stm32f103的pm2.5浓度检测仪设计(附件)【字数：8312】
摘 要本次毕业设计主要对一款采用STM32微处理器作为主控的PM2.5浓度检测仪系统进行了设计和研发，通过软硬件系统的分别设计，做到了对待检测环境中的PM2.5浓度实施快速检测，能够将检测到的数据通过清晰的结果进行显示，反馈给使用者，与此同时在系统检测到PM2.5浓度超标时可以自动闭合继电器启动空气净化器来进行净化，另外用户也可以手动启闭空气净化器。本课题设计的该款PM2.5浓度检测仪系统被植入了非常高的性能，完全依赖于本课题的整体框架结构，将STM32微处理器、LCD1602显示器、ADC0832采样模块、PM2.5气体传感器和有源蜂鸣器等构建成独立的电路模块，使最小系统、液晶屏显示电路、ADC0832模数转换电路、GP2Y1010AU0F型PM2.5浓度检测电路和报警电路实现稳定连接和交互数据。本论文还对该款PM2.5浓度检测仪进行了测试工作，使得系统在工作过程中呈现出来的不足和可优化点进行了修改和完善，最终使得这个系统具有很高的工作性能，非常适合进行普及，方便提升相似产品的运行效果。
目录
一、 引言 1
（一） PM2.5浓度检测仪的发展背景 1
（二） PM2.5浓度检测仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） PM2.5浓度检测仪的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） GP2Y1010AU0F型PM2.5传感器简介 4
（五） ADC0832转换器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602显示电路设计 8
（三） PM2.5气体浓度检测电路设计 8
（四） 模数转换电路设计 9
（五） 蜂鸣器报警电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） PM2.5浓度检测仪的主程序流程设计 11
（二） LCD1602液晶屏显示子程序设计 12
（三） PM2.5采集子程序设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
12
（四） 蜂鸣器子程序流程设计 13
五、 仿真系统设计 15
（一） 启动仿真 16
（二） 模拟PM2.5浓度变化 17
（三） 设置报警阀值 18
（四） PM2.5浓度超标报警 19
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 程序 25
引言
PM2.5浓度检测仪的发展背景
在PM2.5浓度检测仪的多年发展历程中，由八位控制器作为主控的系统最为流行，比较高的性价比让它得到了许多用户的喜欢，内部采用了中低端的微处理器芯片来完成对各项功能的控制，在微处理器的外边安装了许多高性能芯片，使得这种级别的控制系统最终能够发挥出较高的性能，而工程师通过采用低价格的硬件器材以及其它低成本花销，使该系统最后的价格获得大幅度压缩，同市面上的中高档次产品来说，具备更高的竞争力，虽然中高端产品在正常运行状态中呈现出来的效果要远高于低端产品，由于其昂贵的价格并不是大部分的人所能够接受的，另外大多数使用者并不是很追求特别高的工作精度，这些重要的因素使中低端的PM2.5浓度检测仪在过去很长时间内部取得了霸主地位。但是最近几年间的技术水平发展使得这种局面得到了颠覆性改变，在技术上，研发高性能微处理器芯片的成本越来越低，大批量生产高性能芯片的造价也在持续被降低，这样就使得设计者在设计新型PM2.5浓度检测仪系统时，能够有更多的挑选，这样市场上就出现了越来越多的高端性能PM2.5浓度检测仪，同时其研发成本亦在不断的逼近低端产品，基于这样的局面，低端产品的竞争力越来越不足，市场份额亦在不断让出。在PM2.5浓度检测仪发展进步过程中，当实现方法由模拟电路演变到数字电路后，编程技术变成了研究PM2.5浓度检测仪的必要性的技术，从一开始的MCS51内核到如今的最为流行的ARM内核，编程技术在这个过程中也历经了较大的发展，从最初的全面汇编语言到如今的C程序语言，各大企业相继推出了更强大性能的程序软件设计平台，使得程序在PM2.5浓度检测仪里面的工作效率更高，增加PM2.5浓度检测仪的工作效率。通常说的PM2.5浓度检测仪系统事实上是一种可以通过内部高性能的微型控制器实现对数据的快速运算、信号采集和信号输出的电子系统，通过对大量数据的迅速响应，使它可以完成若干功能，大量的用户心中还保留着对传统PM2.5浓度检测仪的深刻印象，在日后的发展方向上，工程师将仍旧在其核心功能上下足功夫，使得PM2.5浓度检测仪的效果实现更高的突破，与此同时在近几年的发展过程中，高度智能化概念已经被大量的植入到PM2.5浓度检测仪系统中，这种概念在未来几年还是发展的中心目标。
PM2.5浓度检测仪的国内外发展现状
通过资料的详细查阅，可以知道无论是在国内还是起步更早的西方国家，现如今都已经掌握了对PM2.5浓度检测仪研发的核心技术，而当今国内外对研发的重点任务有些差异，根据资料显示，海外一个科研单位更倾向于设计外形体积更加小、采集精度更高并且接口性能更为完善的智能传感器，这个小组科研人员表示这是保证PM2.5浓度检测仪工作性能的关键因素，只有提升PM2.5浓度检测仪系统数据的精确度和采集速度才可以保证用户更好的使用体验，该兴趣小组已经公布了部分这类极致性能的传感器模块的研发成果，相信在不久的将来，将有大量的PM2.5浓度检测仪控制系统开始选用该高性能模块。
