基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)方案

1、.42/47.大學(xué)畢業(yè)論文基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)學(xué) 院 信息電子技術(shù)專 業(yè) 通信工程班 級(jí) 12級(jí)1班學(xué) 籍 號(hào) 姓 名 琦指導(dǎo)教師 田靜佳 木 斯 大 學(xué)2016年6月10日摘要隨著工業(yè)發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)日益增長，人民生活指數(shù)也在不斷提高。但是給環(huán)境卻帶來不可逆的影響，因?yàn)榭諝赓|(zhì)量的惡化，使人類引起一系列呼吸道病癥，危害身心健康。國家政府出臺(tái)政策，一方面從源頭控制污染源，一方面增加空氣質(zhì)量監(jiān)控。各大中城市也將PM2.5作為天氣預(yù)報(bào)一項(xiàng)重要指標(biāo)，時(shí)時(shí)提醒市民關(guān)注環(huán)境。本設(shè)計(jì)就是基于51系列單片機(jī)的PM2.5監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境里的PM2.5濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)警。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片

2、機(jī)為控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F傳感器實(shí)時(shí)采集空氣中粉塵情況，然后由ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，將從粉塵傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后傳給單片機(jī)進(jìn)行精確換算，在LCD1602液晶屏顯示當(dāng)前空氣粉塵濃度和顯示預(yù)置報(bào)警閾值，按鍵可以設(shè)置系統(tǒng)粉塵報(bào)警閾值，蜂鳴器報(bào)警模塊可在環(huán)境PM2.5濃度超過設(shè)置值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。本系統(tǒng)電路穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)，處理速度快，功耗低，操作簡便，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)顯示，實(shí)時(shí)反饋環(huán)境因素。關(guān)鍵字：PM2.5；單片機(jī)；粉塵濃度；GP2Y1010AU0F；報(bào)警AbstractWith the industrial development of the natio

3、nal economy growing, people living index is also rising. But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse. National government policies, on the one hand to control pollution from the source, on

4、the one hand increase the air quality monitoring. PM2.5 major cities will also be an important indicator as the weather forecast, remind the public concern for the environment. This design is based on the 51 computers PM2.5 monitoring system on the environment in the PM2.5 concentration time monitor

5、ing, early warning.Thisdesign STC89C52RC microcontroller to control the core, Sharp GP2Y1010AU0F sensor to collect dust in the air situation, LCD1602 display shows the current air concentration of dust and display the preset alarm threshold size, the keys can set the system dust alarm threshold, the

6、 buzzer alarm module can alarm when the ambient PM2.5 concentration exceeds the set value. System works: collected by the sensor in the air PM2.5 PM2.5 concentration, and then converted to a digital signal through ADC0832 for STC89C52RC microcontroller reads, after the system conversion, real-time d

7、isplay of the current PM2.5 concentration, and then set value, if less than the set value, the system remains; if it exceeds the set value, the system will alarm to alert the PM2.5 concentration exceeded. The system circuit is simple, stable, highly integrated, easy to debug, high precision, has som

8、e practical value.Key words：Alarm;Dust concentration;GP2Y1010AU0F;PM2.5目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc29033 摘要 PAGEREF _Toc29033 i HYPERLINK l _Toc5424 Abstract PAGEREF _Toc5424 ii HYPERLINK l _Toc32524 第1章 緒論 PAGEREF _Toc32524 1 HYPERLINK l _Toc31954 1.1 課題研究背景 PAGEREF _Toc31954 1 HYPERLINK l _

9、Toc24738 1.2 課題研究的目的和意義 PAGEREF _Toc24738 2 HYPERLINK l _Toc12347 1.3 課題的主要容 PAGEREF _Toc12347 2 HYPERLINK l _Toc22785 第2章 設(shè)計(jì)方案論證 PAGEREF _Toc22785 4 HYPERLINK l _Toc15852 2.1 題目解析 PAGEREF _Toc15852 4 HYPERLINK l _Toc32398 2.2 方案論證與設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32398 4 HYPERLINK l _Toc13653 2.2.1 控制部分的方案選擇 PAGEREF

10、 _Toc13653 4 HYPERLINK l _Toc14157 2.2.2 顯示部分的方案選擇 PAGEREF _Toc14157 5 HYPERLINK l _Toc31661 2.2.3 傳感器模塊的方案選擇 PAGEREF _Toc31661 5 HYPERLINK l _Toc22567 2.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊的方案選擇 PAGEREF _Toc22567 5 HYPERLINK l _Toc27803 2.3 系統(tǒng)方案論證 PAGEREF _Toc27803 6 HYPERLINK l _Toc32137 第3章 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32137 7 HYPE

11、RLINK l _Toc15377 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc15377 7 HYPERLINK l _Toc22509 3.2 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊 PAGEREF _Toc22509 9 HYPERLINK l _Toc15279 3.3 液晶屏顯示模塊 PAGEREF _Toc15279 10 HYPERLINK l _Toc29017 3.4 夏普PM2.5傳感器 PAGEREF _Toc29017 12 HYPERLINK l _Toc22713 3.5 蜂鳴器 PAGEREF _Toc22713 14 HYPERLINK l _Toc18416 3.6

12、按鍵電路 PAGEREF _Toc18416 14 HYPERLINK l _Toc3823 3.7 污染級(jí)別提醒電路和程序下載電路 PAGEREF _Toc3823 14 HYPERLINK l _Toc11768 3.8 總體原理圖 PAGEREF _Toc11768 15 HYPERLINK l _Toc7936 第4章 軟件部分設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc7936 17 HYPERLINK l _Toc8947 4.1 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8947 17 HYPERLINK l _Toc3496 4.2 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化部分設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc349

