【正文】 entration of air paticles in the collectionAnalog King ad is converted to digital quantity, through calculation of the microcontroller in display screen display.Practice has proved that the design of circuit system for realtime monitoring of the air quality around, which can effectively improve health, improve the environment around us, and has very important practical significance, and has the advantages of simple operation, high integration, stability, convenient debugging, high test precision, with some practical value. Therefore, market prospect is very widely.KEY WORDS：MCU；；Dust concentration；Sensor technology 目 錄前 言 1第1章 國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)的概況綜述 3167。 設(shè)計(jì)的歷史依據(jù)及其意義 3167。 3第2章 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)及電路設(shè)計(jì) 5167。 5167。 6167。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 6167。 11167。 液晶顯示模塊 14167。 18167。 供電電路 19第3章 軟件部分設(shè)計(jì) 20167。 21167。 21167。 21167。 22第4章 系統(tǒng)調(diào)試 23167。 23167。 軟件的調(diào)試 23167。 軟件的下載 24結(jié) 論 27參考文獻(xiàn) 28致　謝 29附　錄 A 30附　錄 B 46前 言數(shù)字由于現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展，人們對(duì)身邊生活環(huán)境的要求越來越高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同樣不可避免的帶來一些負(fù)面的影響，環(huán)境污染就是其中之一，現(xiàn)在人們對(duì)周圍的環(huán)境已經(jīng)變得越來越關(guān)注。使得人們感覺到環(huán)境對(duì)自身健康的影響有著很大一部分的影響作用，人們的關(guān)注點(diǎn)時(shí)刻的被牽引在周圍的環(huán)境危害上面，現(xiàn)在的我們已經(jīng)變得對(duì)周圍環(huán)境要求比較渴望居住在舒適的環(huán)境里，迫切的希望吸上比較新鮮的空氣。我們大部分的時(shí)間都是在都是在我們居住的房子里，由此監(jiān)測(cè)我們住房的環(huán)境顯得更加的有效，還我們一個(gè)舒適，安全的居住環(huán)境，由于現(xiàn)在房屋的建材，專修房屋的材料對(duì)人體還是有一定的危害作用，例如；甲醛、有毒的重金屬顆粒物、環(huán)境的直接危害就是導(dǎo)致呼吸道健康方面的危機(jī)?，F(xiàn)在有了高科技的快速發(fā)展，并且與其相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，對(duì)環(huán)境的檢測(cè)相對(duì)來說比較高效，并且具有實(shí)時(shí)性。此次設(shè)計(jì)主要是利用單片機(jī)作為微處理器為核心并與粉塵傳感器相結(jié)合以及其他電路形結(jié)合，以AT89S52單片機(jī)為核心，ADC0832模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、 粉塵傳感器 GP2Yl010AUOF、LCD1602 顯示屏組成粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng) 。、轉(zhuǎn)換、計(jì)算以及讀取，把得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過顯示屏進(jìn)行顯示。通過單片機(jī)將先進(jìn)科技應(yīng)用于檢測(cè)環(huán)境的質(zhì)量，提醒人們做出相應(yīng)安全防護(hù)措施，改善當(dāng)前環(huán)境狀況。本次設(shè)計(jì)具有很多明顯的優(yōu)勢(shì)就是簡單便攜并且材料不貴，可操作的精度要求比較高，并且具有可調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為控制中心，傳感器采集的顆粒物濃度經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)通過單片計(jì)算輸送給顯示屏顯示設(shè)定最大爆表值超過這個(gè)值蜂鳴報(bào)警。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：（1）采用夏普GP2Y1010傳感器對(duì)粉塵顆粒采集。（2）使用AD0832作為采集樣品的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量(3) 采用 AT89S52單片機(jī)作為控制核心，計(jì)算其顆粒物的濃度（4）LCD1602作為顯示屏顯示所有測(cè)量值。（5）通過按鍵設(shè)置報(bào)警值，作為檢測(cè)量最高值，當(dāng)測(cè)量的值高于報(bào)警值，蜂鳴器報(bào)警。