PM2.5粉塵測量的設(shè)計

1、PM2.5粉塵測量的設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：PM2.5粉塵測量的設(shè)計院（系）： 光電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級： 15010317 學(xué) 生： 牛智雄 學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 胡 鍇 2019年06月摘要當(dāng)前工業(yè)化水平不但發(fā)展，人民生活水平日益提高，可學(xué)技術(shù)產(chǎn)品的涌現(xiàn)為人們帶來了很大便利。但越來越多的環(huán)境問題日益凸顯，逐漸成了人們關(guān)注的焦點。環(huán)境污染問題首當(dāng)其沖，治理污染的能力急需加強。人們肆意的行為已經(jīng)嚴(yán)重的影響了環(huán)境，為我們和我們的下一代的生活帶了極大的挑戰(zhàn)，而污染中最緊要的問題就是直徑小于2.5微米的顆粒物，PM2.5對空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重污染，對人

2、體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，對人體健康造成損傷，因此PM2.5的監(jiān)測和治理就顯得尤為重要。 本研究提出了PM2.5可吸入顆粒物測量的設(shè)計原理，控制核心為STC89C51單片機?？諝庵蟹蹓m濃度的測量由GP2Y1010AU0F灰塵傳感器，然后將空氣粉塵濃度顯示在LCD1602顯示器上，當(dāng)峰值達(dá)并觸發(fā)到設(shè)置好的和階段報警值時，檢測儀開始報警，測量人員可通過不同的指示燈顏色確定PM2.5的濃度。最終電路實現(xiàn)空氣質(zhì)量PM2.5粉塵測量的數(shù)據(jù)，一次來顯示當(dāng)前空氣中PM2.5濃度與空氣質(zhì)量。關(guān)鍵詞：PM2.5測量；STC89C51單片機；GP2Y1010AU0F灰塵傳感器；LCD1602顯示器。Design of

3、a Digital Frequency Measurement CircuitAbstractWith the continuous development of modern science and technology, more and more products have been brought into peoples lives, but more and more problems have arisen. Environmental pollution is the first problem, and the ability to control pollution nee

4、ds to be strengthened urgently. Peoples indiscriminate behavior has seriously affected the environment and posed great challenges for us and our next generations life. The most important problem of pollution is PM2.5 inhalable particulate matter, which is a kind of particulate matter that can be inh

5、aled into the bronchus by human body less than 2.5mm in diameter. It is difficult to discharge after inhalation. Therefore, the measurement and treatment of PM2.5 is particularly important.In this paper, the design idea and principle of PM2.5 dust measurement are presented. STC89C51 is the main cont

6、rol core, GP2Y1010AU0F dust sensor is used to measure the concentration of air dust. LCD1602 displays the current concentration of air dust, and according to the alarm value set, it can alarm the color of indicator lamp, debug conveniently, and measure accurately. It has high practical value.The fin

7、al circuit realizes the measurement data of PM2.5 dust in air quality to show the current PM2.5 concentration and air quality at one time.Key words: PM2.5 measurement; STC89C51 microcontroller; GP2Y1010AU0F dust sensor; LCD1602 display.目 錄1緒論11.1選題背景11.2課題研究的目的和意義11.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.4本文的主要工作32本設(shè)計系統(tǒng)的總體方案42

8、.1系統(tǒng)功能與技術(shù)指標(biāo)42.2工作原理42.3程序的框圖設(shè)計52.4程序的主流程圖的設(shè)計66結(jié)總結(jié)與建議246.1總結(jié)246.2展望247致謝2511夏普粉塵傳感器GP2Y1010AU0F使用說明26畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明27畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明28附錄291.主函數(shù)292 .A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)30if(ADDO = 1)311緒論1.1選題背景PM2.5是一種直徑小于2.5微米的顆粒物，又稱可吸入顆粒物。它是一種可以進入人體肺部，并難以排出體外的微小顆粒物，對人體的眼球、鼻腔、上呼吸道都有極大的危害，同時這種顆粒物可以暢通無阻的進入人體肺泡并且沉積非常長的時間，可導(dǎo)致心腦血管疾病?？?/p>

9、吸入顆粒物作為病毒和細(xì)菌的載體，一同散播在空氣孔，讓人防不勝防，很容易傳染疾病。社會生產(chǎn)中很多生產(chǎn)工作對它的粉塵濃度有著極為精確的要求，生產(chǎn)中很多顆粒物帶有有害的化學(xué)物質(zhì)，人長時間呼吸或者散落在人體表面上非常容易引起皮膚病甚至癌癥。由這幾點我們可以得出顆粒物對人類的健康和發(fā)展有著非常大的危害，那一個常見的行業(yè)來舉例子，煤礦下作業(yè)時，會產(chǎn)生非常多的可吸入顆粒物，再者井下作業(yè)條件通風(fēng)能力不好，在工作時，它的濃度可以達(dá)到1000mg/m3以上。在這樣惡劣的作業(yè)環(huán)境中，就會不由自主的吸入各種各樣的顆粒物，顆粒物長時間侵入人體，就會在肺泡中大量沉積，引發(fā)慢性職業(yè)病，嚴(yán)重時，會危及人的生命安全。由此可見，

10、我國的煤礦安全問題中，顆粒物是一個嚴(yán)重的問題，我們國家煤礦安全規(guī)程中這樣規(guī)定：“游離的顆粒物濃度不得超過2mg/m3?！币虼诵鑼崟r對井下的濃度進行檢測，防止超標(biāo)，對工人們的生命安全負(fù)責(zé)，由此可見，空氣質(zhì)量PM2.5粉塵測量器的意義是顯而易見的。1.2課題研究的目的和意義本設(shè)計以單片機作為主控核心，可完成數(shù)據(jù)收集、顯示、自動報警、參數(shù)設(shè)置以及智能降溫系統(tǒng)各個模塊的軟件設(shè)計，配合每個模塊的硬件設(shè)計以此來實現(xiàn)各個模塊的功能，從而實現(xiàn)PM2.5粉塵的測量和收集。隨著綠色、低碳、環(huán)保等要素深入人心，人們對于環(huán)境的要求越來越苛刻，空氣質(zhì)量測量的重要性日益劇增，PM2.5粉塵測量器也應(yīng)運而生，它對于PM2.