13、6 18 HYPERLINK l _Toc14028 第5章 仿真部分 PAGEREF _Toc14028 20 HYPERLINK l _Toc22723 5.1 PWM驅(qū)動(dòng) PAGEREF _Toc22723 20 HYPERLINK l _Toc20264 5.2 Keil的應(yīng)用 PAGEREF _Toc20264 20 HYPERLINK l _Toc31183 5.3Protel 99se的應(yīng)用 PAGEREF _Toc31183 22 HYPERLINK l _Toc10313 5.4Proteus的應(yīng)用 PAGEREF _Toc10313 23 HYPERLINK l _Toc1

14、8874 結(jié)論 PAGEREF _Toc18874 25 HYPERLINK l _Toc30266 致 PAGEREF _Toc30266 26 HYPERLINK l _Toc14322 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc14322 27 HYPERLINK l _Toc28691 附錄1系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc28691 29 HYPERLINK l _Toc7824 附錄2 元器件清單 PAGEREF _Toc7824 30 HYPERLINK l _Toc4973 附錄3 程序清單 PAGEREF _Toc4973 31 HYPERLINK l _Toc20578 附錄4

15、 外文參考資料翻譯（原文、譯文） PAGEREF _Toc20578 37第1章 緒論1.1 課題研究背景21世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步的同時(shí)也帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備不同于以前，我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代，測(cè)量技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的主流，廣泛地深入到應(yīng)用工程的各個(gè)領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)環(huán)境的問題及健康的問題日益重視，空氣的狀況也越來越受到關(guān)注?？諝赓|(zhì)量的好壞反映了空氣污染的程度，它是依據(jù)空氣中污染物濃度的高低來判斷的，來自固定和流動(dòng)污染源的人為污染物排放大小是影響空氣質(zhì)量的最主要因素之一。空氣質(zhì)量檢測(cè)種類包括裝修污染，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

16、所有有害物質(zhì)檢測(cè)，食堂油煙檢測(cè)，鍋爐大氣和工業(yè)窯爐檢測(cè)及工廠排放的工業(yè)廢棄檢測(cè)等。目前在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中排放好多的有害工業(yè)氣體，這些氣體對(duì)環(huán)境的污染是越來越嚴(yán)重，而這些氣體的泄露也嚴(yán)重的威脅到了許多操作人員的生命。因此設(shè)計(jì)一種能夠有效的檢測(cè)到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以有效的遏制這些有害氣體泄露的事故的發(fā)生。因?yàn)榭諝赓|(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害現(xiàn)象加重。中國不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。霧霾主要由PM2.51、PM10、PM0.1以及重金屬鎳砷鉻鉛等顆粒組成。在空氣動(dòng)力學(xué)和環(huán)境氣象學(xué)中，顆粒物是按直徑大小來分類的，粒徑小于100微米的稱為

17、TSP(TotalSuspendedParticle)2，即總懸浮物顆粒；粒徑小于10微米的稱為PM10(PM為ParticulateMatter縮寫)，即可吸入顆粒物；粒徑小于2.5微米的稱為PM2.5，即可入肺顆粒物，它的直徑僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它與較粗的大氣顆粒物相比，粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響更大。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的報(bào)告顯示，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，目前大多數(shù)城市和農(nóng)村人口均遭受到顆粒物對(duì)健康的影響。因此，對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)與治理便顯得越來越重

18、要。1.2 課題研究的目的和意義眾所周知，在日益發(fā)展的21世紀(jì)，人們對(duì)于環(huán)境的要求越來越高。不論在國還是國外，都需要極佳的環(huán)境來提高生活指數(shù)。比如在國，導(dǎo)致環(huán)境因素急劇下降的有以下幾點(diǎn)：大氣污染問題、水環(huán)境污染問題、垃圾處理問題、水土流失問題等嚴(yán)重問題。但大氣污染問題迫在眉睫，由于我國目前還處于粗放型經(jīng)濟(jì)模式，多地為了追求經(jīng)濟(jì)效益，不顧對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重影響，直接往空氣中排放，使得國出現(xiàn)嚴(yán)重霧靄天氣。這不僅給人們帶來心理上嚴(yán)重影響，而且對(duì)人體也帶來嚴(yán)重的病痛影響。在大氣污染中，表現(xiàn)最為突出的而且被提上日程的就是PM2.5。研究表明，PM2.5日平均濃度增加，會(huì)導(dǎo)致人類出現(xiàn)各種無法想象的嚴(yán)重后果。

19、首先，表現(xiàn)最明顯就是醫(yī)院的呼吸道門診量增長迅速3，導(dǎo)致醫(yī)療資源跟不上增長速度，嚴(yán)重的還會(huì)引起糾紛。其次，上班一族，會(huì)在長期的霧靄中工作，心理會(huì)由于過度的壓抑，導(dǎo)致患上抑郁癥等精神疾病，一系列不可控疾病隨即而來，嚴(yán)重到可能導(dǎo)致社會(huì)動(dòng)蕩。隨著國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)化4水平的越來越高，小康水平的基本普及，人們也日益追求高質(zhì)量生活。自然，對(duì)于環(huán)境的要求也是有著苛刻的要求。在現(xiàn)今，人們使用的監(jiān)控設(shè)備精度越來越高，空氣里PM2.5濃度受到了實(shí)時(shí)關(guān)注,在各種嚴(yán)重后果面前，人們都希望有一個(gè)干凈、舒適的環(huán)境供大家生存。所以也都紛紛加入到保護(hù)環(huán)境的隊(duì)伍中來，一方面發(fā)揮監(jiān)督作用，從源頭控制污染源，另一方面實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)

