空气净化装置控制系统的设计与实现(附件)【字数：8565】
摘 要近年来,随着工业生产和交通运输产业的发展，虽然给人们的日常生活带来了便利，但是也给整体的环境带来了污染。空气中的污染物越来越多，尤其以细菌灰尘、PM2.5居多，环境质量在无形中逐渐的变差。无论在室外还是室内，这些污染物都给人们身体健康和心理都带来了影响。因此，人们不断的对污染进行防治，以此来改善空气质量。空气净化器成为防治室内空气污染的有效手段，它能够净化空气，将其转换为纯净清新的气体。为了适应不同的环境需求，空气净化器被人们不断的研究和开发。本项目设计了一款以STM8S单片机为核心的空气净化装置控制系统，该系统包括电源模块、监控模块和显示模块。首先设计了电源模块给控制系统提供电量。其次设计了监控模块检测室内空气污染状况并反馈给单片机，单片机处理信号后可调节电机档位和显示LED灯。如果空气质量差时蜂鸣器会发出警报的声音，用户调节电机档位，空气净化器开始工作，最后使空气质量达到标准。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2课题研究的内容和论文架构 1
第二章 系统的硬件设计与实现 3
2.1系统总体设计概述 3
2.2 STM8S单片机的概述 3
2.3硬件设计 4
2.3.1硬件主控模块设计 5
2.3.2硬件子模块设计 6
2.4 本章小结 13
第三章 系统的软件设计与实现 14
3.1系统软件总体设计 14
3.2设计工具介绍 14
3.3软件设计 15
3.3.1主程序流程 15
3.3.2主要子程序设计 16
3.4本章小结 21
第四章 空气净化器控制系统的调试 22
4.1调试 22
4.2测试结果及问题分析 24
4.3本章小结 25
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
附录 部分程序 29
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
随着我国能源需求和机动车数量的增大，雾霾、烟雾频繁发生，大气环境日益 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
恶化，空气中各种细菌污染物侵蚀着我国城镇居民的生活健康，这些悬浮颗粒物的危害很大，它们会进入人的肺和心血管，从而损伤人体器官。在这种环境下，人们对空气净化器的研究越来越深入。自十六世纪，世界首个空气净化的产品概念出现，它是一种空气呼吸器面罩，能够隔绝烟雾等颗粒，用于消防领域。直到20世纪80年代，空气净化开始转向净化空气的方式，能够去除空气中的细菌等有害物质，而在此之前的空气净化器只能净化有毒气体，不能净化病毒或细菌。
到了1996年，空气净化器增加了除菌除臭功能。在2008年，为了消除室内干燥的需求，空气净化器增加了加湿功能。随着净化器功能的增多，功能单一的空气净化器已经不能满足人们的日常需求。而如今，智能化技术已经成为当代重要的研究热点，用户可以使用手机客户端对智能产品进行局域或者远程控制，利用WiFi和手机APP进行数据传输，适当调节产品的工作状态，这种智能化产品具有十分广阔的发展前景。
大部分的空气净化器可有效防治室内空气污染，我们在已有的空气净化控制系统上进一步的研究和创新，从智能化方面着手，设计一款智能型空气净化器，它可以监测并处理被污染的空气，改善空气环境质量，减少空气污染带来的危害，此外，它还具有香氛功能和定时功能。其工作原理是利用机内的马达和风扇促使室内空气流通，被污染的空气经由机内的过滤网后，污染物被吸附，风扇送出因电离空气产生的负离子，形成了负离子气流，最后使空气得以清洁净化。
1.2课题研究的内容和论文架构
1.研究内容
