張仁朝 張茂貴

摘要

本文設(shè)計(jì)了一種基于STC89C52單片機(jī)控制的車載空氣凈化器，從而達(dá)到凈化車內(nèi)空氣的效果。該凈化器采用手機(jī)APP控制，利用空氣質(zhì)量傳感器進(jìn)行空氣的檢測(cè)，若沒有污染源的出現(xiàn)，該凈化器可以過濾粉塵與PM2.5的氣體，若檢測(cè)到有害氣體，該凈化器可以釋放臭氧消毒來凈化空氣。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 傳感器 手機(jī)APP 凈化

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)走入平常百姓家，車內(nèi)的座椅、沙發(fā)墊等裝飾材料會(huì)釋放苯、甲醛等有毒物質(zhì)，導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量惡化，同時(shí)車內(nèi)封閉的小環(huán)境，容易使人感到不適，引起頭痛，惡心等現(xiàn)象。本人根據(jù)實(shí)際生活的需要設(shè)計(jì)了一種車載空氣凈化器。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該項(xiàng)目主要由空氣質(zhì)量傳感器模塊、MCU控制模塊、液晶顯示模塊、空氣凈化模塊、電源模塊、藍(lán)牙模塊、手機(jī)APP等組成，如圖1所示。

2.2 硬件模塊介紹

2.2.1 MCU模塊

MCU模塊是采用STC89C52單片機(jī)作為控制核心，此單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，價(jià)格便宜，適合實(shí)際應(yīng)用需要。如圖2所示。

除了復(fù)位電路、時(shí)鐘電路外，P2端口連接LCD1602的液晶顯示。

2.2.2 顯示模塊

本電路顯示模塊采用的是LCD1602，可以顯示2行*16字符，主要用來顯示凈化時(shí)間。其中第3腳為Vo為對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，實(shí)際使用中用一個(gè)電位器來調(diào)整，如圖3所示。

2.2.3 空氣質(zhì)量傳感器模塊

空氣質(zhì)量檢測(cè)模塊采用的是SM427N001，它是一款高性價(jià)比的四等級(jí)空氣質(zhì)量傳感器。能夠檢測(cè)氨氣、氫氣、酒精、一氧化碳、甲烷、丙烷、甘烷、苯乙烯、丙二醇、酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等有機(jī)揮發(fā)氣體以及香煙、木材、紙張燃燒煙霧、油煙等。該模塊通過XH2.54-4立式插座與單片機(jī)P1^2、Pl^3相連，接口定義如表1所示。輸出信號(hào)A、B與污染等級(jí)0-3相對(duì)應(yīng)，0表示沒有污染，3表示污染最嚴(yán)重，級(jí)別越高表示污染越嚴(yán)重，具體如表2所示。

2.2.4 空氣凈化模塊

該電路執(zhí)行空氣的過濾、凈化和消毒功能。具體如圖4所示。JP1與JP2所接的風(fēng)扇通過過濾網(wǎng)進(jìn)行空氣循環(huán)，過濾網(wǎng)能不僅夠?yàn)V除顆粒塵埃、毛發(fā)、絮狀物等懸浮物，還可以濾除部分PM2.5、甲苯、TVOC等有害氣體。當(dāng)紅燈亮?xí)r，說明車內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，JP4臭氧電路工作，進(jìn)行消毒;藍(lán)燈亮?xí)r，JP5負(fù)離子電路工作，進(jìn)行空氣凈化。

2.2.5 手機(jī)APP模塊

該APP用于直接控制空氣凈化器中的凈化和消毒，簡(jiǎn)單方便，可以提前開啟空氣凈化，當(dāng)你打開車門就可以享受清新的空氣，具有很高的實(shí)用性。如圖5所示。

2.2.6 藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙模塊采用的是CC2541，手機(jī)APP發(fā)出指令后，藍(lán)牙模塊接收信號(hào)并傳到單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)接收的信號(hào)做出相應(yīng)的判斷，控制凈化模塊和消毒模塊進(jìn)行相關(guān)的操作。其中藍(lán)牙模塊TXD連接單片機(jī)的P3^0;RXD連接單片機(jī)的P3^1;如圖6所示。

3 軟件流程

系統(tǒng)上電后，先進(jìn)行初始化。單片機(jī)檢測(cè)按鍵是否有按下，如果有按鍵，則執(zhí)行凈化處理，并在液晶上顯示時(shí)間;同時(shí)還要檢測(cè)手機(jī)APP送來的信號(hào)，如果空氣質(zhì)量達(dá)到污染程度，則啟動(dòng)臭氧電路進(jìn)行消毒處理，如圖7所示。

