基于51單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀--畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙摘要隨著電子信息的快速發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備應(yīng)用在我們生活中。本次設(shè)以STC89C52 單片機(jī)為控制核心，通過使用PM2.5 檢測(cè)傳感器模塊、LCD 液晶顯示模塊、按鍵控制模塊、報(bào)警模板，實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是解決檢測(cè)空氣中PM2.5 的值，設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，軟件設(shè)計(jì)主要是根據(jù)硬件需要實(shí)現(xiàn)的功能，按照軟件流程圖進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)主要是按照不同的模塊進(jìn)行，把整體的硬件分成模塊電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)中使用 C 語言作為單片機(jī)的開發(fā)語言，由于C 語言是偏向于底層硬件語言，其比匯編更加通俗易懂，比高級(jí)語言更加適合對(duì)硬件的直接控制，而且具有

2、很好的移植性。通過硬件和軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣質(zhì)量PM2.5 的檢測(cè)和顯示，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)空氣中PM2.5 的的濃度值高于正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)警模塊將發(fā)出報(bào)警，當(dāng)空氣PM2.5 濃度值低于報(bào)警閾值時(shí)，報(bào)警停止。本次設(shè)計(jì)空氣檢測(cè)儀操作簡(jiǎn)單、成本低、性能穩(wěn)定、是只能家居的首選。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；PM2.5 傳感器；報(bào)警器；LCD 顯示器；共 28 頁第 5 頁ABSTRACTWith the development of high and new technology, SCM has been used more and more in daily electronic products. With

3、the STC89C52 microcontroller as control core, through the use of PM2.5 sensor module, LCD LCD module, key control module, alarm template, implementation of air quality detecting system based on mcu. The design of the air quality detection instrument based on MCU is mainly divided into the design of

4、hardware circuit and software program of the preparation of the two part, the hardware design according to the overall plan of system diagram design, the overall design of the hardware circuit is divided into modules. In the software design uses the monolithic integrated circuit C language realizati

5、on system that that the entire procedure writes, uses the C language to carry on the programming to be possible to make the program readability good, and the procedure is easy to transplant. Through the design of hardware and software can achieve the measurement of air quality in PM2.5 and showed th

6、at when the concentration of the detection system of PM2.5 in the air was higher than the normal standard, the alarm module will give an alarm when the air PM2.5 concentration below the alarm threshold, the alarm stops. The design of the air detector is simple, low cost, stable performance, is the o

7、nly choice for home.KEYWORDS: MCU; PM2.5 sensor; Alarm; LCD display;目錄摘要 I ABSTRACT II目錄 I.I.I.第一章緒論5.1.1 課題背景5.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求5.第二章整體方案設(shè)計(jì)6.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹6.2.2 控制器選擇6.2.3 顯示模塊選擇6.2.4 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)7.第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8.3.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)8.3.1.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成 8.3.1.2 單片機(jī)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 9.3.1.3 單片機(jī)時(shí)鐘復(fù)位電路設(shè)計(jì) 9.3.2 顯示電路設(shè)計(jì)1.0.3.3 PM2.5傳感器電路設(shè)計(jì)1

8、.23.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)1.3.3.5 按鍵電路設(shè)計(jì)1.3.第四章系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)1.5.4.1 系統(tǒng)主流程設(shè)計(jì)1.5.4.2 按鍵流程設(shè)計(jì)1.6.第五章仿真與調(diào)試1.8.5.1 硬件調(diào)試1.8.5.2 軟件調(diào)試2.0.5.3 仿真 2.1.5.3.1 仿真軟件介紹215.3.2 仿真結(jié)果21第六章總結(jié) 23參考文獻(xiàn)24附錄 A 電路原理圖25附錄B 程序 26附錄C 原件清單28致謝 29畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第一章緒論1.1 課題背景現(xiàn)在，關(guān)于單片機(jī)的使用非常普遍。很多系統(tǒng)控制過程都把單片機(jī)當(dāng)成主計(jì)算機(jī)，或者把它當(dāng)成分布式的控制系統(tǒng)里的前端計(jì)算機(jī)。這樣， 可以達(dá)到模擬量收集、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算、數(shù)據(jù)輸出等任務(wù)，