20、境因素，做到合理安排日程。同時(shí)也有更多的人加入到植物造林中來，親自動(dòng)手參與環(huán)境建設(shè)，美化環(huán)境,創(chuàng)造出一個(gè)賴以生存的環(huán)境。1.3 課題的主要容本課題是基于單片機(jī)所設(shè)計(jì)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng),由STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、GP2Y1010AU粉塵傳感器、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊、LCD1602液晶模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和按鍵等模塊組成，主要的設(shè)計(jì)容如下：(1)使用GP2Y1010AU傳感器對(duì)粉塵顆粒的采集；(2)使用ADC0832作為采集樣品的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量；(3)采用STC89C52單片機(jī)作為控制核心，計(jì)算其顆粒物濃度；(4)LCD1602作為顯示屏顯示所有測(cè)量值。通過按鍵設(shè)置報(bào)警值，作為

21、檢測(cè)量最高值，當(dāng)測(cè)量值高于報(bào)警值，蜂鳴器報(bào)警?；趩纹瑱C(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)既可以在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)到工業(yè)目標(biāo)氣體的濃度，也還可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示、存儲(chǔ)、報(bào)警等任務(wù)，其具有操作簡便，檢測(cè)快速和便攜性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于家庭和社區(qū)的醫(yī)療健康的保健，能夠?qū)崟r(shí)的知道空氣中粉塵顆粒的含量。第2章 設(shè)計(jì)方案論證2.1 題目解析本設(shè)計(jì)要求制作一個(gè)基于51系列單片機(jī)5的PM2.5實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，它由控制器模塊、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、按鍵模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、LCD顯示模塊、PM2.5傳感器模塊電路等組成。當(dāng)傳感器采集到空氣中PM2.5濃度值后，然后經(jīng)過ADC0832芯片，對(duì)GP2Y1010AU0F傳

22、感器獲取到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算處理，在液晶LCD1602顯示屏上面顯示出實(shí)時(shí)測(cè)量到的PM2.5的濃度值，根據(jù)題目的要求，確定系統(tǒng)框圖如2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)組成基本框圖2.2 方案論證與設(shè)計(jì)2.2.1 控制部分的方案選擇（1）采用凌陽16位單片機(jī)，存大，處理速度快，編程容易，而且其自身自帶音頻處理系統(tǒng)，可以不使用外部器件就可以實(shí)現(xiàn)語音報(bào)時(shí)功能，在一定程度上可以說大大節(jié)約成本比較適合此類規(guī)模系統(tǒng)。但是相對(duì)來說價(jià)格還是比較高，很多資源都被浪費(fèi)掉了，不適合本設(shè)計(jì)，所以不采用該方案。（2）用STC89C52單片機(jī)，雖然他沒有凌陽16位單片機(jī)的功能強(qiáng)大，但是他可以滿足該程

23、序編程的需要以及各個(gè)功能部分也都可以實(shí)現(xiàn)，真正做到資源充分利用，而且在價(jià)格方面也比16位單片機(jī)的成本少好幾倍，所以本設(shè)計(jì)選用該方案。2.2.2 顯示部分的方案選擇 （1)采用點(diǎn)陣式顯示屏顯示，點(diǎn)陣式顯示屏是由八行八列的發(fā)光二極管組成，比較適合各種信息可以從左到右移動(dòng)，也可以從右到左顯示，給消費(fèi)者一個(gè)真正的視覺沖擊，但是對(duì)于這種顯示方式似乎顯得太浪費(fèi),對(duì)于單片機(jī)的掃描速度也是一個(gè)考驗(yàn)，且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示。 （2)采用液晶屏顯示方式顯示。液晶顯示美觀性強(qiáng)，一目了然，可以運(yùn)用菜單項(xiàng)來方便操作,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,顯示的信息量大，清晰可見。而且LCD1602價(jià)格低廉，控制程

24、序簡單，穩(wěn)定性高，使用壽命長等有點(diǎn)。所以，選擇液晶屏顯示方案。2.2.3 傳感器模塊的方案選擇 （1）采用煒盛傳感器，該傳感器靈敏度高，但是體積大，不方便安裝；電流大，不能使本設(shè)計(jì)做到低功耗。該方案不適合采用本設(shè)計(jì)。（2）采用夏普PM2.5傳感器，該傳感器使用方便，體積小，方便安裝，正常使用時(shí)，電流小，可做到電流的低功耗，有利于信號(hào)的儲(chǔ)量過程，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣的流通，且利于AD轉(zhuǎn)換，所以本設(shè)計(jì)采用該方案。2.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊的方案選擇（1）采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，ADC0809是一款8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。他是通過地址鎖存譯碼后的信號(hào)，選通ADC0809部相對(duì)應(yīng)的地址通道，然后

25、進(jìn)行A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換，其一個(gè)芯焊接的腳位過多，占用的單片機(jī)IO口過多，而且目前僅在單片機(jī)初學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)中較片就可以有8個(gè)通道，功能非常強(qiáng)大，但是本設(shè)計(jì)只需要一個(gè)通道即可，再加上其需要為常見，而且價(jià)格也比較昂貴，不適合大規(guī)模應(yīng)用。采用ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，ADC0832 是一款 HYPERLINK /doc/3324395-3501318.html t _blank 雙通道8 HYPERLINK /doc/3109645-3277570.html t _blank 位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片。其封裝為DIP-8或者SOC-8，方便焊接，調(diào)試。同時(shí)，其和單片機(jī)接口只有四條線，大大減少單片機(jī)的IO口損