11、5濃度的實時監(jiān)測和預(yù)防上有極大的作用，方便測量，顯示結(jié)果明顯，制作工序簡單，成本較低，是一個可批量投入生產(chǎn)的好設(shè)備，這使得測量儀的適用范圍非常廣泛，對于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。該粉塵測量儀是以STC89C51單片機作為主控核心，外接三個按鍵進行參考值得設(shè)定，運用GP2Y1010AU0F粉塵傳感器采集環(huán)境的PM2.5濃度，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化電路，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后通過STC89C51單片機進行處理，將當(dāng)先的環(huán)境中可吸入顆粒物的濃度通過LCD1602顯示出來，適用于工礦、衛(wèi)生防疫站、環(huán)保監(jiān)測等多個領(lǐng)域。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀至今為止,伴隨著人類活動范圍的不斷擴展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步

12、，人類對于自然地破壞也隨之而加重。在國際上更多的是采用更為先進的監(jiān)測技術(shù)，有用射線的原理，這種設(shè)計方法實收量只與吸收粉塵的重量有關(guān)，但是與吸收的物質(zhì)種類沒有關(guān)系，與稱重法沒有什么明顯的差別，可以將空氣中的粉塵濃度直接讀取出來，此方法適用廣泛，可用于多種采樣裝置，并對多種粉塵進行檢測，如呼吸性粉塵的濃度及可吸入粉塵濃度。與稱重法作比較，它相關(guān)系數(shù)超過97%，相對偏差未超過10%。此方法符合國家相關(guān)安全技術(shù)指標(biāo)，可用于長期穩(wěn)定的測量。比之更加先進的技術(shù)應(yīng)屬集粉塵采樣，濃度測定和粒度分布測量者三者集于一身的多功能測定儀，其在進行粉塵收集時可收集工作環(huán)境中的空氣粉塵，將收集到的樣本進行簡單處理，便可在

13、儀器上直接顯示當(dāng)前粉塵濃度，然后通過天平稱重計算出力度分布，進而分析出濾膜粉塵的粒度分布，也可分析出其他粉塵的分散度。粒度分布以及濃度測定的結(jié)果可以通過顯示屏或者打印機來進行打印。這種儀器還具有斷電保護的功能，在斷電之后還可以儲存40多組粉塵濃度以及200多組粉塵濃度的精確數(shù)據(jù)。第三種測量器時袖珍式激光粉塵器，它是以激光管作為主要光源、運用前向光散射的原理進行設(shè)計，這是一種具有國際先進設(shè)計水平的最新型的粉塵儀器，這種儀器能夠適用在公共場所顆粒物濃度以及粉塵的快速檢測，還可用于環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、勞動衛(wèi)生等多個方面的粉塵濃度檢測。在工礦企業(yè)中更加常見。但制作成本與其它集中方法相比較高。1.3.1

14、粉塵測量的方法根據(jù)粉塵測量方式的不同，其方法可分成三種，主要分為靜電法測量、光學(xué)法測量、采樣稱重法測量。（1） 采樣稱重法與射線法無法實時在線測量，這是它最大的短板。（2） 靜電法非常容易收到干擾，并且如今國內(nèi)的技術(shù)也不成熟，無法批量生產(chǎn)。（3） 光學(xué)法又能分為散射法和濁度法，而當(dāng)前國際上普遍用于檢測濃度的方法是濁度法，我國的大多數(shù)企業(yè)也采用了此種方法，然而光學(xué)發(fā)也有他的缺點，就是只有保持光學(xué)鏡頭的清潔才能持續(xù)有效的測量，目前國際通用的光學(xué)鏡頭清潔法是通過微正壓的新鮮保護風(fēng)。1.3.2粉塵測量儀性能與優(yōu)點根據(jù)如今國內(nèi)外各個不同的粉塵測量儀可以總結(jié)出以下幾種性能以及優(yōu)點。智能采樣法以及去燥數(shù)字濾

15、波的算法相互就和，在測量和信號處理靈活方面非常強大，因此在一套裝置上可以進行不一樣的變量和濃度的測定，也可以排除極個別的非正常值，計算平均值。運用嵌入式單片機作為中控核心的技術(shù)，將單片機嵌入至煙塵及粉塵測量的環(huán)境要求中，通過充分考慮多方面因素，包括成本因素，環(huán)境因素，物理因素等方面，通過智能化控制，檢測出各種形式的粉塵及可吸入顆粒物濃度，同時，還要考慮到軟件、硬件、相關(guān)接口的電路設(shè)計。通過內(nèi)核主控技術(shù)，在較高層次上進行磁盤的讀寫；支持多個程序在同一時間同時運行，處理器可以同時處理所有程序。通過粉塵濃度測量儀這個軟件平臺，運用GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過短信預(yù)警在內(nèi)的各種通知方式，將測量信息及報警信息

16、實時傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進而傳輸?shù)接脩羰种?，形成全方位韓靜監(jiān)測系統(tǒng)。運用中心控制軟件，更方便快捷的輸入用戶參數(shù)、校準(zhǔn)設(shè)施，并且可以輸出儲存過的測量數(shù)據(jù)。1.4本文的主要工作該傳感器主要是依據(jù)光學(xué)原理測量光在透過被測得的物質(zhì)之后，因為散射吸收而使得光強減弱，通過計算光束通過被測量的物質(zhì)的前后光強之比以此來定量當(dāng)前空氣中等粉塵濃度。本設(shè)計之中，單片機的主要功能在于在接收傳感器傳送的模擬信號之后，在單片機的內(nèi)部完成A/D轉(zhuǎn)化，同時根據(jù)LED的所需驅(qū)動要求，發(fā)出周期T等于10ms寬度等于0.32ms的脈沖信號，還需將數(shù)字信號發(fā)送的LCD1602顯示屏上。35西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2本設(shè)計系統(tǒng)的總體