9、之后還可輸出系統(tǒng)的控制信息。很多儀器儀表都使用單片機(jī)，它們被連接在不一樣的傳感器上，達(dá)到一些測(cè)量目的，比如頻率、速度、壓力等等一些測(cè)量。另外，單片機(jī)還可以用在家庭設(shè)備上并且很普遍，比如說，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)、智能家居中的一些設(shè)備，包括現(xiàn)在很多的兒玩家，很多都有單片機(jī)的應(yīng)用。在一些重要領(lǐng)域，單片機(jī)也有應(yīng)用，比如，在航空航天領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，或者商業(yè)界應(yīng)用。技術(shù)發(fā)展日新月異，關(guān)于空氣質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)也越來越微型化、可視化而且智能化了。該研究的主要想法為：下位機(jī)使用單片機(jī)，上位機(jī)使用PC機(jī)，同時(shí)把單片機(jī)與PC機(jī)連接到一起，然后測(cè)量空氣質(zhì)量情況。這個(gè)研究需要更加智能、可操作并且穩(wěn)定性強(qiáng)。我們國家的工業(yè)日新月異，空氣的

10、質(zhì)量逐漸受到污染，能夠快速的檢測(cè)到周圍的環(huán)境質(zhì)量顯得尤為重要，能夠快速準(zhǔn)確的檢測(cè)到周圍環(huán)境中的空氣質(zhì)量也是最有效的方式?？諝獾淖兓⑹覂?nèi)裝修殘留的甲醛氣體、粉塵的污染等，這將無時(shí)不刻的威脅這人們的呼吸道疾病的發(fā)生，因此，一款可以實(shí)時(shí)檢測(cè)PM2.5 的測(cè)試儀越來越受到人們的重視。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求設(shè)計(jì)任務(wù)：掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用，軟件設(shè)計(jì)的編程設(shè)計(jì)、硬件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試和需求分析等?；疽螅涸O(shè)計(jì)出一款能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)空氣中PM2.5 情況的測(cè)試儀，同時(shí)當(dāng)檢測(cè)的PM2.5 值大于閾值則啟動(dòng)報(bào)警，可以通過手動(dòng)按鍵設(shè)置報(bào)警閾值大小，在設(shè)計(jì)過程中按照分模塊的方法進(jìn)行，在每次焊接一個(gè)模塊，則測(cè)試一個(gè)

11、模塊，最后進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。第二章整體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹具體功能，即到實(shí)時(shí)檢測(cè)空氣中的PM2.5 值， 達(dá)到閾值報(bào)警，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面：（ 1 ）選擇適合本次設(shè)計(jì)的單片機(jī)；（ 2）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；（ 3）系統(tǒng)軟件硬件的連接調(diào)試。（ 4）系統(tǒng)仿真分析2.2 控制器選擇控制器是本次設(shè)計(jì)的PM2.5 檢測(cè)控制系統(tǒng)的主要的核心部分。用戶通過在控制器中編寫單機(jī)控制程序，使控制器具有類似人體大腦一樣的邏輯功。在進(jìn)行控制器的選擇時(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的二種方案。方案一：采用可編程邏輯陣列（FPGA）作為系統(tǒng)的主控制器。FPGA 是最近幾年逐漸興起并在相關(guān)領(lǐng)域廣泛使用的器件，能夠很好的進(jìn)行接口擴(kuò)展

12、的功能，同時(shí)也可以進(jìn)行程序算法的控制3，除此之外FPGA 還具有優(yōu)良的高速性?？梢哉fFPGA 的功能是非常強(qiáng)大的。但是對(duì)于初學(xué)者來說，使用 FPGA 需要掌握的知識(shí)內(nèi)容繁多而復(fù)雜，最大的難關(guān)便是編程環(huán)境的學(xué)習(xí)以及對(duì)于FPGA 編程語言 Verilog 語言的學(xué)習(xí)。對(duì)于初學(xué)者來說不但困難，而且在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間內(nèi)還難以保證效率。方案二：使用STC89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)。單片機(jī)采用CMOS 工藝進(jìn)行制作而成，同時(shí)選用了來自宏晶公司所設(shè)計(jì)，具有很好的存儲(chǔ)性能。在引腳的兼容性上也做的十分好，編程難度適中，并可以良好地完成設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)要求。綜合上面的分析討論，在兩種設(shè)計(jì)方案中，本次設(shè)計(jì)采用方案二作為方