26、耗。同時(shí)由于其性價(jià)比高，廣受消費(fèi)者追捧。通過學(xué)習(xí)ADC0832我們就可以理解A/D轉(zhuǎn)化芯片的工作原理。同時(shí)ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片在本設(shè)計(jì)中，完全滿足各種性能，自然優(yōu)先考慮ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，所以本設(shè)計(jì)采用該方案。2.3 系統(tǒng)方案論證綜上各方案所述,對(duì)此次設(shè)計(jì)的方案選定為：采用STC89C52RC作為主控制系統(tǒng)；以夏普GP2Y1010AU0F為核心傳感器；以ADC0832作為系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊；采用LCD1602作為系統(tǒng)的顯示電路；采用蜂鳴器電路作為報(bào)警電路等，以完成PM2.5監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C52RC6為宏晶推出的新一代高速、低功耗

27、、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)。單片機(jī)為DIP-40直插芯片,有四組I/O口P0,P1,P2,P3，每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入，單片機(jī)引腳圖如3-1所示。圖3-1 單片機(jī)引腳圖該增強(qiáng)型8051單片機(jī)具有可任意選擇的6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/兩種機(jī)器周期，因?yàn)槠浜艘琅f是51系列核所以指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051系列.工作電壓為5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V單片機(jī)），工作頻率正常圍040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz，用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)，片上集成512字節(jié)RAM，通用I/O口32個(gè)，復(fù)位后

28、為P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片，具有EEPROM功能，具有看門狗功能，共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。定時(shí)器T0、T1、T2，外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒，通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART，工作溫度圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)

29、），PDIP封裝。STC89C52RC單片機(jī)的省電工作模式有幾種。掉電模式：典型功耗0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序?？臻e模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備。單片機(jī)的最小系統(tǒng)7就是讓單片機(jī)能正常工作并發(fā)揮其功能時(shí)所必須的組成部分，也可理解為是用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、輸入、輸出設(shè)備等,在單片機(jī)中復(fù)位電路是必須存在的電路，就像我們開啟一臺(tái)電腦一樣，需要打開開機(jī)鍵。在單片機(jī)系統(tǒng)中,復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的，當(dāng)程

30、序跑飛（運(yùn)行不正常）或死機(jī)（停止運(yùn)行）時(shí)，就需要進(jìn)行復(fù)位，與復(fù)位電路同樣至關(guān)重要的就是時(shí)鐘電路，時(shí)鐘電路就像是整個(gè)機(jī)器的心臟一樣，控制著單片機(jī)的節(jié)奏。單片機(jī)最小系統(tǒng)框圖如3-2所示。圖3-2 單片機(jī)最小系統(tǒng) （1）時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路分為部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式8。外部時(shí)鐘電路使用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，用于多片單片機(jī)同時(shí)工作以便于它們之間的同步。所以這個(gè)設(shè)計(jì)采用部時(shí)鐘方式的電路，單片機(jī)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的反相放大器，輸入端引腳為XTAL1，輸出端為XTAL2。兩引腳接一個(gè)石英晶體和兩個(gè)電容，每個(gè)電容的另一端再接到地構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自己振蕩器。時(shí)鐘電路用于給單片機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生所需要的時(shí)鐘信號(hào)

31、，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的工作關(guān)系，單片機(jī)的本事就如一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了確保同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路就應(yīng)該在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下進(jìn)行嚴(yán)格的工作。電容C1、C2的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶體振蕩頻率的圍通常是在1.2到12MHz，頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)針頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。因?yàn)镃PU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期，一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期，所以選12MHz方便計(jì)算初值。單片機(jī)的部電路正是在時(shí)鐘電路的控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序指令進(jìn)行工作。 （2）復(fù)位電路復(fù)位電路就是使單片機(jī)的CPU或系統(tǒng)中其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)

32、時(shí)，并從這一狀態(tài)開始工作時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常的初始化之外，而由于程序運(yùn)行錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤使當(dāng)前系統(tǒng)正處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫此困境，也需要按復(fù)位電路進(jìn)行系統(tǒng)的重新啟動(dòng)。復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式9。按鍵手動(dòng)電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源VCC接通來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)設(shè)計(jì)使用按鍵電平復(fù)位電路，當(dāng)按鍵時(shí)電容器被短路放電，+5V直接加到RST上面達(dá)到高電平，進(jìn)行復(fù)位。按鍵松開后電源開始對(duì)電容器充電，此時(shí)充電電流在電阻上，形成高電平送到RST，仍然是“復(fù)位狀態(tài)”；稍后充電結(jié)束，電流降為0，電阻上的電壓也將為0，RST降為低電平，開始正常工作。單片機(jī)的復(fù)位電路和時(shí)鐘電路電路圖分別如3-3和3-4