17、方案2.1系統(tǒng)功能與技術(shù)指標(biāo)（1） 系統(tǒng)功能（2） 本設(shè)計中的傳感器是SHARP-GP2Y1010AU0F灰塵傳感器，其每隔10秒就進行一次數(shù)據(jù)的采集和檢測，因此得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。本設(shè)計有兩個按鍵可以快速調(diào)整預(yù)設(shè)報警值，可操作性非常高。指示燈顏色鮮明，便于顯示當(dāng)前空氣濃度。LCD1602實時顯示屏顯示當(dāng)前空氣中PM2.5濃度，清晰直觀。（3） 主要的技術(shù)指標(biāo)：（4） 電源電壓為：5-7V；（5） 工作溫度為：-10-65；（6） 通過最大電流為：20mA；（7） 測量靈敏度為：0.001mg/m3；2.2工作原理2.2.1粉塵檢測的工作原理在實際運用狀態(tài)下，粉塵檢測器會基于激光、光散射、紅外

18、、交流電感等基礎(chǔ)光電法則來實現(xiàn)粉塵成分的區(qū)分檢測功能。通過檢測對象環(huán)境的空氣過濾，對過濾膜上所獲得的粒子進行成分組成分析，完成粉塵檢測。其中用到的兩個光學(xué)原理分別為：Lambert-Beer定律和Mie理論。本設(shè)計是根據(jù)光學(xué)中的濁度法而得到粒子濃度和直徑。根據(jù)Lambert-Beer定律測量的到光通過被測量的物質(zhì)之后，因為散射吸收使得光強被減弱，根據(jù)前后光強之比來確定當(dāng)前空氣粉塵濃度。它的原理如下所示：將光強為I0的一束單色平行光，照射在具有PM2.5粉塵的區(qū)域后，由于可吸入顆粒物對光具有吸收和散射的作用，致使光強出現(xiàn)減弱的現(xiàn)象，根據(jù)Lambert-Beer定律，當(dāng)一束平行光照射在分布均勻的粉

19、塵例子區(qū)域時，其出射光的光強與入射光的光強呈一定的函數(shù)關(guān)系。I=I0exp(-QNAL)=I0exp-3QWL/(2d）式中：Q為消光系數(shù)，可根據(jù)Mie理論進行計算，消光系數(shù)Q與入射光的波長、粉塵的粒子直徑d以及粉塵的物質(zhì)折射率m有關(guān)。N為粉塵的當(dāng)前濃度A為粉塵顆粒物截面積，W為粉塵質(zhì)量濃度；是粉塵質(zhì)量密度。若某種環(huán)境下分布的粉塵的直徑是1粉塵濃度為w1的話，則有：式子：C=3L/(2),C相對于檢測系統(tǒng)為常數(shù)；m為被測量粒子的直徑分?jǐn)?shù)檔。由以上兩個公式可得：上式中，的單色光的入射情況是這樣得到的，采用不同波長的入射光，每段波長都有對應(yīng)的計算公式。E=TW式子中：E是消光列向量，此時可通過測量

20、各個波長所對應(yīng)的I0以及I測得：=式子中：T成為消光系數(shù)的矩陣（計算機輔助粉塵濃度檢測系統(tǒng)）。T中各個元素tij=Q（i,m,d1）/d1,T可以由計算機預(yù)先算出來。W=（W1,W2,WM）T是粉塵總共的質(zhì)量吩咐的列向量。求解上面的式子便可得出W以及粉塵的總的質(zhì)量濃度。由此可以看出，利用多波長光學(xué)測量法，對不同直徑粉塵粒子質(zhì)量濃度進行測量，進而得到測量區(qū)域粉塵粒子總濃。此方法還可同時測得監(jiān)測區(qū)域粉塵分散度。2.2.2系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)工作原理為：接通電源后，當(dāng)給一個粉塵傳感器傳輸?shù)?5V模擬信號是，單片機中的AD轉(zhuǎn)化電路可將其轉(zhuǎn)化為八進制的數(shù)字信號進而輸入單片機中，經(jīng)過單片機處理之后，將其轉(zhuǎn)化

21、為三位十進制的數(shù)字在LCD1602液晶顯示屏上出現(xiàn)精確的數(shù)值。同時與按鍵輸入的參考值進行對比，當(dāng)數(shù)值小于黃燈參考值的時候，黃燈亮起，代表當(dāng)時的空氣質(zhì)量良好，PM2.5濃度符合國家相關(guān)安全規(guī)定；當(dāng)數(shù)據(jù)大于參考值的時候，紅燈亮起，并且單片機會驅(qū)動蜂鳴報警器，預(yù)警當(dāng)時空氣質(zhì)量。2.3程序的框圖設(shè)計電源電路LCD1602液晶顯示屏STC89C51單片機傳感器電路LED燈電路蜂鳴器報警電路 按鍵電路 圖2- 1 程序邏輯設(shè)計如圖2-1所示，本系統(tǒng)的設(shè)計主要分為以下幾個部分。（1）信號收集程序：該程序主要是將傳感器收集來的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機粒。（2）LED顯示的程序：這個程序設(shè)計是完成當(dāng)前粉

22、塵濃度的顯示以及目前環(huán)境的狀況提醒功能。（3）看門狗程序：此程序是在死機或程序飛跑時完成系統(tǒng)的復(fù)位功能。鍵盤輸入程序：此程序是完成參考值的設(shè)定與修改功能。聲光報警程序：這個部分主要完成濃度大于參考值時進行報警警示的功能。2.4程序的主流程圖的設(shè)計圖2.2 程序主流程圖 3 PM2.5粉塵測量儀的硬件設(shè)計3 PM2.5粉塵測量儀硬件的設(shè)計3.1單片機3.1.1核心控制單片機的選擇單片機是系統(tǒng)運作的核心器件，其功能豐富，具有，完成數(shù)據(jù)收集、整理、處理、輸出、顯示、控制等多個功能。PM2.5粉塵檢測系統(tǒng)中，對硬件設(shè)施單片機的選擇至關(guān)重要，是粉塵檢測器的核心部件。其中STC89C51單片機性能優(yōu)越，功