13、法。2.3 顯示模塊選擇顧名思義，顯示電路將信息以可視化的形式展現(xiàn)給使用者的。在本次設(shè)計(jì)中，我們需要顯示當(dāng)前檢測(cè)到的PM2.5 值，也需要顯示設(shè)定的報(bào)警閾值。根據(jù)此需求得到了如下兩種設(shè)計(jì)方案：方案一： 使用 LED 數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5 值信息的顯示。數(shù)碼管按照原理可以分為共陰和共陽數(shù)碼管。數(shù)碼管的主要的特點(diǎn)是顯示亮度高，工作穩(wěn)定性好，而且數(shù)碼管的工作所需電流很小并可顯示 0-F 等字符字樣的數(shù)據(jù)。共 28 頁第 7 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙方案二：使用液晶顯示器顯示PM2.5 值的相關(guān)的信息。顯示器型號(hào)為L(zhǎng)CD1602，該型號(hào)的液晶顯示器可以分成兩行來顯示數(shù)據(jù)信息，支持對(duì)于數(shù)字和字母的顯示，但是不支

14、持對(duì)中文的顯示，每行可以顯示16 個(gè)字符。但是液晶顯示有一個(gè)缺點(diǎn)就是顯示的亮度不夠好。經(jīng)過對(duì)方案一和方案二的對(duì)比，本次設(shè)計(jì)中我們選用方案二進(jìn)行對(duì)顯示模塊的設(shè)計(jì)。2.4 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)對(duì)空氣中的PM2.5 進(jìn)行檢測(cè)是本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，我們所選用的單片機(jī)型號(hào)為STC89C52，PM2.5 經(jīng)過檢測(cè)電路模塊檢測(cè)以后，將信息傳給單片機(jī)進(jìn)行處理，進(jìn)而在 LCD 液晶顯示器上進(jìn)行顯示出來，顯示器對(duì)檢測(cè)出來的PM2.5 的值進(jìn)行顯示，然后再去判斷該值是否大于報(bào)警設(shè)置的閾值，如大于閾值，則會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路。下圖2-1 即是空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)：2-1 系統(tǒng)整體框圖設(shè)計(jì)共 28 頁第 # 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙面該單片機(jī)

15、具有功耗低和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，在處理數(shù)據(jù)運(yùn)行方面比較快，是其他普通單片機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)該單片機(jī)是主要是有STC 公司進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)的一款基于51 內(nèi)核的 8 位單片機(jī)，在優(yōu)點(diǎn)方數(shù)倍。在51 單片機(jī)上能夠運(yùn)行的程序，在該單片機(jī)一樣可以運(yùn)行，對(duì)于程序的開發(fā)和移植具有很好的幫助。STC89C52 單片機(jī)具有40 個(gè)引腳，其中可以供用戶開發(fā)使用的有32 個(gè) IO 引腳，在內(nèi)存方面具有8K 字節(jié)的 Flash 和512 字節(jié)的RAM ，同時(shí)具有4 個(gè)外部中斷和2 個(gè)內(nèi)部定時(shí)器中斷。單片機(jī)的最高的運(yùn)行的頻率為35MhZ3-1 所示，為STC89C52 單片機(jī)的引腳示意圖

16、。3-1 單片機(jī)的引腳圖3.1.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成本次設(shè)計(jì)中采用的單片機(jī)為STC89C52 單片機(jī)，單片機(jī)最小的電路設(shè)計(jì)中最少需要包含晶振電路、復(fù)位電路、電源電路。其整體電路圖如下圖3-2 所示。C1U1XTAL1XTAL29RST29PSEN3031ALEEAP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1538F37B36E35D34DP33C32G21P2022P2123P2224P

17、2339 A3-2 單片機(jī)的最小系統(tǒng)構(gòu)成原理圖khigh1P1.0P3.0/RXDklow2P1.1P3.1/TXDt-flag3P1.2P3.2/INT04P1.3P1.4P3.3/INT1P3.4/T0P145P156P1.5P3.5/T17P1.6P1.7P3.6/WRP3.7/RD8STC89C52262728 101112131415163.1.2 單片機(jī)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部有高增益反向放大器構(gòu)成的振蕩器，輸入/輸出端為XTAL1/XTAL2Pin19/Pin18 引腳，在這兩個(gè)引腳兩端跨接石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的自3-3 是 STC89C52 工作在內(nèi)部