本项目是基于单片机进行空气净化控制系统的设计，收集分析一些关于单片机控制系统技术和空气净化方面的资料，对传统的空气净化器进行研究并作进一步的改善，该系统可以实时监测空气质量，根据污染指数检测空气是否符合标准，当空气质量不符合标准时，该系统会立即发出警报提示，最后用户调节档位可净化污浊的空气使空气质量达到标准，营造舒适温馨的室内环境，使人身心愉悦。
2.论文架构
第一章绪论介绍了空气净化装置控制系统这个课题的背景及意义，阐述了本次设计研究的主要内容，简单的描述了每一章节的结构安排。
第二章系统的硬件设计总体描述了该系统的功能，介绍了主控单片机STM8S，根据功能要求进行硬件设计，分别介绍了主模块和各个子模块，最后进行了总结。
第三章系统的软件设计介绍了软件部分的组成模块，然后阐述需要用到的编程软件，对主要模块分别给出程序流程图并分析，最后进行总结。
第四章系统的调试部分给出了原理图和PCB图，展示设计成果并调试，最后分析设计过程中遇到的问题。
第二章 系统的硬件设计与实现
本课题提出的系统方案包括了控制电路，显示电路，蜂鸣器报警电路，它能够实时监测室内的空气质量状况，当空气质量差时，用户可以调节电机档位进而改变空气净化器的运行状态，净化空气。该系统还能实现香氛功能、定时功能等。
2.1系统总体设计概述
空气净化装置控制系统的组成主要有主控芯片、LED显示灯、WiFi、香氛控制、蜂鸣器、电源电机等。其总体功能设计方框图如图21所示。
/
图21 总体功能设计方框图
本次设计的系统能够实时监测室内的空气质量状况，当空气质量差时，用户可以调节电机档位进而改变空气净化器的运行状态，净化空气。该系统还具有自动待机、定时操作、WiFi远程控制和释放香气等功能。由于该系统的功能强大，设计了很多电路模块，所需要的主控芯片要有很多的IO接口能够连接这些电路模块，因此合理的选择了STM8S单片机作为控制系统的主要器件。
2.2 STM8S单片机的概述
2009年，意法半导体公司经过研究推出了STM8S单片机产品，该公司主要经营电子开发，最初，这一系列的微控制器被该公司用于工业控制方面。现如今，这类微控制器产品被广泛应用于家用电器、室内通风、医疗等领域。STM8S单片机运用了三级流水线哈佛架构，具有32个中断的中断控制器，工作电压范围在2.955.5V之间，它有非常强大的外设功能且I/O接口较多。外设功能包括基本定时器，高级控制定时器等。在48脚的封装芯片上拥有38个I/O接口，其中有16个属于高吸收电流输出。STM8S105系列产品特点如下图所示。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2课题研究的内容和论文架构 1
第二章 系统的硬件设计与实现 3
2.1系统总体设计概述 3
2.2 STM8S单片机的概述 3
2.3硬件设计 4
2.3.1硬件主控模块设计 5
2.3.2硬件子模块设计 6
2.4 本章小结 13
第三章 系统的软件设计与实现 14
3.1系统软件总体设计 14
3.2设计工具介绍 14
3.3软件设计 15
3.3.1主程序流程 15
3.3.2主要子程序设计 16
3.4本章小结 21
第四章 空气净化器控制系统的调试 22
4.1调试 22
4.2测试结果及问题分析 24
4.3本章小结 25
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
附录 部分程序 29
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
随着我国能源需求和机动车数量的增大，雾霾、烟雾频繁发生，大气环境日益 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
恶化，空气中各种细菌污染物侵蚀着我国城镇居民的生活健康，这些悬浮颗粒物的危害很大，它们会进入人的肺和心血管，从而损伤人体器官。在这种环境下，人们对空气净化器的研究越来越深入。自十六世纪，世界首个空气净化的产品概念出现，它是一种空气呼吸器面罩，能够隔绝烟雾等颗粒，用于消防领域。直到20世纪80年代，空气净化开始转向净化空气的方式，能够去除空气中的细菌等有害物质，而在此之前的空气净化器只能净化有毒气体，不能净化病毒或细菌。