23、耗低,該單片機指令代碼兼容性強，同時兼容 MCS-51指令系統(tǒng)、80C51引腳結(jié)構(gòu)，機器周期選擇性靈活。還有一點是選擇51單片機的核心原因，該單片機具有非常良好的芯片結(jié)構(gòu)，對編寫與擦除數(shù)據(jù)的周期使用要求非常低，而實現(xiàn)效果卻非常良好。從性價比的角度來看是非常適合制作粉塵檢測系統(tǒng)的核心控制主體。3.1.2單片機技術(shù)指標(biāo)STC89C51單片工作電壓：3.3V-5.5V，工作頻率：0-40 MHZ，世紀(jì)工作頻率可以達(dá)到48 ZHZ，具有6向量2級中斷結(jié)構(gòu)。其中用戶應(yīng)用空間為4-64K字節(jié)，能夠集成12080字節(jié)，或者集成512字節(jié)RAM，具有多個I/O口。單片機在用戶層接口方面，用戶下載代碼邏輯清晰代

24、碼結(jié)構(gòu)簡單，在真實場景下實現(xiàn)功能僅需毫秒單位，RxD/P3.0、TxD3.1串口則是實現(xiàn)單片機下載邏輯的通用端口。在定時器模塊中，16位定時器是基礎(chǔ)數(shù)位格式，當(dāng)然依據(jù)需要也可以轉(zhuǎn)換為8位等端口數(shù)字。51單片機作為基礎(chǔ)單片機的元老，中斷電路具有實時性與穩(wěn)定性，可以完成對現(xiàn)有狀態(tài)的保存與實時開始狀態(tài)，用過下降沿觸發(fā)中斷的模式來觸發(fā)中斷，以結(jié)束中斷信號結(jié)束中斷并保持高電平。51單片機在不斷升級的過程中也逐步順應(yīng)時代添加了多類的人性化模式。單片機本身質(zhì)地精細(xì)且耐用性不高，其受損源頭是由于長時間使用的元器件老化與電流沖擊造成的設(shè)備損害。而在新一代單片機中，可以實現(xiàn)當(dāng)單片機空置的情況下自動調(diào)整為節(jié)電模式與

25、睡眠模式，在該狀態(tài)下除單片機外其他串口與存儲等模塊繼續(xù)運行，防止運行數(shù)據(jù)丟失，然后將RAM存儲中的所有數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)存，最后將其他結(jié)構(gòu)如定時器、計時器等組件凍結(jié)，實現(xiàn)節(jié)能模式。STC89C51單片機的電路引腳圖如圖所示3-1所示：西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）圖3.1 STC89C51單片機的引腳電路圖的設(shè)計按照功能，STC89C51的引腳的功能可分為主電源、多功能的I/O接口、外接的晶體振蕩以及振蕩器、控制以及復(fù)位等。（1）多功能I/O口：STC89C51一共具有四個8位的并行I/O接口，分別為：P0、P1、P2、P3端口，與之一一對應(yīng)引腳分別是P0.0 P0.7，P1.0 P1.7，P2.0 P

26、2.7，P3.0 P3.7，共有32根I/O接線。每根線作為輸入或輸出都可以單獨使用。P0端口，該端口為雙向I/O接口，具有8位漏極開路。作為輸出口時，每根引腳能自行帶動TTL輸入負(fù)載8個。若例如將“1”寫入到P0端口，其引腳就可當(dāng)作高阻抗輸入。在特殊模式下，數(shù)據(jù)總線及多路復(fù)用低字節(jié)地址的功能可用P0端口實現(xiàn)，用于程序和存儲器存取，P0口也具有了內(nèi)部上拉電阻。如果想要對Flash存儲器進行編程時，P0就可以用于接收代碼的字節(jié)；在校驗時候，則輸出代碼的字節(jié)；但此時必須要外加一個上拉電阻才能辦到。P1端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動也就是吸收或輸出電流方式有4個TTL輸入。這個口是自身8位雙向I/O

27、的端口，帶有內(nèi)部上拉電阻。對端口輸入“1”的時候，可作為輸入口時，其端口被內(nèi)部的上拉電阻抬升至高電位。P1口作輸入口進行使用時候，因為它有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部的信號拉低的引腳以此同時會輸出一個電流。在對其內(nèi)部的Flash編程和程序校驗時候，P1口接收低8位的地址。另外，P1.0與P1.1可以配置成為定時或者計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入端（P1.0/T2）與定時/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入端（P1.0/T2EX），如表2-1所示。表3.1 P1口管腳復(fù)用功能端口引腳復(fù)用功能P1.0T2（定時器/計算器2的外部輸入端）P1.1T2EX（定時器/計算器2的外部觸發(fā)端和雙向控制）P1.5MOSI（用于在線編程

28、）P1.6MISO（用于在線編程）P1.7SCK（用于在線編程）P2端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動也就是吸收或輸出電流方式有4個TTL輸入。這個口是自身8位雙向I/O的端口，帶有內(nèi)部上拉電阻。對端口輸入“1”的時候，可作為輸入口時，其端口被內(nèi)部的上拉電阻抬升至高電位。在其訪問外部的程序存儲器或著16位的外部數(shù)據(jù)的存儲器的時候，P2的端口將會送出高8位地址，在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)的存儲器的時候，P2口引腳上的內(nèi)容也就是專用寄存器區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容的時候，在整個訪問的期間都不會改變。在對Flash的編程以及程序的校驗期間，P2端口也會接收高位地址以及一些控制的信號。 P3端口，該端口是一個帶有

29、內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口，P3端口輸出緩沖器可同時驅(qū)動也就是吸收或著輸出電流方式有4個TTL輸入。對端口進行輸入“1”的時候，通過它內(nèi)部的上拉電阻將端口拉到高電位，此時這個端口就可以當(dāng)作輸入口。若果將P3端口當(dāng)作輸入口進行使用時，因為它的內(nèi)部有上拉電阻，而那些被外部信號所拉低的所有引腳就會輸出一個電流。在STC89C51中，同樣的P3口還可以用在一些復(fù)用的功能上，如表2-2所列。在對Flash的編程以及程序的校驗期間，P3口還可以用于接收一些控制信號。表2- 2 P3口管腳復(fù)用功能端口引腳復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0（外部中斷0）P