本文主要研究内容
本论文以PM2.5浓度检测仪控制系统作为研究目标，分为多个章节来对这款系统的不同层面进行设计，主要包含了硬件系统、编程编码以及试验运行等部分，这种系统是基于STM32微处理器的强大控制性能而实现的，本课题对这款PM2.5浓度检测仪系统的主要内容包含了如下几项：
1、实现将PM2.5浓度检测仪系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
目录
一、 引言 1
（一） PM2.5浓度检测仪的发展背景 1
（二） PM2.5浓度检测仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） PM2.5浓度检测仪的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） GP2Y1010AU0F型PM2.5传感器简介 4
（五） ADC0832转换器简介 5
（六） 有源蜂鸣器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602显示电路设计 8
（三） PM2.5气体浓度检测电路设计 8
（四） 模数转换电路设计 9
（五） 蜂鸣器报警电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） PM2.5浓度检测仪的主程序流程设计 11
（二） LCD1602液晶屏显示子程序设计 12
（三） PM2.5采集子程序设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
12
（四） 蜂鸣器子程序流程设计 13
五、 仿真系统设计 15
（一） 启动仿真 16
（二） 模拟PM2.5浓度变化 17
（三） 设置报警阀值 18
（四） PM2.5浓度超标报警 19
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 程序 25
引言
PM2.5浓度检测仪的发展背景
在PM2.5浓度检测仪的多年发展历程中，由八位控制器作为主控的系统最为流行，比较高的性价比让它得到了许多用户的喜欢，内部采用了中低端的微处理器芯片来完成对各项功能的控制，在微处理器的外边安装了许多高性能芯片，使得这种级别的控制系统最终能够发挥出较高的性能，而工程师通过采用低价格的硬件器材以及其它低成本花销，使该系统最后的价格获得大幅度压缩，同市面上的中高档次产品来说，具备更高的竞争力，虽然中高端产品在正常运行状态中呈现出来的效果要远高于低端产品，由于其昂贵的价格并不是大部分的人所能够接受的，另外大多数使用者并不是很追求特别高的工作精度，这些重要的因素使中低端的PM2.5浓度检测仪在过去很长时间内部取得了霸主地位。但是最近几年间的技术水平发展使得这种局面得到了颠覆性改变，在技术上，研发高性能微处理器芯片的成本越来越低，大批量生产高性能芯片的造价也在持续被降低，这样就使得设计者在设计新型PM2.5浓度检测仪系统时，能够有更多的挑选，这样市场上就出现了越来越多的高端性能PM2.5浓度检测仪，同时其研发成本亦在不断的逼近低端产品，基于这样的局面，低端产品的竞争力越来越不足，市场份额亦在不断让出。在PM2.5浓度检测仪发展进步过程中，当实现方法由模拟电路演变到数字电路后，编程技术变成了研究PM2.5浓度检测仪的必要性的技术，从一开始的MCS51内核到如今的最为流行的ARM内核，编程技术在这个过程中也历经了较大的发展，从最初的全面汇编语言到如今的C程序语言，各大企业相继推出了更强大性能的程序软件设计平台，使得程序在PM2.5浓度检测仪里面的工作效率更高，增加PM2.5浓度检测仪的工作效率。通常说的PM2.5浓度检测仪系统事实上是一种可以通过内部高性能的微型控制器实现对数据的快速运算、信号采集和信号输出的电子系统，通过对大量数据的迅速响应，使它可以完成若干功能，大量的用户心中还保留着对传统PM2.5浓度检测仪的深刻印象，在日后的发展方向上，工程师将仍旧在其核心功能上下足功夫，使得PM2.5浓度检测仪的效果实现更高的突破，与此同时在近几年的发展过程中，高度智能化概念已经被大量的植入到PM2.5浓度检测仪系统中，这种概念在未来几年还是发展的中心目标。
PM2.5浓度检测仪的国内外发展现状
通过资料的详细查阅，可以知道无论是在国内还是起步更早的西方国家，现如今都已经掌握了对PM2.5浓度检测仪研发的核心技术，而当今国内外对研发的重点任务有些差异，根据资料显示，海外一个科研单位更倾向于设计外形体积更加小、采集精度更高并且接口性能更为完善的智能传感器，这个小组科研人员表示这是保证PM2.5浓度检测仪工作性能的关键因素，只有提升PM2.5浓度检测仪系统数据的精确度和采集速度才可以保证用户更好的使用体验，该兴趣小组已经公布了部分这类极致性能的传感器模块的研发成果，相信在不久的将来，将有大量的PM2.5浓度检测仪控制系统开始选用该高性能模块。
本文主要研究内容
本论文以PM2.5浓度检测仪控制系统作为研究目标，分为多个章节来对这款系统的不同层面进行设计，主要包含了硬件系统、编程编码以及试验运行等部分，这种系统是基于STM32微处理器的强大控制性能而实现的，本课题对这款PM2.5浓度检测仪系统的主要内容包含了如下几项：
1、实现将PM2.5浓度检测仪系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
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