到了1996年，空气净化器增加了除菌除臭功能。在2008年，为了消除室内干燥的需求，空气净化器增加了加湿功能。随着净化器功能的增多，功能单一的空气净化器已经不能满足人们的日常需求。而如今，智能化技术已经成为当代重要的研究热点，用户可以使用手机客户端对智能产品进行局域或者远程控制，利用WiFi和手机APP进行数据传输，适当调节产品的工作状态，这种智能化产品具有十分广阔的发展前景。
大部分的空气净化器可有效防治室内空气污染，我们在已有的空气净化控制系统上进一步的研究和创新，从智能化方面着手，设计一款智能型空气净化器，它可以监测并处理被污染的空气，改善空气环境质量，减少空气污染带来的危害，此外，它还具有香氛功能和定时功能。其工作原理是利用机内的马达和风扇促使室内空气流通，被污染的空气经由机内的过滤网后，污染物被吸附，风扇送出因电离空气产生的负离子，形成了负离子气流，最后使空气得以清洁净化。
1.2课题研究的内容和论文架构
1.研究内容
本项目是基于单片机进行空气净化控制系统的设计，收集分析一些关于单片机控制系统技术和空气净化方面的资料，对传统的空气净化器进行研究并作进一步的改善，该系统可以实时监测空气质量，根据污染指数检测空气是否符合标准，当空气质量不符合标准时，该系统会立即发出警报提示，最后用户调节档位可净化污浊的空气使空气质量达到标准，营造舒适温馨的室内环境，使人身心愉悦。
2.论文架构
第一章绪论介绍了空气净化装置控制系统这个课题的背景及意义，阐述了本次设计研究的主要内容，简单的描述了每一章节的结构安排。
第二章系统的硬件设计总体描述了该系统的功能，介绍了主控单片机STM8S，根据功能要求进行硬件设计，分别介绍了主模块和各个子模块，最后进行了总结。
第三章系统的软件设计介绍了软件部分的组成模块，然后阐述需要用到的编程软件，对主要模块分别给出程序流程图并分析，最后进行总结。
第四章系统的调试部分给出了原理图和PCB图，展示设计成果并调试，最后分析设计过程中遇到的问题。
第二章 系统的硬件设计与实现
本课题提出的系统方案包括了控制电路，显示电路，蜂鸣器报警电路，它能够实时监测室内的空气质量状况，当空气质量差时，用户可以调节电机档位进而改变空气净化器的运行状态，净化空气。该系统还能实现香氛功能、定时功能等。
2.1系统总体设计概述
空气净化装置控制系统的组成主要有主控芯片、LED显示灯、WiFi、香氛控制、蜂鸣器、电源电机等。其总体功能设计方框图如图21所示。
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图21 总体功能设计方框图
本次设计的系统能够实时监测室内的空气质量状况，当空气质量差时，用户可以调节电机档位进而改变空气净化器的运行状态，净化空气。该系统还具有自动待机、定时操作、WiFi远程控制和释放香气等功能。由于该系统的功能强大，设计了很多电路模块，所需要的主控芯片要有很多的IO接口能够连接这些电路模块，因此合理的选择了STM8S单片机作为控制系统的主要器件。
2.2 STM8S单片机的概述
2009年，意法半导体公司经过研究推出了STM8S单片机产品，该公司主要经营电子开发，最初，这一系列的微控制器被该公司用于工业控制方面。现如今，这类微控制器产品被广泛应用于家用电器、室内通风、医疗等领域。STM8S单片机运用了三级流水线哈佛架构，具有32个中断的中断控制器，工作电压范围在2.955.5V之间，它有非常强大的外设功能且I/O接口较多。外设功能包括基本定时器，高级控制定时器等。在48脚的封装芯片上拥有38个I/O接口，其中有16个属于高吸收电流输出。STM8S105系列产品特点如下图所示。
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