30、3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時器0的外部輸入）P3.5T1（定時器1的外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）3.1.3單片機的最小系統(tǒng)簡介STC89C51單片機的最小系統(tǒng)組成單元為：單片機、時鐘電路、復(fù)位電路、輸入/輸出設(shè)備等。由此在制作本設(shè)計時，需逐步完成以下幾點：1.復(fù)位電路設(shè)計單片機最常用的兩種復(fù)位電路是上電復(fù)位電路和按鍵復(fù)位電路。上電復(fù)位電路是微控制器上電時的復(fù)位狀態(tài)，它能保證微控制器在通電后立即進入復(fù)位狀態(tài)。它是通過電容充電來實現(xiàn)的。另一種按鍵復(fù)位電路：它不僅具有上電復(fù)位功能，而且具有操作簡單的優(yōu)點。若要進行復(fù)位操作的話，只

31、需要按下RESET鍵即可完成復(fù)位操作。它主要是利用電阻來進行分壓進而實現(xiàn)復(fù)位功能的，它的電路如圖3-2所示。圖3.2按鍵復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位電路的工作原理分為：當(dāng)上電復(fù)位需要連接電源時，單片機會自動執(zhí)行復(fù)位操作。上電時，RESET引腳變?yōu)楦唠娖?，RESET引腳的高電隨著電容C充電緩慢降低。高電平的RESET引腳在兩個機器周期內(nèi)是智能的，微控制器可以執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位電路對上電和按鈕有效，可以在上電時自動復(fù)位，也可以在微控制器工作期間按RESET按鈕完成復(fù)位操作。（1）EA/VPP（31 腳）的功能和接法:51 單片機EA/VPP（31 腳）可以同時作為選擇腳管，可以同時用于外部程序和內(nèi)部程序。當(dāng)單

32、片機只訪問外部存儲器時，EA在低電平階段為此不變。但當(dāng)單片機訪問內(nèi)部程序存儲器時，EA則在在高電平階段保持不變，目前，大多數(shù)單片機的內(nèi)部程序存儲器，需要較大的Flash容量。因此內(nèi)部存儲器的直接使用顯得尤為重要。在PM2.5粉塵測量設(shè)計中，為只是用內(nèi)部存儲器，將EA 管腳接到VCC 上。同時為避免執(zhí)行程序出現(xiàn)錯誤，切忌EA腳管懸空。（2）P0口外接上拉電阻:該單片機的P0 端口內(nèi)部無上拉電阻，為開漏輸出型。當(dāng)V2作為場效應(yīng)管，處于截止?fàn)顟B(tài)時，只有外接上拉電阻時才能處于正常的輸出狀態(tài)。另外，若果想要避免輸入時讀取的數(shù)據(jù)出錯，也需來外接一個上拉電阻。以下是其原因：通常情況下，引腳及存儲器處于輸入狀

33、態(tài)下讀取的信號具有一致性。但特殊情況下，比如說，如果從內(nèi)部總線輸出低電平之后，鎖存器Q0 0， Q1 1，端口線呈現(xiàn)低電平的狀態(tài)，此時的場效應(yīng)管V1 處于的狀態(tài)為開通。從引腳反饋到單片機的信號保持低電平，不隨端口線信號而變化。因而端口引腳信號未能正確讀出。此外，如果總線總線將高電平輸出后，場效應(yīng)管V1 截止，鎖存器Q0 1, Q1 0。如果外接引腳將高電平信號輸出時， 從引腳上讀入的信號就會與從鎖存器讀入的信號不同。所以當(dāng)P0 口作為通用I/O 接口來進行輸入使用時，在輸入數(shù)據(jù)前，我們應(yīng)先向P0 口寫“1”，此時鎖存器的Q 端值應(yīng)為“0”，要使輸出級的兩個場效應(yīng)管V1、V2 同時截止,引腳處于

34、懸浮狀態(tài)，此時才可作高阻輸入?？偨Y(jié)來說：為了能使P0 口在輸出時能夠有效的驅(qū)動NMOS 電路以及避免輸入時讀取數(shù)據(jù)會出錯，需要外接一個上拉電阻。在本設(shè)計中采用的是在外部多加一個10K 排阻。除此之外，51 單片機在對端口P0到P3 的輸入操作上，為了避免讀錯，也應(yīng)先向電路中的鎖存器寫入“1”，以使得場效應(yīng)管截止，以此來避免鎖存器為“0”的時候?qū)σ_讀入的干擾。（3）晶振電路的設(shè)計在設(shè)計晶振電路之前，我們先要了解51單片機的晶振管腳表2.3 1819管腳功能XTAL1（19腳）芯片內(nèi)部的振蕩電路的輸入端。XTAL2（18腳）是芯片內(nèi)部振蕩電路的輸出端。XTAL1 和XTAL2 作為相互獨立的輸入

35、與輸出的反相放大器，我們也可以將其配置為使用石英晶振方式的片內(nèi)振蕩器，或者是配置成器件直接由外部的其它晶振驅(qū)動。本設(shè)計采用的是內(nèi)晶振模式，也就是運用利用其自身的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2 的兩個引腳上外接兩個電容和一個石英晶體的時候，內(nèi)部振蕩器靠自身產(chǎn)生自激振蕩。通常來說，根據(jù)設(shè)計的自身需求，晶振的選擇范圍在1.2 12MHz 之間。如有較高要求，也可達(dá)到或超過24MHZ。但功耗也會隨之增加。本設(shè)計采用的適應(yīng)晶振為11.0952MHZ,為達(dá)到頻率微調(diào)目的，可以采用并聯(lián)電容對震蕩頻率的微小影響來實現(xiàn)。當(dāng)采用石英晶振時候，根據(jù)設(shè)計的需要，可以在20 40pF 范圍內(nèi)選擇電容，而本實驗套件所

36、使用的頻率為30pF；若果采用陶瓷諧振的器件時，電容也需要隨之而增大一些，一般處于30 50pF 之間。這里我們選取的是電容為33pF的陶瓷電容。需要注意的是，為減弱引線寄生電容，保證振蕩器持續(xù)可靠的工作，在設(shè)計工程中，盡量使電容與警惕的單片級芯片靠近。此外，可以利用觀察示波器上的XTAL2，來晶振的起震狀態(tài)。起震的標(biāo)志是顯示正規(guī)的正弦波。另外萬用表的直流檔位也可用于檢測起震狀態(tài)，當(dāng)測量XTAL2 和地之間的有效電壓，其有效值為2V左右則表明正常起震。晶振電路如圖所示。圖3. 3晶振電路3.2信號采集電路的設(shè)計圖3.4 粉塵傳感器的電路圖圖3.5 GP2Y1010AU0F粉塵傳感器結(jié)構(gòu)圖GP2