33、所示。圖3-3 時(shí)鐘電路圖 圖3-4 復(fù)位電路圖3.2 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊ADC0832是8位分辨率A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片10，其最高分辨高達(dá)256級(jí)；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時(shí)輸入電壓在0-5V之間；一般功耗僅為15mW；其封裝為DIP-8或者SOC-8，方便焊接，調(diào)試。商用級(jí)芯片溫度圍為0C-+70C，工業(yè)級(jí)芯片溫度圍為40C-+85C，可以適應(yīng)大部分場(chǎng)合的模數(shù)轉(zhuǎn)換要求。同時(shí)，其和單片機(jī)接口只有四條線，大大減少單片機(jī)的IO口損耗。通過學(xué)習(xí)ADC0832，我們就可以理解A/D轉(zhuǎn)化芯片的工作原理，可以幫助我們深入學(xué)習(xí)單片機(jī)其他相關(guān)知識(shí)，其電路設(shè)計(jì)

34、圖如圖3-5所示。圖3-5 A/D電路設(shè)計(jì)圖芯片接口說明：片選使能，低電平芯片使能。CH0：模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。CH1：模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。GND：芯片參考0電位（地）。DI：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。DO：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。CLK：芯片時(shí)鐘輸入。Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。3.3 液晶屏顯示模塊LCD顯示器11分為字段顯示和字符顯示兩種。其字段顯示和數(shù)碼管顯示原理類型，還是通過取模，然后單片機(jī)向LCD發(fā)送數(shù)組，方可實(shí)現(xiàn)顯示要求，這個(gè)就無法真正體現(xiàn)出LCD液晶屏的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。所以在本設(shè)計(jì)中，采用自帶字庫的LCD顯示模式，與傳統(tǒng)的L

35、ED數(shù)碼管顯示器件相比，控制程序方便，顯示容切換方便，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路。同時(shí)LCD1602顯示容功能也非常強(qiáng)大，每行可以同時(shí)顯示16個(gè)漢字，一共可顯示2行，其電路設(shè)計(jì)如3-6所示。 圖3-6LCD管腳圖LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為162個(gè)字符；芯片工作電壓為4.55.5V；工作電流為2.0mA（5.0V）；模塊最佳工作電壓為5.0V；字符尺寸為2.954.35（WH）mm。LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第

36、5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第1516腳：空腳。 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平） 指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置 指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H 指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左

37、移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符 指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置 指令8：DDRAM地址設(shè)置 指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址

38、 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令10：寫數(shù)據(jù) 指令11：讀數(shù)據(jù) 3.4 夏普PM2.5傳感器灰塵傳感器GP2Y1010AU是由日本夏普公司生產(chǎn)的，可以測(cè)試環(huán)境中的PM2.5值，其模塊體積小，方便安裝，可以適用于各類空氣凈化器中，作為檢測(cè)環(huán)境因素傳感器12。其靈敏度極高，可以用來測(cè)試直徑在8um以上的煙塵、花粉、粉塵等微小顆粒。造成空氣霧靄等肉眼看不見的顆粒，該傳感器都可以方便的測(cè)試到。同時(shí)，其自帶氣流發(fā)生器，可以吸收外部空氣，是自身達(dá)到一個(gè)清潔的效果，大大增加其使用壽命和靈敏度。而且在其部自帶LED顯示燈，減少外界干擾，大大增加靈敏度

39、，準(zhǔn)確想外界傳遞實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量。夏普灰塵傳感器外形圖如圖3-7所示。圖3-7 夏普灰塵傳感器GP2Y1010AU0F應(yīng)用領(lǐng)域： （1）空氣凈化器和空氣清新機(jī)； （2）空調(diào)； （3）空氣質(zhì)量監(jiān)控儀； （4）空調(diào)等相關(guān)產(chǎn)品。主要參數(shù)：靈敏度：0.5V/(0.1mg/m3)；輸出電壓：0.9V(TYP)；消耗電流：11mA；工作溫度：-1065；存儲(chǔ)溫度：-2080。粉塵器部電路圖如圖3-8所。圖3-8 粉塵器部電路圖根據(jù)粉塵傳感器GP2Y1010AU的規(guī)劃書中對(duì)管腳的描述，對(duì)應(yīng)的管腳如圖3-9所示。圖3-9 粉塵傳感器管腳圖故粉塵傳感器的電路設(shè)計(jì)如圖3-10所示。圖3-10 粉塵傳感器的電路設(shè)計(jì)圖粉

40、塵傳感器GP2Y1010AU通過對(duì)空氣粉塵顆粒濃度進(jìn)行檢測(cè)測(cè)算，然后輸出模擬電壓。故在仿真原理圖中，我們用滑動(dòng)變阻器來模擬粉塵傳感器發(fā)回的模擬信號(hào)（電壓值）。ADC0832電路設(shè)計(jì)仿真圖如圖3-11所示。.圖3-11 ADC0832電路設(shè)計(jì)圖3.5 蜂鳴器本設(shè)計(jì)中采用有源蜂鳴器，相對(duì)無源蜂鳴器而言，控制方式簡單，無源蜂鳴器需要一個(gè)交變的信號(hào)去驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)部磁場(chǎng)變化。而有源蜂鳴器只需要在蜂鳴器上加直流，就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器正常工作。而且2者在價(jià)格上相差無幾，所以會(huì)優(yōu)先選擇有源蜂鳴器。有源蜂鳴器對(duì)電壓的適應(yīng)圍廣，壽命長，可以用個(gè)調(diào)整有源蜂鳴器的電壓值，來控制蜂鳴器的聲音響度，所以設(shè)計(jì)起來很方便。本設(shè)計(jì)的

