了灰塵檢測系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計。然而，由于篇幅限制，本文只針對硬件電路進(jìn)行了分析設(shè)計，未軟件部分進(jìn)行分析，此部分有待完善。

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