37、Y1010AU0F粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖3-4所示，它是利用光學(xué)方法測量懸浮在環(huán)境介質(zhì)中的微小微粒的特性的專業(yè)傳感器裝置，其不僅具有光測技術(shù)非接觸式的測量還具有不干擾被測對象的多個優(yōu)點。它可以在周圍環(huán)境中捕獲煙草產(chǎn)生的煙粒粉塵，還可感知花粉、房屋粉塵等多種直徑小于1微米的微小粒子。它具有體積小，重量輕，便于安裝等多個優(yōu)點。5V的輸入電路，有利于信號的處理。內(nèi)部具有氣流發(fā)生器，可以自行吸收外部環(huán)境氣體，保養(yǎng)簡單，可以長期保持穩(wěn)定、高效的工作狀態(tài)。表2- 4 應(yīng)用參數(shù)表應(yīng)用領(lǐng)域：1、空氣凈化器以及空氣清新機；2、空調(diào)；3、空氣質(zhì)量的監(jiān)控儀；4、空調(diào)的相關(guān)產(chǎn)品。主要參數(shù)：靈敏度：0.5V/(0.1m

38、g/m3)輸出電壓：0.9V(TYP)消耗電流：11mA工作溫度：-1065存儲溫度：-20803.3LED1602液晶顯示電路的設(shè)計圖3.6液晶顯示器電路設(shè)計LCD1602液晶顯示器能夠同時顯示32個字符，作為工業(yè)上一種常用的字符型液晶。在我們的日常生活中，我們對于液晶顯示器非常了解。液晶顯示這一模塊已經(jīng)作為很多種電子產(chǎn)品通用的器件，比如在計算機、電子表、萬用表、廣告牌等多個電子產(chǎn)品中我們都能夠見到它的身影，專用符號、數(shù)字、圖形等多種簡單圖樣為其主要顯示形式。在單片機輸出方式中，我們通?？梢砸姷降姆绞接幸韵聨追N：發(fā)光管、液晶顯示器、LED數(shù)碼管。其中，軟件及硬件現(xiàn)對簡單的LED數(shù)碼管與發(fā)光管

39、最為常用。在單片機的操作系統(tǒng)當(dāng)中，運用液晶的顯示器當(dāng)作輸出器件有以下多個優(yōu)點：液晶顯示器的畫質(zhì)非常的高，不會像其他的器件那樣的閃爍，原因在于它沒一個點收到新的信號之后會一直持續(xù)一種亮度及色彩，能夠持續(xù)恒定的發(fā)光，為單片機系統(tǒng)顯示，不同于陰極射線管的顯示器。這就是它作為一個單片機系統(tǒng)顯示器比較好的原因之一，第二點還有：液晶顯示器與單片機接口牢靠性高，操作也同樣非常的簡便。液晶顯示器對液晶分子狀態(tài)的控制則通過顯示器上的電極來實現(xiàn)。它的另一優(yōu)點是它的耗電量也非常的少很節(jié)約電能，這都是由于它的主要消耗都在其內(nèi)部電極以及驅(qū)動的IC上。它的原理是運用液晶的物理性質(zhì)，通過控制電壓控制顯示區(qū)域，以便清晰顯示所

40、需的圖形。它還具有厚度薄、體積小、直接驅(qū)動等特點，適用于各種大型集成電路，易于實現(xiàn)全彩色顯示。目前，這種顯示屏已廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、數(shù)碼攝像機等相關(guān)領(lǐng)域。表2- 5 LCD1602參數(shù)表LCD1602的主要參數(shù)顯示容量為162個字符；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。3.1.2 LCD1602的引腳說明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時液晶顯示器的對比度調(diào)整端。第4腳：RS作為寄存器選擇，當(dāng)處于高電平的時候選擇數(shù)據(jù)寄存器、

41、若處于低電平時則選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫的信號線，當(dāng)處于高電平時就進行讀操作，當(dāng)?shù)碗娖綍r就進行寫操作。若當(dāng)RS和RW共同為低電平時則可以寫入指令或者者顯示地址，而當(dāng)RS為低電平以及RW為高電平時則可以讀忙信號，而當(dāng)RS為高電平以及RW為低電平時就可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端從高電平變?yōu)槌傻碗娖綍r，液晶模塊將執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第1516腳：空腳3.4聲光報警提示電路以及LED燈電路設(shè)計3.4.1聲光報警器的電路圖設(shè)計圖3- 7聲光報警電路圖3.4.2LED燈的電路圖設(shè)計圖3- 8 LED燈的電路圖設(shè)計當(dāng)電路接通通電時，DI燈就會亮起，發(fā)出綠

42、色的光，代表粉塵傳感器正處于工作窗臺，而當(dāng)測量值少于報警值時D2燈就會亮起，發(fā)出黃色的光，代表當(dāng)前的空氣質(zhì)量良好。LED燈的優(yōu)點有很多，壽命長、光效高、輻射低、能源消耗低。作為當(dāng)代社會最受矚目的一種光源之一，它由于自身光效好、無毒害、循環(huán)利用率高、低熱量、使用時間長等很多優(yōu)點，因此目前LED燈被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活當(dāng)中。本設(shè)計中運用不同顏色的LED代表了不同的測量信號，非常易于使用的使用。3.4.3蜂鳴器的驅(qū)動電路設(shè)計此電路包含限流電阻、蜂鳴器及三極三個部分。蜂鳴器作為發(fā)出聲音的原件，對于一個有源蜂鳴器來說，在其兩邊佘家直流壓的話就可以發(fā)出蜂鳴聲，而對于一個無源蜂鳴器來說，在其兩端施加方波就可以