主要程序如下：

#include

#define uchar unsigned char

#define Port PO

sbit RS=P3^5;

sbit RW=P3^6;

sbit E=P3^4;

sbit foot2=P3^2;//按鍵中斷

sbit foot 1-P1^1;//風(fēng)扇

sbit foot3=P1^2;//空氣傳感器

sbitfoot4=P1^3;//空氣傳感器

sbit foots=P1^4;//臭氧

sbit foot6=P1^5;//負(fù)離子

sbit LED6=P1^6;

sbit Busy=P0^7;

ucharstr[16]="0123456789-"，hour=3，min=0，sec=0，num=0，i，j，flags，flag;

uchar strl[16]="**CleaningAir**"，str2[16]="Time：";//利用數(shù)組，調(diào)用數(shù)組

void delay（）//延時(shí)函數(shù)

{

uchar ij;//延時(shí)變量

for（i-0;i<50;i++）

for（j=0;j<100;j++）;

}

void Read Busy（void）//讀忙信號(hào)判斷

{

uchark=255;

Port=0xff;

RS=0;

RW=0;

E=0;

while（（k--）&&（Busy））;

E=0;

}

void Write_Comm（uchar Icdcomm）//寫指令函數(shù)

{

Read Busy（）;//先讀忙

RS=0;//端口定義為寫指令

RW=0;//端口寫入使能

E=1;//端口輸入總使能

Port=1cdcomm;//數(shù)據(jù)端送指令

E=0;//端口輸入總禁止

}

void Write_Chr（uchar lcddata）//寫數(shù)據(jù)函數(shù)

{

Read_Busy（）;//先讀忙

RS=1;//端口寫數(shù)據(jù)使能

RW=0;//端口寫入使能

E=1;//端口總輸入使能

Port=1cddata;//數(shù)據(jù)端口送數(shù)據(jù)

E=0;//端口總輸入禁止

}

void Init_LCD（void）

{

delay（）;//稍微延時(shí)，等待LCD進(jìn)入工作狀態(tài)

Write_Comm（0x38）;//8位2行5*7

Write_Comm（0x0c）;//顯示開，光標(biāo)開閃爍開

Write_Comm（0x01）;//清屏

Write_Comm（0x02）;//光標(biāo)歸位

}

void zhongduan0（）interrupt0

{

foot1=～foot1;

foot6=～foot6;

TR0=～TR0;

while（foot2！=0）;

}

//串口中斷

void UART_SER（）interrupt 4

{

uchar temp=2;

if（RI）

{

RI=0;//清除接收標(biāo)志

temp=SBUF;

switch（temp）

{

case'3'：foot1=1;foot6=1：TRO=1：break：//開風(fēng)扇和負(fù)離子

case'4 '：foot1=0;foot6=0：TR0=0：break;//關(guān)風(fēng)扇和負(fù)離子

case'1'：foot5=1;break;

//開臭氧

case'2'：foot5=0;break;

//關(guān)臭氧

}

}

}

void Timer0（）interrupt1//

{

num++;

if（num==20）

{

flag=num=0;

}

if（flag==0&&num==0）

{flag=1;

if（sec==0&&min==0）

{

if（hour！=0）

{

hour--;

min=59;

sec=59;

}

}

else//少了之后就是58開始

if（sec！=O）

{

sec--;

}

else//少了之后就是58開始

if（min！=0）

{

min-sec-59;

}

if（hour==0&&min==0&&sec==0）

{

TR0=0;

num=0;

}

}

}

void displayl（）

{

Write_Comm（0x80）;//定位第一行第一個(gè)位

for（i=0;i<16;i++）

{

Write_Chr（strl[i]）;

}

str2[9]=str[12];

str2[10]=str[min/10];

str2[11]=str[min%10];

str2[12]=str[12];

str2[13]=str[sec/10];

str2[14]=str[sec%10]：//不加while，會(huì)出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，因?yàn)镮nit-Lcd有清屏的作用，一開一閉就會(huì)有閃;

Write_Comm（0xC0）;//定位第二行第一個(gè)位

for（j=0;j<16;j++）

{

Write_Chr（str2[j]）;

}

}

void main（）

{

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

IT0=1;//跳變沿出發(fā)方式（下降沿）

EX0=1;//打開INTO的中斷允許。

TH0=（65536-50000）/256;//50ms

TL0=（65536-50000）%256;

TMOD&=0xf0;//定時(shí)器。工作方式1（16位）=0x20|0x01;

TMOD|=0x03;

foot1=1;

foot3-0;

foot4=0;

foot5-0;

foot6=1;

TMOD&=0x0f;//定時(shí)器0工作方式1（16位）=0x20|00x01;

TMOD|=0x20;

TMOD|=0x00;

SM0=0;

SM1=0;//串口工作方式1

REN=1;//允許串口接收

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;//9600波特率

ES=1;

Init_LCD（）;

while（1）

{

displayl（）;

if（foot3==1‖foot4==1）

{

foot5=1;

}

}

}

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的車載空氣凈化器，充分利用了單片機(jī)在控制領(lǐng)域的性能優(yōu)勢(shì)，能夠檢測(cè)車內(nèi)空氣質(zhì)量，并作出相應(yīng)的處理，采用一鍵啟動(dòng)，同時(shí)使用手機(jī)APP控制，具有很高的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

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