第1章 國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)的概況綜述167。 設(shè)計(jì)的歷史依據(jù)及其意義，在美國的一些科學(xué)家或者協(xié)會(huì)相應(yīng)的做出一些研究和發(fā)表一些論文，指出了顆粒物污染的一些來源，制定一些規(guī)章制度來限制各個(gè)國家地區(qū)對(duì)顆粒物的排放問題，在我國最早是在一位網(wǎng)絡(luò)友人“美帝是管空氣”，嚴(yán)重爆表。而在2015年2月28日柴靜自費(fèi)拍攝的《蒼穹之下》更是揭露了現(xiàn)在我們面臨的種種環(huán)境危機(jī)，從而現(xiàn)在的我們更加的關(guān)注顆粒物的一些實(shí)質(zhì)性的危害。可以提高我國的環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，具有不可磨滅的影響。隨著人類掠奪式地開發(fā)資源以及以犧牲環(huán)境為代價(jià)來換取工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境污染問題愈來愈嚴(yán)重。生存的環(huán)境變得苦不堪言時(shí)常受到一些迫害，因此與大自然的和平相處已變得刻不容緩。為了解決這些問題，所以現(xiàn)在的很多東西都應(yīng)用了高科技的產(chǎn)品來實(shí)行對(duì)自身周圍的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，提高保護(hù)措施。167。重量法，然后用天平直接稱重。但是仍然會(huì)有一些比較較小的顆粒會(huì)穿過濾膜，但是這些顆粒較小重量可以忽略對(duì)重量的影響不大。目前，如美國URG公司生產(chǎn)的通用型大氣污染物采樣儀（URG300K）,（PR2300），TH150型智能顆粒物采樣器。重量法可以是說最基本的方法，是驗(yàn)證其他方法的標(biāo)尺，是最簡單，最可靠的方法。但是也有其缺點(diǎn)，他需要人工來完成，并且其相應(yīng)的配套設(shè)備也比較相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，相對(duì)來說比較費(fèi)時(shí)，因此重量法多應(yīng)用于單點(diǎn)上。微量振蕩天平法微量震蕩天平法相對(duì)來說就沒有那么高的檢測(cè)精度，但是它并不像重量法那樣的復(fù)雜，它主要是靠顆粒通過他的傳感器（錐形管構(gòu)成）改變其震蕩的頻率，也就是說空氣中的顆粒被截留在可隨時(shí)更換的濾膜上，導(dǎo)致振蕩頻率發(fā)生變化，這是就可以根據(jù)頻率的變化來檢測(cè)此時(shí)的顆粒濃度。它能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)檢測(cè)的目的，并且能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。，從而更好地實(shí)時(shí)測(cè)量周圍的環(huán)境質(zhì)量。Beta射線法/β射線法Beta射線法基本上可以跟微量震蕩天平法是一個(gè)性質(zhì)類的，此方法是根據(jù)射線衰減的原理來實(shí)現(xiàn)的，就是當(dāng)射線照射在通過空氣的顆粒時(shí)，相應(yīng)的接收到的射線就會(huì)相應(yīng)的減少。減少的多少，根據(jù)換算公式就會(huì)計(jì)算出顆粒物的濃度大小。此系統(tǒng)也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，那就是可能在照射的過程中會(huì)有相應(yīng)的揮發(fā)，這時(shí)就需要一些補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，能夠最大限度的保證其準(zhǔn)確性，接近于真實(shí)值。光散射法光散射的原理是指；空氣中的顆粒物對(duì)光具有一定的散射作用并且根據(jù)濃度的不同散射的值也就相應(yīng)的會(huì)有所不同，濃度較高時(shí)，對(duì)光的散射也不會(huì)相應(yīng)的提高，測(cè)定光值以后，通過相應(yīng)的換算公式也就會(huì)得到其濃度值。但是，顆粒物與光的散射有著復(fù)雜的關(guān)系，顆粒的的形狀，化學(xué)組成，比重，微粒的分布都會(huì)影響光的散射問題。此外，這鞋顆粒物之間有可能還會(huì)發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。第2章 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)及電路設(shè)計(jì)167。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為基本核心，主要包括粉塵傳感器采集模塊，A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0832模塊，單片機(jī)作為控制模塊，顯示屏作為顯示模塊。，由AD模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過過過單片機(jī)的計(jì)算，最后在液晶上面顯示。整個(gè)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖21所示圖21整體系統(tǒng)框架總圖1．灰塵傳感器：實(shí)現(xiàn)對(duì)灰塵顆粒的感應(yīng)。2．A/D轉(zhuǎn)換電路：用于完成傳感器輸入模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量3．供電電路：實(shí)現(xiàn)對(duì)整體系統(tǒng)的供電。4．單片機(jī)最小系統(tǒng)：AT89S52作為微處理器，包含時(shí)鐘電路，復(fù)位電路控制其他的設(shè)備。