43、發(fā)出蜂鳴聲，它的主要參數(shù)為：發(fā)生方向、外部尺寸、工作時的電壓、工作時的電流、工作時的頻率、驅(qū)動的方式等等幾個方面。這都是根據(jù)不同的需求來進行選擇的，而本設(shè)計采用的是有源蜂鳴器。三極管起到了開關(guān)的作用，其基極的低電平使得三極管飽和導(dǎo)通，使得蜂鳴器發(fā)出聲響；而基極若是高電平則使得三極管關(guān)閉，發(fā)聲就此停止。蜂鳴器是發(fā)出聲音的原件。蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，這里的“源”是指震蕩源。對于有源蜂鳴器，如果在蜂鳴器兩側(cè)施加直流電壓，蜂鳴器會發(fā)出嗡嗡聲。無源蜂鳴器則不會發(fā)出聲音。影響蜂鳴器聲音的其主要參數(shù)有：頻率、方向、電壓、外形尺寸、驅(qū)動和電流等。這些都是根據(jù)不同的需要來選擇的。未達(dá)到更好的檢測效果

44、，增強檢測的直觀性，本設(shè)計采用有源蜂鳴器。其中有源蜂鳴器發(fā)聲原理依靠晶體管起開關(guān)的作用。當(dāng)基極的低電平使晶體管飽和導(dǎo)電，使蜂鳴器發(fā)出聲音。基極的高電平使晶體管閉合，聲音停止。3.4.4換風(fēng)系統(tǒng)的電路圖設(shè)計主要原理為：使用風(fēng)機將空氣抽離機器，通過內(nèi)置的過濾網(wǎng)來對空氣進行過濾，主要是起到過濾粉塵、異味以及有毒氣體和殺菌的目的。3.5按鍵電路的電路圖設(shè)計 本設(shè)計以按鍵接低方式進行讀取，當(dāng)單片機開始工作時，處于高電平狀態(tài)，當(dāng)按下按鈕時，單片機會接受到一個低電平的信號，并進行反應(yīng)和處理操作。另外矩陣鍵盤和獨立鍵盤是單片機鍵盤的兩種形式。矩陣鍵盤具有負(fù)載的鏈接形式，精度較高。獨立鍵盤的I/O端口按鍵單一，

45、雖然I/O口占用較多，但鏈接形式較為簡單。本設(shè)計根據(jù)實際測量情況選擇獨立鍵盤性價比較高。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）4 PM2.5粉塵測量儀的系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)的流程圖如圖4-1所示4.2濃度參考值的鍵盤設(shè)定的程序設(shè)計由于不同環(huán)境中的粉塵的濃度是不一樣的，粉塵流動量也不盡相同，不同的個體在不同的環(huán)境中所能承受的最大粉塵極限也是不同的，所以在更換環(huán)境或者不同的個體使用時需要設(shè)置不同的粉塵濃度的參考值，也就是該環(huán)境中所能承受的粉塵的濃度最大值，如果測得的濃度值高于預(yù)設(shè)報警值則會觸發(fā)報警的裝置，我們根據(jù)報警就可以采取有關(guān)的措施或者讓場地里的工作人員從危險環(huán)境撤離出去。這個模塊利用了獨立的按鍵方式

46、通過三個相對獨立的按鍵相互累加的方式來輸入?yún)⒖贾?，根?jù)預(yù)設(shè)報警值與測得的數(shù)據(jù)進行對比來控制報警裝置。在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，掃描鍵盤僅僅是CPU的眾多工作項目中的一項。在實際的應(yīng)用當(dāng)中，如果在既不占用過多CPU的工作時間條件下，又保證鍵盤操作的及時響應(yīng)的情況下，鍵盤方式的正確選擇就要依據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中CPU的情況而定，本設(shè)計的小型系統(tǒng)的CPU在工作時比較空閑，因此用編程掃描的方式。鍵盤掃描程序的功能在于一方面判別鍵盤上的按鍵有沒有按下去，方法是通過掃描鍵盤的接入口，若全都是“1”，這樣鍵盤就沒有一個鍵按下，如果不全為“1”的話則一定有鍵按下。另一方面還可以去除抖動音粗的影響，它的判斷方法是當(dāng)有鍵按

47、下之后，軟件經(jīng)過10ms左右的延遲后，仍判斷鍵盤為按下狀態(tài)，此時自動確定為一個建按下。否則按照按鍵抖動來進行處理。當(dāng)鍵盤放開的時候，也會對這以行為進行判斷，當(dāng)判斷到有按鍵釋放的時候，軟件也會停止10ms左右的時間，若仍為釋放狀態(tài)，則才能認(rèn)為按鍵確實是釋放了。最后會對各個按鍵進行逐一掃描，最后確定按下的鍵號。鍵盤掃描程序的流程圖如圖4-2所示。4.3信號采集本分的程序設(shè)計因為粉塵的濃度是連續(xù)變化模擬信號，單片機無法使用識別模擬信號，因此需要通過粉塵傳感器將空氣中的粉塵濃度轉(zhuǎn)化為電信號，接著通過信號放大器裝置，將轉(zhuǎn)化后的信號進行放大，放大為05V的電壓信號。4.3.1數(shù)據(jù)采集的流程圖設(shè)計方案粉塵的

48、數(shù)據(jù)采集流程圖如圖4-3所示修改模擬通道地址結(jié)束讀完數(shù)據(jù)讀取轉(zhuǎn)化結(jié)果等待輸出啟動信號 4.4 LCD1602液晶顯示流程圖的設(shè)計對于一個成熟的人機交互式的單片機來說，不能要能做到對用戶的輸入進行響應(yīng)，同時也應(yīng)該能夠把測控到的信息顯示出來。這些顯示給以給用戶提供實時的數(shù)據(jù)或者結(jié)果，來幫助用戶對數(shù)據(jù)進行分析或者進行決策。目前，在單片機的系統(tǒng)單中最常用的顯示裝置就是LED1602液晶顯示屏。它具有價格低廉、使用簡單等諸多優(yōu)點。以下是顯示流程框圖，其流程圖如圖4-5所示。4.5編程軟件的應(yīng)用keil的引用Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列的兼容單片機C語言軟件的開發(fā)系統(tǒng)