18、時(shí)鐘方式的電路。所設(shè)計(jì)的電路中晶振頻率值為12MHz ，微調(diào)電容器值為20pF。3-3 時(shí)鐘電路3.1.3 單片機(jī)時(shí)鐘復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路是單片機(jī)不可缺少的重要部分之一，其主要功能是為單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)問STC89C52 單片機(jī)主要使用的1.電源脈沖寬度足夠?qū)挘?.電STC89C52 單片機(jī)復(fù)位電路如圖3-4 所示，具有上電復(fù)位和手動(dòng)共 28 頁第 11 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙復(fù)位功能，選取的晶振、復(fù)位電容、復(fù)位電阻取值分別為12MHz 、 10uF、 10K 。3-4 復(fù)位電路息。單片機(jī)中常用的顯示器有液晶顯示和數(shù)碼管顯示兩種，為了能夠具有清晰的顯示效果，本次設(shè)顯示器的主要的作用是用來顯示系統(tǒng)的

19、相關(guān)的信息，本次設(shè)計(jì)中顯示器主要是顯示計(jì)的基于單片機(jī)系統(tǒng)主要使用LCD 液晶顯示器進(jìn)行顯示。本次先用的LCD 顯示器是有長(zhǎng)沙太陽人公司研發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品，使用的是3.2 顯示電路設(shè)計(jì)1602 型號(hào)，在顯示上PM2.5 等信可以分兩行進(jìn)行顯示，每行最多可以顯示16 個(gè)字符，但是不支持對(duì)中文的顯示，在設(shè)置可以可以對(duì)顯示器的背景設(shè)置不同色調(diào)，同時(shí)對(duì)于顯示的字體可以進(jìn)行一定的設(shè)置。具體電路圖如下圖3-5 所示。每個(gè)引腳的說明如下圖3-5 所示：3-5 LCD1602 引腳圖共 28 頁第 13 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2IO 接口2VDD電源正極10D3IO 接口3

20、VL顯示偏壓信號(hào)11D4IO 接口4RS數(shù)據(jù)選擇12D5IO 接口5R/W讀寫端13D6IO 接口6E使能信號(hào)14D7IO 接口7D0IO 接口15BLA背光源正極8D1IO 接口16BLA背光源負(fù)極3-61602LCD 顯示器引腳說明圖LCD1602讀操作時(shí)序圖，如下圖3-7 所示。寫時(shí)序操作圖，如下圖3-8 所示為：3-8 LCD1602 寫時(shí)序圖共 28 頁第 # 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙3.3 PM2.5 傳感器電路設(shè)計(jì)本次傳感器選用的是ZPH01 粉塵傳感器，本傳感器對(duì)于PM2.5 進(jìn)行檢測(cè)采用的是先進(jìn)的光電技術(shù)，可以檢測(cè)靈敏直徑在1m 以上的灰塵顆粒物，具有很好的靈敏度、而且在使用中也比較穩(wěn)

21、定、集成的原理，體積小，重量輕，便于使用者鑲嵌于其他的產(chǎn)品中。主要用于通風(fēng)設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、煙霧報(bào)警器、空調(diào)等。如下圖3-9 所示，為PM2.5 傳感器的電路圖。共 28 頁第 17 頁圖 3-9 PM2.5 傳感器電路圖PM2.5 傳感器對(duì)于空氣中的粉塵檢測(cè)的工作原理，主要使用是粉塵對(duì)于光照的影響，進(jìn)而影響電路所產(chǎn)生的電壓的大小。如下圖3-10 所示為 ZPH01 粉塵傳感器的工作原理示意圖。當(dāng)空氣中的粉塵開始進(jìn)入傳感器的檢測(cè)口時(shí)，檢測(cè)口上所放置的加熱裝置會(huì)對(duì)粉塵進(jìn)行加熱，這時(shí)粉塵會(huì)加快活動(dòng)，從而發(fā)射光源受到粉塵活動(dòng)的影響，會(huì)影響到光學(xué)接受的效果，最后改變電路中的電流和電壓，進(jìn)過信號(hào)處理器