41、報(bào)警電路的控制輸出使用了單片機(jī)的P1.7口，設(shè)計(jì)圖如圖3-12所示。圖3-12 報(bào)警電路圖3.6 按鍵電路本次設(shè)計(jì)的按鍵電路使用了單片機(jī)的P1.3，P1.4，P1.5三個(gè)口，通過按鍵可以對(duì)報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置。設(shè)計(jì)圖如圖3-13所示。圖3-13 按鍵電路圖3.7 污染級(jí)別提醒電路和程序下載電路根據(jù)不同的濃度圍提醒當(dāng)前污染級(jí)別的電路，采用了藍(lán)、綠，黃，紅四個(gè)LED燈，使用了單片機(jī)的P3.0，P3.1，P3.2，P3.4口來實(shí)現(xiàn)提醒功能，污染級(jí)別顯示電路以及單片機(jī)的程序下載電路設(shè)計(jì)圖分別如圖3-14和3-15所示。 圖3-14 級(jí)別顯示電路 圖3-15 程序下載電路圖3.8 總體原理圖本設(shè)計(jì)包括信號(hào)采集

42、模塊、信號(hào)處理模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊和按鍵設(shè)置模塊組成，以此來完成信號(hào)的采集、處理、傳輸、報(bào)警等功能，系統(tǒng)原理圖如3-16所示。圖3-16 系統(tǒng)原理圖當(dāng)PM2.5傳感器采集到空氣中PM2.5濃度值后，通過5號(hào)引腳將輸出的模擬量經(jīng)過ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)13號(hào)引腳，然后單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，單片機(jī)P2口與LCD顯示屏相連并在液晶LCD1602顯示器上面顯示計(jì)算出實(shí)時(shí)測(cè)量到的PM2.5的濃度值，然后通過與SCT89C52單片機(jī)8號(hào)引腳相連的蜂蜜報(bào)警器進(jìn)行設(shè)定值進(jìn)行比較，通信部分采用ISP程序下載器與單片機(jī)10.11號(hào)引腳相連來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)之間的數(shù)

43、據(jù)交換。如果小于設(shè)定值，系統(tǒng)保持；如果超過設(shè)定值，系統(tǒng)將報(bào)警，提醒PM2.5濃度超標(biāo)。當(dāng)藍(lán)色燈亮?xí)r表示空氣質(zhì)量優(yōu)，當(dāng)綠色燈亮?xí)r表示空氣質(zhì)量良好，當(dāng)黃色燈亮?xí)r表示空氣質(zhì)量中等，當(dāng)紅色燈亮?xí)r表示空氣質(zhì)量差。第4章 軟件部分設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)軟件主程序部分主要是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化，獲取PM2.5粉塵傳感器發(fā)回來的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化處理后，放入數(shù)組里面。然后再和預(yù)設(shè)值對(duì)比，如果實(shí)際值大于預(yù)設(shè)值，那么就會(huì)驅(qū)動(dòng)聲報(bào)警電路。當(dāng)然，預(yù)設(shè)值大小可以根據(jù)需要進(jìn)行修改。而且，在正常仿真過程中，會(huì)實(shí)時(shí)顯示環(huán)境中PM2.5實(shí)時(shí)濃度，系統(tǒng)流程圖如圖4-1所示。圖4-1 系統(tǒng)流程圖4.2 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)化部分設(shè)

44、計(jì)單片機(jī)對(duì)ADC0832的控制原理：單片機(jī)和ADC0832之間的接線，分別是CS、CLK、DO、DI總共4條線。但是在使用過程當(dāng)中，單片機(jī)和ADC0832只有進(jìn)行單向通信，所以在此過程當(dāng)中，要將DI/DO并聯(lián)在一起使用。當(dāng)ADC0832芯片禁用時(shí)，此時(shí)要控制CS輸入端應(yīng)為高電平，CLK和DO/DI的電平不做要求。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換開始時(shí)，必須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直至轉(zhuǎn)換完全結(jié)束為止。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示起始信號(hào)。在第2、3個(gè)

45、脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能表見下圖4-2所示。圖4-2 ADC0832功能表如表所示，當(dāng)此2位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端 IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖

46、下沉 DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出DATA0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可。ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3 數(shù)據(jù)程序流程圖第5章 仿真部分5.1 PWM驅(qū)動(dòng)粉塵傳感器的LED指示燈需要由PWM13驅(qū)動(dòng)，所以系統(tǒng)板需要提供一路PWM來驅(qū)動(dòng)LED燈，以便粉塵傳感器可以正常工作，仿真示意圖如圖5-1所示。圖5-1 PWM仿真波形監(jiān)控圖5.

47、2 Keil的應(yīng)用Keil uvision2 C51軟件是目前功能最強(qiáng)大的單片機(jī)c語言集成開發(fā)環(huán)境 HYPERLINK / 。我們通過圖解的方式來Keil C51軟件的使用教程，學(xué)習(xí)最簡單的，如何輸入源程序 新建工程 工程詳細(xì)設(shè)置 源程序編譯得到目標(biāo)代碼文件。它在功能、結(jié)構(gòu)、可讀、可維護(hù)性上都有明顯的優(yōu)勢(shì)，我們很容易學(xué)習(xí)，它的多數(shù)語句生成后的匯編代碼我們都很容易理解。它提供了包括C編譯器、宏匯編、連接、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試程序，完整的發(fā)展規(guī)劃，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些元素結(jié)合在一起。掌握使用51系列單片機(jī)的軟件是非常必要的，如果你想使用C語言編程，那么Keil14

