单片机的空气质量监测系统设计(附件)
目 录
1 绪论 1
1.1 研究的意义和目的 1
1.2 研究的现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.3 研究范围与内容 2
2 系统总体方案的设计 3
2.1 系统硬件研究框架 3
2.2 系统工作原理 3
3 硬件电路的设计 5
3.1 单片机控制电路设计 5
3.1.1 单片机的介绍 5
3.1.2 单片机最小系统 7
3.2 粉尘传感器电路设计 8
3.2.1 粉尘传感器的介绍 8
3.2.1粉尘浓度传感器的引脚连接 10
3.3 温湿度传感器电路设计 10
3.3.1 温湿度传感器的介绍 10
3.3.2 温湿度传感器与单片机的连接 12
3.4 LCD液晶显示电路设计 12
3.4.1 LCD液晶显示的介绍 12
3.4.2 1602字符型LCD引脚功能说明 13
3.5 报警电路设计 14
3.6 系统电源供电电路设计 15
4 软件程序设计 16
4.1 软件开发环境介绍 16
4.2 C语言的优越性 16
4.3 系统主程序的设计 16
4.4 LCD液晶显示电路程序设计 17
5 硬件与软件调试 19
5.1 硬件调试 19
5.2 软件调试 20
5.2.1 KEIL uVision4的使用步骤 20
5.2.2 STCISP芯片烧录软件的使用 20
5.3 软硬件联调 21
6 总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附 录 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
附录A 电路原理图 26
附录B 源程序 27
1 绪论
1.1研究的意义和目的
基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪的选题充分结合了实际生活应用，通过此次的毕业设计能充分了解更多实际应用方面的知识，从前期的资料收集，再到中途的硬件电路设计、C语言编程以及最后阶段的功能调试等各方面进行系统的锻炼，提高了用所学知识解决实际问题的能力。同时基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪的研制可以方便地对粉尘浓度超标的场所及时提出整改意见，能够有效地保证操作人员的人身安全。空气质量检测仪对保护环境,防止大气污染，具有非常重要的意义[2]。
1.2 研究的现状
粉尘是指在生产过程中产生的固体颗粒，并且能够较长时间悬浮于空气中。可见粉尘是空气动力学当量直径大于10um的悬浮颗粒，它由环境保护部门检测并且命名，它们如果在静止在空气中会以非常快的速度下降；可吸入颗粒物是空气动力学当量直径小于等于10um的悬浮颗粒，这些小粒径颗粒物能够漂浮于空气中很长时间,很难降落在地面,经常漂浮在空中，特别容易被吸入到人体的呼吸道,而且颗粒的半径越小,被人吸入到人体呼吸道的位置就越深,对人体的危害性就越大。
1.2.1国内研究现状
目前，世界各国对粉尘浓度的测量技术都做了大量研究，研制了一系列粉尘监测仪器，例如粉尘采样器、直读式测尘仪、粉尘浓度传感器等。由于粉尘浓度传感器的进一步出现，解决了很多问题，例如粉尘采样器、直读式测尘仪不能实时监测作业场所粉尘浓度等。
国内粉尘浓度监测技术的发展较晚，主要以采样器、直读式测尘仪为主，最近几年，随着信息技术的发展及光电子技术、信息技术的提高，国内其他厂家也陆续引进和开发出了粉尘浓度传感器。在国内外粉尘浓度在线检测技术中，大多数采用光散射法的原理，但是还是与其测量误差、测量范围和工作电流上是存有很大差别的。现如今我国国内的仪器还是存有缺陷，比如测量范围宽、准确度低、工作电流大等问题。
1.2.2国外研究现状
国外还是有很多种粉尘检测仪。而粉尘检测仪也是又几部分构成的，就比如信号采集、信号处理、数字显示以及对参数的控制和设置等几部分。
就目前情况看，国外的检测仪器可以快速准确得到测量结果，他们大多采用光射原理和光透原理的直读式粉尘浓度测量仪。但是在国内一部分的工矿企业及劳动部门、环保监测部门对粉尘浓度的检测上仍然比不上国外，依旧使用设备体积大、不易携带、价格昂贵、功耗大的粉尘浓度检测仪。这些产品对于普通大众来说，还是很不适合使用的。现如今，随着全球科学技术的快速发展和不断进步，群众还是更容易接受体积小巧、现场操作方便、成本低、测量准确、测量快速、稳定性、功能多样化的的产品，所以现代粉尘测试仪的发展更倾向于以上群众所喜欢的优点。本课题是基于单片机的便携式粉尘浓度检测仪。主要用到单片机、粉尘传感器和液晶显示器模块。通过C语言的编程，实现对粉尘悬浮颗粒的检测，具有体积小巧、携带方便、成本低、测量准确快速的优点[3]。
1.3 研究范围与内容
本课题的研究对象是基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪，这里不针对粉尘测定方法做过多研究，重点研究单片机、粉尘传感器、液晶显示屏幕等各个模块的功能的实现，从而实现系统总体功能，下面是本文主要解决的几个问题：
（1）对粉尘检测技术进行研究。
（2）完成粉尘测试仪的方案设计和系统总体设计。
（3）完成系统硬件电路设计。
（4）完成系统软件系统设计。
（5）实现系统功能：实时显示粉尘浓度值；通过按键设定报警阀值；超过预设
浓度时可以实现报警提示。
1 绪论 1
1.1 研究的意义和目的 1