22、處理以后，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這樣可以供單片機(jī)進(jìn)行處理以后供其他木塊使用。3.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)在 PM2.5傳感器會(huì)對(duì)空氣中的粉塵進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢查，當(dāng)檢測(cè)到空氣中的PM2.5 的值以后，就會(huì)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以供單片機(jī)出來的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)在接收到傳感器傳輸過來的數(shù)字信號(hào)以后，就會(huì)把數(shù)字顯示在LCD屏幕上，以此同時(shí)，單片機(jī)會(huì)對(duì)檢測(cè)到的PM2.5 的濃度值與之前設(shè)定的報(bào)警閾值進(jìn)行比較，如果檢測(cè)到的值是大于報(bào)警閾值，這時(shí)單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警模塊，LED 燈就會(huì)來說閃爍，蜂鳴器發(fā)出嗡響，當(dāng)檢測(cè)到的值小于閾值以后，報(bào)警電路停止。如圖3-11 所示光電報(bào)警電路圖，主要采用的蜂鳴器嘯叫和LED閃爍報(bào)警，它約

23、需要10mA電流作為驅(qū)動(dòng)，只需要在兩個(gè)引腳接上3-10v 的電源，就可以產(chǎn)生3KHz左右的蜂鳴聲音。3-11 電報(bào)警電路圖3.5 按鍵電路設(shè)計(jì)我們?cè)诒驹O(shè)計(jì)中需要對(duì)報(bào)警閾值進(jìn)行設(shè)定，采用兩個(gè)鍵盤按鈕，一個(gè)是對(duì)于閾值的增大，一個(gè)是對(duì)于閾值的減小。鍵盤的按動(dòng)會(huì)改變電平的高低，使用單片機(jī)的PA接口作為按鈕的輸入引腳，鍵盤的列線接在PA 口的低 2 位，它的行線經(jīng)過二極管然后連接到PA 口的高 2 位。因?yàn)樯厦娴慕臃?，我們選擇P1.2、 P1.3 來作為鍵掃描的輸出線線。我們采用中斷掃描方式，把它的輸入端分別和各列線連接在一起，將外部中斷輸入INT0 接到輸出端。在使用過程中，我們輸入一次命令結(jié)束時(shí)，必

24、須進(jìn)行初始化時(shí)，即使鍵盤行輸出口全部置零。當(dāng)有命令被輸入時(shí)即有鍵按下，INT0 端就會(huì)編程低電平，然后向處理器發(fā)出中斷請(qǐng)求。如果處理器開放外部中斷，對(duì)中斷請(qǐng)求做出回應(yīng)，調(diào)用中斷服務(wù)程序，執(zhí)行掃描式鍵盤輸入子程序。畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共 28 頁第 # 頁3-12 按鍵電路圖畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第四章系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)主流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主程序主要完成的是系統(tǒng)中最主要的部分，當(dāng)系統(tǒng)一上電以后，系統(tǒng)主程序開始其中，其中包括對(duì)于系統(tǒng)的初始化過程，然后開始對(duì)于系統(tǒng)中閾值等的設(shè)定，然后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描， 判斷用戶是否有對(duì)鍵盤的操作，然后開始對(duì)傳感器的啟動(dòng)，數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)的顯示等等。主程序流程圖如圖4-1 所示。4-1

25、 主程序流程圖4.2 按鍵流程設(shè)計(jì)所以本文采用了獨(dú)立式鍵盤，即每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根口線。在程序查詢方式下，通過I/O 端口讀入按鍵狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖剑?這樣通過讀入I/O 口狀態(tài)判斷是否有按鍵按下。查詢式鍵盤的程序流程圖如下4-2所示：共 28 頁第 21 頁4-2 鍵盤程序流程圖畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共 28 頁第 29 頁第五章仿真與調(diào)試5.1 硬件調(diào)試在完成整體的原理設(shè)計(jì)以后，就需要開始動(dòng)手焊接電路板，在焊接的過程中總會(huì)遺留很多問題，這些問題在焊接的過程中很難被發(fā)現(xiàn)，這些問題只要在使用的過程中才會(huì)暴露出來。通常的做法是按照一個(gè)模塊焊接，焊接好了一個(gè)測(cè)試一個(gè)。同時(shí)為了模塊電路