48、是一種不錯(cuò)的選擇，即使沒有C語言的基礎(chǔ)和匯編語言編程的集成環(huán)境，學(xué)會(huì)使用這個(gè)功能強(qiáng)大的仿真軟件調(diào)試工具，也會(huì)收到事半功倍的效果，Keil_c軟件的界面圖如圖5-2所示。圖5-2Keil主界面Keil軟件建立工程過程：第一步： 雙擊Keil uVision4的桌面快捷方式，啟動(dòng)Keil集成開發(fā)開發(fā)軟件。第二步：新建文本編輯窗。單擊工具欄【文件】-【新建】，即可在項(xiàng)目窗口打開一個(gè)新的文本編輯窗Text1。第三步：編寫程序。在新的Text1文本編輯窗中編寫程序。第四步：保存程序。保存文件時(shí)必須加上文件的擴(kuò)展名，“.c”。第五步：建立Keil工程。單擊工具欄上的【工程】-【新建工程】，出現(xiàn)保存對(duì)話框，

49、一般情況下使工程文件名稱和源文件名稱相同即可，輸入名稱后保存，將出現(xiàn)選擇設(shè)備對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇CPU的型號(hào)。第六步：選擇CPU型號(hào)。為工程選擇CPU型號(hào)，本新建工程選擇了ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)。第七步：將編號(hào)的程序加到工程中。在選擇好CPU型號(hào)后，點(diǎn)擊確定按鈕返回主界面，此時(shí)可見到工程管理窗中出現(xiàn)“目標(biāo)1”，點(diǎn)擊“目標(biāo)1”前面的“”號(hào)展開下一層的“源組1”文件夾，此時(shí)的新工程是空的，“源組1”文件夾中什么文件都沒有，必須把剛才輸入的源程序加入到該工程當(dāng)中。右擊工程管理窗中的“源組1”，出現(xiàn)下拉菜單，點(diǎn)擊“增加文件到組源組1”命令，將出現(xiàn)添加文件對(duì)話框。在添加文件對(duì)話框中，找到

50、要添加到工程中的源程序文件。第八步：編譯程序，生成hex文件。5.3 Protel 99se的應(yīng)用Protel99SE是PORTEL公司在80年代推出的一款軟件軟件。Protel99SE是在Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)的軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以用于網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有非常強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力及3D模擬功能，是32位的設(shè)計(jì)軟件，也可以完成電路原理圖的設(shè)計(jì)、印制電路板設(shè)計(jì)及可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層。Protel 99se軟件的界面圖如圖5-3所示。圖5-3Protel 99se主界面Protel 99SE軟件還有有以下的

51、特點(diǎn)： （1）可以生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； （2）具有強(qiáng)大的全局性編輯功能； （3）可以在原理圖中選擇一級(jí)器件，同時(shí)在PCB中同樣的器件也將被選中； （4）同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在已打開的原理圖和PCB之間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)； （5）既可以進(jìn)行正向的注釋元器件的標(biāo)號(hào)（由原理圖到PCB），還可以進(jìn)行反向的注釋（由PCB到原理圖），目的是為了保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計(jì)上保持一致； （6）滿足國際化設(shè)計(jì)的要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄的輸出，GB4728國標(biāo)庫）； （7）方便數(shù)?；旌系姆抡妫?（8）支持使用 HYPERLINK /view/444161.htm t _blank

52、CUPL語言和用原理圖設(shè)計(jì) HYPERLINK /view/111579.htm t _blank PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件； （9）PCB還可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層、16個(gè)電源-地層以及16個(gè)機(jī)加工層； （10）非常強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)的環(huán)境，符合在線和批處理的設(shè)計(jì)性規(guī)則檢查； （11）有智能的覆銅功能，覆鈾也可以自動(dòng)重鋪； （12）提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； （13）具有放置漢字的功能； (14)可以輸入和輸出 HYPERLINK /view/18694.htm t _blank DXF、 HYPERLINK /view/1054521.htm t _blank DWG格

53、式文件，實(shí)現(xiàn)和 HYPERLINK /view/25199.htm t _blank AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)交換； (15) 智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的PGA、BGA封裝很有用）； (16)方便的打印預(yù)覽功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印結(jié)果。5.4 Proteus的應(yīng)用Proteus15 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA仿真 HYPERLINK /view/1928598.htm t _blank 軟件。在學(xué)習(xí)單片機(jī)過程中，起到極大作用。顯而易見，他受到研發(fā)工程師、單片機(jī)教師、喜

54、愛搞些電子發(fā)明的科學(xué)家的青睞。在編譯語言方面，它也支持Keil和MATLAB等軟件 HYPERLINK /view/487018.htm t _blank 編譯器的編譯。它不僅有仿真功能，還能仿真單片機(jī)及其外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。在本設(shè)計(jì)中采用了版本Proteus7軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，主界面及仿真效果圖分別如圖5-3和5-4所示。圖5-4 Proteus主界面圖5-5 總體仿真圖（1）仿真16過程中，發(fā)現(xiàn)PWM的占空比過小，會(huì)導(dǎo)致粉塵傳感器在實(shí)際工作中異常，所以通過調(diào)整PWM占空比來解決粉塵傳感器LED17指示燈正常工作。（2）蜂鳴器報(bào)警電路，使用默認(rèn)設(shè)置導(dǎo)致蜂鳴