1.2 研究的现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.3 研究范围与内容 2
2 系统总体方案的设计 3
2.1 系统硬件研究框架 3
2.2 系统工作原理 3
3 硬件电路的设计 5
3.1 单片机控制电路设计 5
3.1.1 单片机的介绍 5
3.1.2 单片机最小系统 7
3.2 粉尘传感器电路设计 8
3.2.1 粉尘传感器的介绍 8
3.2.1粉尘浓度传感器的引脚连接 10
3.3 温湿度传感器电路设计 10
3.3.1 温湿度传感器的介绍 10
3.3.2 温湿度传感器与单片机的连接 12
3.4 LCD液晶显示电路设计 12
3.4.1 LCD液晶显示的介绍 12
3.4.2 1602字符型LCD引脚功能说明 13
3.5 报警电路设计 14
3.6 系统电源供电电路设计 15
4 软件程序设计 16
4.1 软件开发环境介绍 16
4.2 C语言的优越性 16
4.3 系统主程序的设计 16
4.4 LCD液晶显示电路程序设计 17
5 硬件与软件调试 19
5.1 硬件调试 19
5.2 软件调试 20
5.2.1 KEIL uVision4的使用步骤 20
5.2.2 STCISP芯片烧录软件的使用 20
5.3 软硬件联调 21
6 总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附 录 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
附录A 电路原理图 26
附录B 源程序 27
1 绪论
1.1研究的意义和目的
基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪的选题充分结合了实际生活应用，通过此次的毕业设计能充分了解更多实际应用方面的知识，从前期的资料收集，再到中途的硬件电路设计、C语言编程以及最后阶段的功能调试等各方面进行系统的锻炼，提高了用所学知识解决实际问题的能力。同时基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪的研制可以方便地对粉尘浓度超标的场所及时提出整改意见，能够有效地保证操作人员的人身安全。空气质量检测仪对保护环境,防止大气污染，具有非常重要的意义[2]。
1.2 研究的现状
粉尘是指在生产过程中产生的固体颗粒，并且能够较长时间悬浮于空气中。可见粉尘是空气动力学当量直径大于10um的悬浮颗粒，它由环境保护部门检测并且命名，它们如果在静止在空气中会以非常快的速度下降；可吸入颗粒物是空气动力学当量直径小于等于10um的悬浮颗粒，这些小粒径颗粒物能够漂浮于空气中很长时间,很难降落在地面,经常漂浮在空中，特别容易被吸入到人体的呼吸道,而且颗粒的半径越小,被人吸入到人体呼吸道的位置就越深,对人体的危害性就越大。
1.2.1国内研究现状
目前，世界各国对粉尘浓度的测量技术都做了大量研究，研制了一系列粉尘监测仪器，例如粉尘采样器、直读式测尘仪、粉尘浓度传感器等。由于粉尘浓度传感器的进一步出现，解决了很多问题，例如粉尘采样器、直读式测尘仪不能实时监测作业场所粉尘浓度等。
国内粉尘浓度监测技术的发展较晚，主要以采样器、直读式测尘仪为主，最近几年，随着信息技术的发展及光电子技术、信息技术的提高，国内其他厂家也陆续引进和开发出了粉尘浓度传感器。在国内外粉尘浓度在线检测技术中，大多数采用光散射法的原理，但是还是与其测量误差、测量范围和工作电流上是存有很大差别的。现如今我国国内的仪器还是存有缺陷，比如测量范围宽、准确度低、工作电流大等问题。
1.2.2国外研究现状
国外还是有很多种粉尘检测仪。而粉尘检测仪也是又几部分构成的，就比如信号采集、信号处理、数字显示以及对参数的控制和设置等几部分。
就目前情况看，国外的检测仪器可以快速准确得到测量结果，他们大多采用光射原理和光透原理的直读式粉尘浓度测量仪。但是在国内一部分的工矿企业及劳动部门、环保监测部门对粉尘浓度的检测上仍然比不上国外，依旧使用设备体积大、不易携带、价格昂贵、功耗大的粉尘浓度检测仪。这些产品对于普通大众来说，还是很不适合使用的。现如今，随着全球科学技术的快速发展和不断进步，群众还是更容易接受体积小巧、现场操作方便、成本低、测量准确、测量快速、稳定性、功能多样化的的产品，所以现代粉尘测试仪的发展更倾向于以上群众所喜欢的优点。本课题是基于单片机的便携式粉尘浓度检测仪。主要用到单片机、粉尘传感器和液晶显示器模块。通过C语言的编程，实现对粉尘悬浮颗粒的检测，具有体积小巧、携带方便、成本低、测量准确快速的优点[3]。
1.3 研究范围与内容
本课题的研究对象是基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪，这里不针对粉尘测定方法做过多研究，重点研究单片机、粉尘传感器、液晶显示屏幕等各个模块的功能的实现，从而实现系统总体功能，下面是本文主要解决的几个问题：
（1）对粉尘检测技术进行研究。
（2）完成粉尘测试仪的方案设计和系统总体设计。
（3）完成系统硬件电路设计。
（4）完成系统软件系统设计。
（5）实现系统功能：实时显示粉尘浓度值；通过按键设定报警阀值；超过预设
浓度时可以实现报警提示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1472.html