26、元件安全起見， 必須在不通電的情況下焊接，以免在通電過程中發(fā)生短路、斷路現(xiàn)象導(dǎo)致電路板整體損壞。序燒錄到單片機(jī)中運(yùn)行。5-1 焊接過程5-2 焊接過程5-3 焊接過程5.2 軟件調(diào)試本次在程序設(shè)計(jì)上使用了Keil4 軟件進(jìn)行單片機(jī)程序的編寫，Keil 軟件是美國Keil Software 公司設(shè)計(jì)和研發(fā)的一款軟件，在 51 系列單片機(jī)中使用的非常的廣泛，軟件在設(shè)計(jì)上兼容匯編語言和標(biāo)準(zhǔn) C 語言。內(nèi)部集成了很多型號(hào)單片機(jī)的頭文件，對(duì)于單片機(jī)的開發(fā)者來說使用這款軟件可以節(jié)省很多的時(shí)間。在進(jìn)行系統(tǒng)軟件程序的編寫，先要新建一個(gè)工程項(xiàng)目，然后在工程中選擇本次設(shè)計(jì)中的單片機(jī)型號(hào)，然后在該型號(hào)下編寫程序。對(duì)

27、于本次編寫程序主要使用的是C 語言進(jìn)行，C 語言因?yàn)槠渫ㄋ滓锥?，而有可以很好的?duì)硬件進(jìn)行操作，在單片機(jī)中使用十分廣泛，對(duì)于軟件程序的編寫嚴(yán)格按照第四章中設(shè)計(jì)好的流程圖，對(duì)編寫好的程序進(jìn)行一下步的調(diào)試和編譯。再次。當(dāng)調(diào)試沒有錯(cuò)誤以后，使用編譯軟件對(duì)調(diào)試后的程序進(jìn)行編譯，編譯好的程序會(huì)生成一個(gè) hex 的文件，hex 文件終究是可以供單片機(jī)運(yùn)行的程序。最后把生成的hex文件加載到單片機(jī)中就可以看到程序執(zhí)行的效果。最后編譯結(jié)果如圖5-4 所示。這就表示程序沒有問題，接下來就要將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)了。圖 5-4 程序編譯結(jié)果程序下載當(dāng)程序編譯好之后，就可以通過軟件對(duì)編譯好的程序進(jìn)行燒錄到單片機(jī)中運(yùn)行使用，

28、軟件是STC-ISP 作為本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的燒錄的軟件，該軟件快捷方便，能夠很好與單片機(jī)進(jìn)行燒錄。程序下載到單片機(jī)后的結(jié)果如圖5.2 所示。這表示程序已經(jīng)下載進(jìn)單片機(jī)，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已經(jīng)可以運(yùn)行了。5-5 程序下載5.3 仿真5.3.1 仿真軟件介紹Protues 軟件是專門為電子方面進(jìn)行軟件和硬件聯(lián)合仿真的軟件平臺(tái)，該軟件是由美國的LabCenter Electronics 公司設(shè)計(jì)和研發(fā)的一款軟件，在單片機(jī)或者ARM ， DSP 領(lǐng)域使用的非常的廣泛，EDA 開發(fā)軟件，使用這款軟件可以方便的對(duì)單片機(jī)的硬件和軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。只要在 Protues中按照設(shè)計(jì)的原理圖繪制我們需要的電路，繪制好電K

29、eil 軟件中生成的hex文件下載到Protues中就可以在Protues軟件上驗(yàn)證我們?cè)O(shè)計(jì)的電Protues 軟件還可以快速的繪制印制板PCB 電路圖。在2010 年以后 Protues 軟ARM7 和 DSP 系列，同時(shí)在軟件上夜增加了Keil 、MATLAB 、 IAR 等眾多的編譯器。使用起來已經(jīng)非常的方便。5.3.2 仿真結(jié)果在編寫完實(shí)際的開發(fā)程序之后，我們就可以使用protues 軟件中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真也是對(duì)于我們把在keil 中生成的hex 文件記載到protues 中的單片機(jī)Protues軟件仿真的原理圖和運(yùn)行效果。畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共 28 頁第 33 頁5-6 仿真效果第六章