55、器電路不正常工作，但是電位檢測(cè)都未發(fā)現(xiàn)異常，通過調(diào)整其參數(shù)后，方工作正常。（3）仿真電路中，有很多與在實(shí)際電路中不一樣的地方，所以在仿真的時(shí)候務(wù)必程序調(diào)整到接近實(shí)際。結(jié)論隨著霧霾天氣的肆虐，我們有理由且必要的做一些措施來注意我們身邊空氣的PM2.5，而本設(shè)計(jì)是基于這點(diǎn)，應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，制作一個(gè)簡單，實(shí)用的多功能PM2.5濃度檢測(cè)系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，主要的難點(diǎn)在于傳感器的實(shí)用和A/D轉(zhuǎn)換，需要閱讀相應(yīng)的資料才能做出設(shè)計(jì)，對(duì)于資料的應(yīng)用和學(xué)習(xí)能力是很重要，這也算是這次設(shè)計(jì)給我?guī)淼腻憻?。設(shè)計(jì)時(shí)主要的難點(diǎn)在于傳感器的實(shí)用和A/D轉(zhuǎn)換，需要閱讀相應(yīng)的資料才能做出設(shè)計(jì)，對(duì)于資料的應(yīng)用和學(xué)習(xí)能力是很重要，在

56、設(shè)計(jì)完成后，本著一開始設(shè)計(jì)的實(shí)用性的出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行了檢測(cè)試驗(yàn)，一方面檢測(cè)設(shè)計(jì)是否具有可操作性和實(shí)用性，另一方面也是讓自己對(duì)PM2.5的產(chǎn)生有了直觀的了解。可以用來開發(fā)新型空調(diào)，現(xiàn)代空調(diào)都是針對(duì)空氣溫濕進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以將本設(shè)計(jì)加入空調(diào)部，使其既能控制溫濕度，還可以對(duì)空氣中的各種氣體進(jìn)行檢測(cè)，并通過控制“新風(fēng)系統(tǒng)”改善空氣各方面的質(zhì)量。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，盡管自己查閱了大量的資料，原本也以為自己對(duì)于該設(shè)計(jì)已經(jīng)很熟悉了，完成本設(shè)計(jì)的軟件和硬件部分完全沒有問題的。但是在實(shí)際的制作過程中發(fā)現(xiàn)自己不論在硬件方面還是在軟件方面都存在著很大的問題。而且在設(shè)計(jì)中，最不可忽視的就是指導(dǎo)老師以及同學(xué)給我的幫助，所以無論處

57、在何地，團(tuán)隊(duì)的力量是無窮的。這次的設(shè)計(jì)操作，學(xué)習(xí)到的東西真不少。此次設(shè)計(jì)的完成也標(biāo)志著我的大學(xué)生涯即將結(jié)束。它給我?guī)砹艘粋€(gè)完美的過渡。致 光陰似箭，日月如梭。四年前，我從這里拉開了大學(xué)帷幕。而現(xiàn)在即將畢業(yè)?；厥姿哪辏业玫搅嗽S多師長，朋友的指導(dǎo)與幫助，行將離別之際，在此向他們表示最誠摯的意。首先，要感我的導(dǎo)師田靜老師。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，田老師不辭辛苦細(xì)心為我們指導(dǎo)。老師不僅在設(shè)計(jì)方案、程序控制思想給了我們很大的指導(dǎo)，還為我們提供了實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，給我們提供了很好的設(shè)計(jì)環(huán)境。在此我向老師表示深深的感，感老師給我的支持和幫助。其次，我要感我的同學(xué)們！和我在一起愉快工作學(xué)習(xí)、融洽相處的歲月，時(shí)常

58、交流，互學(xué)共進(jìn)，受益良多。還要特別感嘔心瀝血、含辛茹苦擾養(yǎng)我成長的父母雙親！感他們?cè)谖业那髮W(xué)生涯中付出的無私奉獻(xiàn)、給予的極大鼓勵(lì)與全力支持，他們最偉大的愛永遠(yuǎn)激勵(lì)著我搏擊人生、奮發(fā)向上。最后衷心感各位老師，在百忙之中對(duì)我論文的評(píng)審提出寶貴意見。我一定會(huì)繼續(xù)努力，不辜負(fù)各位老師的期望，為自己的母校掙回榮譽(yù)，用自己的實(shí)際行動(dòng)回報(bào)栽培我的母校的。感學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)，學(xué)生深知作為一名深職學(xué)子的榮譽(yù)，使命和責(zé)任，感學(xué)校讓我能有這份能力去面對(duì)未來職業(yè)生涯的挑戰(zhàn)！很高興能夠通過自己的努力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)順利完成了該畢業(yè)設(shè)計(jì)。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走

59、出，將是踏上一個(gè)新的征程，祝愿所有的同學(xué)們前程似錦！參考文獻(xiàn)1宏斌.我國PM2.5的現(xiàn)狀與防治對(duì)策J.:經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào),2012：1-4.2 Keith Lambert.Flow Measurement and Instrumentation:A time of change. for the journalJ.Flow Measurement and Instrumentation，2010,21(2)：79-80.3 Chen G W, Choi S J , Lee T H , et al . Appl J Microbiol .Biotechnol , 2008 , 79 : 379388

60、4 Eyal Dassau，Benyamin GrosmanDaniel R LewinModeling and temperature control of rapid thermal processing JComputers and Chemical Engineering,2012，30：686-6975 鋒. 王巧芝.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全M.:中國鐵道,2011：155-186.6肖金球, 翼, 增強(qiáng)型51單片機(jī)與仿真技術(shù)M.：清華大學(xué),2011.9：25-115.7全利, 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M.：高等教育,2009：36-79.8紅剛學(xué)海, 51單片機(jī)自學(xué)筆記M.：