49、，與匯編語言相比，C語言不論是在功能上，還是從可讀性、結(jié)構(gòu)性、可維護性上都具有明顯的優(yōu)勢（配電網(wǎng)單相接地故障定位脈沖法的研究與實現(xiàn)），因而它是一種易學(xué)易用的計算機編程語言。用過匯編語言之后如果再來使用C來開發(fā)，體會就會變得更加深刻。 Keil C51軟件可以為用戶提供豐富的庫功能和調(diào)試工具，具有極強的集成開發(fā)能力，全Windows界面。其次，還有一點。只需看看編譯后生成的匯編代碼，就可以看到KeilC51生成的對象代碼有多高效。而且大多數(shù)陳述都非常簡潔，易于理解。在開發(fā)大型軟件時，更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。Keil的主界面如圖4-5所示圖4- 1keil主界面4.6 Proteus軟件的應(yīng)用Pr

50、oteus是一款先進的EDA工具軟件，由英國的Labcenter Electronics公司研發(fā)，包含ARES.EXE高級PCB布線軟件編輯和ISIS.EXE智能原理輸入系統(tǒng)兩個主要程序。因功能強大，操作簡便，便于切換二廣泛應(yīng)用。從原理圖的布圖、代碼的調(diào)試再到單片機與外圍電路的協(xié)同仿真，一鍵便可以切換到PCB設(shè)計，（船舶液艙晃蕩模擬系統(tǒng)研發(fā)）真正的實現(xiàn)了從生產(chǎn)概念到實際產(chǎn)品的完整設(shè)計。Proteus作為EDA工具軟件，目前應(yīng)用最為廣泛。不僅用于仿真8051、PIC/VAR等MCU，同時，他還可以對外圍電路進行仿真。在2010年其又增加了Cortex和DSP這兩個系列處理器，并將會持續(xù)的增加其他

51、不同系列的處理器模型。在編譯軟件方面，它同樣支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器的編譯。Proteus的主界面以及本設(shè)計的仿真圖如圖4-6所示。 圖4- 2Proteus的主界面以及本設(shè)計的仿PM2.5粉塵測量儀的測試結(jié)果及理論5 PM2.5粉塵測量儀的測試結(jié)果及理論調(diào)試在產(chǎn)品設(shè)計過程中是比不可少的一個環(huán)節(jié)，是對產(chǎn)品的性能、功能、應(yīng)用效果等多方面進行綜合調(diào)整。本研究旨在設(shè)計PM2.5粉塵測量儀，需要調(diào)試的方面包括硬件電路的設(shè)計原理是否正確，達(dá)到預(yù)期效果的程度，是否操作簡便，測量有效度等方面，為此還有對電路焊接情況進行逐一檢查，以確保測量儀設(shè)計的完整性性和可靠性。在調(diào)試方法上，本設(shè)計采

52、用分塊調(diào)試從局部到整體，由簡單到復(fù)雜，最后將調(diào)試好的哥哥模塊進行有機的加和，以便于更好的檢測PM2.5粉塵測量儀的性能。在調(diào)試過程中遇到的問題有：在焊電路之前缺乏電阻的大小會對PM2.5粉塵檢測電路影響的系統(tǒng)研究，導(dǎo)致一直認(rèn)為是傳感器只要不工作，顯示屏就是是沒有數(shù)據(jù)顯示，后來更換了阻值更加合適的電阻，數(shù)據(jù)的檢測結(jié)果也出來了。解決方案有：對電路進行測試,逐一檢查是否焊接牢固，有無開焊、漏焊現(xiàn)象。對輸出的管教信號進行測試。然后對編寫程序進行核查，如果發(fā)現(xiàn)問題及時整改。當(dāng)顯示亮度不好時阻器的阻值，直到看到合適的亮度為止。調(diào)試與整改不僅是PM2.5粉塵測量儀的性能進行檢驗。在調(diào)試過程中，進一步增加了我

53、們隊電器元件的認(rèn)識，增強了我們在設(shè)計產(chǎn)品過程中的思維縝密性。是對我們所學(xué)理論知識的進一步檢驗，有助于我們對知識系統(tǒng)化認(rèn)識。隨著工業(yè)化水平的不斷發(fā)展，當(dāng)前環(huán)境問題日益凸顯，空氣質(zhì)量問題也越發(fā)成為人們關(guān)注的焦點?？諝馕廴緡?yán)重威脅著人類的健康，PM2.5粉塵濃度是空氣污染的重要指標(biāo)，本研究旨在利用所學(xué)知識，設(shè)計出一個操作便捷，經(jīng)濟有效的PM2.5粉塵檢測儀。下面為本設(shè)計的實物圖6總結(jié)6 總結(jié)與建議6.1總結(jié)通過一段時間以來的研究設(shè)計，初步研究出了PM2.5粉塵測量儀。該粉塵測量儀操作簡單，方便快捷，經(jīng)濟有效。經(jīng)驗證，對空氣中PM2.5粉塵顆粒物的測量真實有效。在本次畢設(shè)實現(xiàn)過程中，以51單片機為核心

54、，以粉塵傳感器為信息接收端，以LCD數(shù)顯為信息輸出端口，實現(xiàn)了當(dāng)粉塵根據(jù)不同濃度，產(chǎn)生不同且與之對應(yīng)的告警模式。而在實現(xiàn)過程中，通過顯示屏結(jié)構(gòu)的輸出設(shè)計以及對指示燈的簡單邏輯，讓粉塵測試儀實現(xiàn)了非常完整的實用功能，對社會生產(chǎn)與空氣凈化有良好的促進作用。通過本次設(shè)計我了解了PM2.5的常規(guī)知識，也熟練掌握了單片機的設(shè)計架構(gòu)與核心邏輯，也知道了如何調(diào)用各類信號接收器、如何做出一款有實際意義的產(chǎn)品。最后很高心能夠通過自己的努力，運用所學(xué)順利完成了該設(shè)計。6.2展望1.當(dāng)前空氣中PM.5的濃度值仍需要通過網(wǎng)絡(luò)查詢和收看天氣預(yù)報，PM2.5名都的測量缺乏針對性和時效性，希望粉塵測量儀更加大眾化，便于民眾自己測量。2.在未來的研究中，希望粉塵測量儀對PM2.5的檢測更加方便快捷，檢測功能多樣化。致謝7 致謝本論文以及本設(shè)計是在胡鍇老師的悉心指導(dǎo)下完成的，胡老師知識淵博，對于這方面的知識非常了解，在老師不斷地指導(dǎo)下，我才完成了相應(yīng)的功能，老師幫我解決了很多難題，除了專業(yè)知識