30、總結(jié)通過這次課題設(shè)計(jì)，理論加上實(shí)踐。使我對(duì)51 單片機(jī)又進(jìn)一步的深入了解和學(xué)習(xí)。這是一個(gè)關(guān)于研究設(shè)計(jì)的課題，我在此研究中做了很多資料調(diào)查，最后選定設(shè)計(jì)方案和材料設(shè)備。介紹了他們的引腳和在系統(tǒng)中的電路圖。這個(gè)研究設(shè)計(jì)，做成了以單片機(jī)STC89C52 為基礎(chǔ)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀。這個(gè)研究功能有：自動(dòng)的實(shí)時(shí)PM2.5 監(jiān)測(cè)，可以手動(dòng)的設(shè)置報(bào)警閾值，自動(dòng)處理與顯示等功能。這個(gè)研究有著廣泛的使用范圍，應(yīng)用非常大它有點(diǎn)很多，比如，它的效率非常高，較少時(shí)間，讓水位自己檢測(cè)等等一些方面。它的廣泛使用，還提高的各種優(yōu)秀單片機(jī)的使用范圍，增強(qiáng)了利用率。綜上所述，我知道，實(shí)際應(yīng)用大于理論知識(shí)，不能紙上談兵。我要把我們所

31、學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。以后，我要更多的把學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，爭(zhēng)取更好的應(yīng)用我們課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)。一路走來，體會(huì)十分深刻，從最開始對(duì)于論文設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作一無所知，到慢慢的開始從互聯(lián)網(wǎng)和圖書館查找資料學(xué)習(xí)，到動(dòng)手對(duì)單片機(jī)的焊接制作和調(diào)試，最后到論文的編寫，這是一件由簡(jiǎn)到繁的過程，也是一個(gè)學(xué)習(xí)深入到提高的過程，總得來說，可以歸納為以下幾點(diǎn)：1 、學(xué)習(xí)善于對(duì)圖書館資料的查閱和網(wǎng)絡(luò)資源的利用。在學(xué)校的課程學(xué)習(xí)中，對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)還是處于比較淺顯的階段，對(duì)于電子方面的設(shè)計(jì)與制作的能力還有很大的欠缺，由于一些客觀因素的影響，對(duì)于軟件編程的知識(shí)更加了缺少。在學(xué)習(xí)的過程中，需要不斷的

32、完善自己的知識(shí)體系，以點(diǎn)帶面的擴(kuò)充必要的知識(shí)修養(yǎng)，增加自己的動(dòng)手能力。2、對(duì)于以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更好的鞏固。此次設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)大量的電路，這對(duì)于模電知識(shí)有了很好的實(shí)際應(yīng)用和復(fù)習(xí)，在電路的設(shè)計(jì)過程中元器件參數(shù)的選擇，就考驗(yàn)了我的模電知識(shí)，很好的掌握了各個(gè)元器件的工作原理和使用方法，在電路中哪個(gè)位置使用，為什么在這些位置使用等為題，不同的元器件之間的關(guān)系和性能的差別等，通過對(duì)程序的編寫，對(duì)于C 語言的使用有了進(jìn)一步的理解。3、畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了自己對(duì)于科學(xué)的認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，同時(shí)也培養(yǎng)了自己吃虧耐勞的精神，深刻的理解了團(tuán)隊(duì)中的合作意識(shí)。參考文獻(xiàn)1 張毅剛 ,彭喜元 ,董繼成.單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 北京

33、 :高等教育出版社,2003.2 李書旗 ,沈金榮 .液位測(cè)量傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2009,17(11):2131-2133.3 鄭偉建 ,夏揚(yáng),夏晴.自抗擾控制器在液位控制中的研究J. 計(jì)算機(jī)仿真,2009,26(10):190-193.4 鐘曉強(qiáng) .基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制器設(shè)計(jì)J. 現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(2):51-53.5 蔡黎 .一種基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 儀器儀表用戶,2007,14(4):44-45.6 陳霞 ,白小軍.基于單片機(jī)的液位監(jiān)控系統(tǒng)J. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(3):3-5.7 陳新昌 ,王萬章,李祥付.單片機(jī)在水位

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