文彪 明立娟

摘 要：文章設(shè)計了一種空氣質(zhì)量實時檢測報警系統(tǒng)，通過單片機發(fā)送指令給PM2.5激光檢測傳感器實現(xiàn)對當(dāng)前PM2.5值的讀取，經(jīng)過單片機的處理后，在LCD1602的液晶顯示當(dāng)前PM2.5值，用戶可以根據(jù)實際需要通過按鍵，設(shè)置報警閾值，從而實現(xiàn)對當(dāng)前PM2.5的檢測報警。使用該儀器可以針對不同環(huán)境需要，設(shè)定閾值報警，操作使用簡單、靈活多變。

關(guān)鍵詞：單片機；自動檢測；90C516RD+；PM2.5

中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0097-02

Abstract： In this paper， a real time air quality detection and alarm system is designed. The current PM2.5 value is read by sending instructions to PM2.5 laser detection sensor by single chip microcomputer. After processing by single chip computer， the current PM2.5 value is displayed on the LCD1602. According to the actual needs， the user can set the alarm threshold by pressing the button， so as to realize the detection and alarm of the current PM2.5. The instrument can be used for different environmental needs to set a threshold alarm， so the operation is simple， flexible and changeable.

Keywords： single-chip microcomputer； automatic detection； 90C516RD+； PM2.5

1 系統(tǒng)設(shè)計

（1）總體設(shè)計包括液晶顯示、微處理器、PM2.5激光傳感器總體框圖如圖1所示。

（2）硬件設(shè)計

本設(shè)計電路是由單片機為控制核心，另外主要通過5個模塊的電路設(shè)計實現(xiàn)功能，他們分別是液晶顯示模塊、按鍵模塊、傳感器模塊、報警模塊、存儲模塊。通過單片機芯片處理數(shù)據(jù)和發(fā)送指令，再通過液晶顯示和按鍵模塊設(shè)置閾值，儲存閾值，最后判斷是否蜂鳴器報警，如圖2所示。

（3）按鍵模塊

通過3個按鍵觸發(fā)，按鍵KEY1是設(shè)置鍵，按鍵KEY2是閾值加，按鍵KEY3是閾值減如圖3所示。

（4）晶振模塊

通過晶振模塊提供11.0592MHz的振蕩信號。如圖4所示。

（5）液晶顯示

通過單片機處理，在LCD液晶顯示實時空氣質(zhì)量。如圖5所示。

（6）報警模塊

將獲取到的實時數(shù)據(jù)值和設(shè)置的閾值比較，超過閾值則在蜂鳴器上報警，如圖6所示。

（7）儲存模塊

將設(shè)置的閾值保存，避免二次開機再次設(shè)置，如圖7所示。

（8）傳感器模塊

本傳感器通過異步串行通訊方式（UART），以幀為單位進行通訊。通過單片機發(fā)送命令幀給傳感器，傳感器回復(fù)給單片機相應(yīng)的應(yīng)答幀，從而讀取當(dāng)前PM2.5的值，傳感器與單片機的接線圖，如圖8所示。傳感器的TXD端和RXD端分別接單片機的P3.0和P3.1。通過串口的收發(fā)數(shù)據(jù)實現(xiàn)對傳感器的開關(guān)機，以及讀取當(dāng)前環(huán)境下的PM2.5的值。

2 系統(tǒng)程序設(shè)計

系統(tǒng)主要程序為C語言，包含單片機開發(fā)。主要包括初始化，串口的發(fā)送、接收，按鍵的識別，LCD顯示，報警系統(tǒng)，EEPROM儲存等。以下為程序的系統(tǒng)框圖：

3 結(jié)束語

本文設(shè)計了一種空氣質(zhì)量實時檢測報警系統(tǒng)，通過單片機和PM2.5激光檢測傳感器實現(xiàn)對當(dāng)前PM2.5值的讀取，LCD1602的液晶顯示當(dāng)前PM2.5值，通過按鍵設(shè)置報警閾值并保存在AT24C02中，從而實現(xiàn)對當(dāng)前PM2.5的檢測報警。并在keil軟件開發(fā)工具中實現(xiàn)了系統(tǒng)的軟件編譯。該系統(tǒng)實現(xiàn)了實時檢測空氣質(zhì)量的基本功能。

參考文獻：

[1]譚浩強.C程序設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社，2011，10.

[2]李全利.單片機原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]羅婭萍.基于AT89S52單片機的室內(nèi)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)[J].山西電子技術(shù)，2011.

[4]馬玉春.串行通訊協(xié)議的研究及應(yīng)用[J].計算機應(yīng)用研究，2004.

[5]清源科技.Protel99SE電路原理圖與PCB設(shè)計及仿真[M].機械工業(yè)出版社，2007.