5．顯示液晶：用于完成對(duì)系統(tǒng)測(cè)量值和報(bào)警值得顯示。6．按鍵電路：用于完成報(bào)警值參數(shù)調(diào)整的功能。7．報(bào)警電路：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報(bào)警。167。硬件電路設(shè)計(jì)主要是根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)的要求，設(shè)計(jì)出硬件電路原理圖，也就是說硬件設(shè)備應(yīng)該怎樣連接的方式，下面將對(duì)這個(gè)方面做具體的闡述。167。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)應(yīng)能讓單片機(jī)正常工作并且能夠正常的發(fā)揮其功能的一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是一個(gè)小型的電腦設(shè)備所具有的那樣擁有者明顯的大腦，也就是控制的核心。同時(shí)，也具有一些輸出設(shè)備，還有就是定時(shí)器，能夠作為時(shí)間的控制中心，具有作為通訊的接口，把所有需要用到的都集中在一個(gè)小小的芯片之上，這就是單片機(jī)。當(dāng)然單片機(jī)現(xiàn)在的發(fā)展已經(jīng)比較先進(jìn)，我們來看一下作為最基本的存在它是怎樣的。如圖22及23圖22單片機(jī)最小系統(tǒng)框圖23單片機(jī)最小系統(tǒng)引腳接線圖一般把AT89S52單片機(jī)的工作電壓定為5V，經(jīng)過查看電路圖，VCC接5V的電壓，VSS接地，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。這個(gè)復(fù)位開關(guān)就相當(dāng)于開機(jī)鍵的存在，同時(shí)如果我們的機(jī)器死機(jī)，或者是出現(xiàn)不可未知的危害是，需要我們重新啟動(dòng)時(shí)，都可以這樣開始，這次的設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)復(fù)位的開關(guān)。與復(fù)位電路同樣至關(guān)重要的就是屬于我們應(yīng)用的時(shí)鐘電路，這個(gè)時(shí)候時(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。XTAL1為反向放大器的輸入，XTAL2為反向放大器輸出，這是利用晶振的作用來實(shí)現(xiàn)放大的節(jié)奏。本次設(shè)計(jì)就是采用機(jī)器周期為12個(gè)振蕩周期的石英晶振。單片機(jī)最初是作為微控制器被利用起來，它被用在工業(yè)領(lǐng)域的很多方面，比較早的時(shí)候CPU是其核心裝置，然后就集成了很多的外設(shè)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)比較復(fù)雜的小型控制。單片機(jī)最早是由英特爾公司提出來的。AT89S52單片機(jī)是本次設(shè)計(jì)所采用的單片機(jī)，下面將重點(diǎn)介紹它的主要性能和參數(shù)。如圖24實(shí)物圖AT89S52圖24 AT89S52實(shí)物圖AT89S52具有一些比較優(yōu)質(zhì)的性能，例如能更好地與其他的設(shè)備兼容，目前在小型的設(shè)備中，它有32位I\O線，這是能夠跟外界溝通的基礎(chǔ)，同時(shí)也是能夠控制外設(shè)的基礎(chǔ)，另外還具有256自的RAM，能夠存儲(chǔ)一些必要的即時(shí)數(shù)據(jù)，或者一些程序，8K字節(jié)的Flash，能夠不斷地擦寫上千次，同時(shí)還具有一定的斷電保護(hù)設(shè)備，即使在斷電的情況下，也能夠把所需要的設(shè)備保護(hù)在起來，為了能夠更加的快速工作有時(shí)候要實(shí)行串行并行接口同時(shí)使用這樣的設(shè)備。全雙工串行口，還有復(fù)位的功能，此功能可以在系統(tǒng)發(fā)生崩潰時(shí)，重新再來的接口，有時(shí)是手工的有時(shí)可以設(shè)計(jì)成高電平的。P0 口P0口作為I\O接口的一種，它是一個(gè)8位漏極開路的雙工接口，可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)低電平的邏輯電平，需要在外部添加上拉電阻，以提高阻抗。所以在其輸入比較高的阻抗時(shí)，引腳可以作為高阻抗輸入。還有就是在程序校驗(yàn)的過程中呢，也需要外部的上拉電阻。P1 口P1 。它在編程的過程中呢，這個(gè)接口主要接受低八位的地址字符。它能夠輸出驅(qū)動(dòng)4個(gè)低電平的邏輯電平，但是其內(nèi)部有著上拉電阻，雙向輸入接口。引腳號(hào)第二功能： T2時(shí)鐘輸出， T2EX捕捉，重載觸發(fā)信號(hào)和控制方向。 MOSI、 MISO、 SCK、作為系統(tǒng)編程用。P2 口P2口與P1口有一些明顯的差別，它在做為輸入使用時(shí)，由于在外部條件的影響下就會(huì)被拉低將輸出低電平的電流，此外它的內(nèi)部也具有上拉電阻，能夠驅(qū)動(dòng)四個(gè)低電平，在訪問外部程序寄存器或者是存儲(chǔ)器時(shí)，這時(shí)候就會(huì)輸出高八位的地址，當(dāng)對(duì)其寫入1時(shí)，內(nèi)部的上拉電阻就會(huì)把阻值提高，在使用其編程時(shí)，就會(huì)接受高八位的一些控制信號(hào)或者是地址字節(jié)。P3 口P3口在AT89S52中有特殊的功能（第二接口），他跟另外的兩個(gè)接口同樣也具有內(nèi)部上拉電阻，在編程的工程中或者檢驗(yàn)中，他也能夠收到一些控制類的信號(hào)，具有8位雙向I\O接口。同時(shí)有時(shí)候也會(huì)接受一些flash閃存，接受一些控制類的信號(hào)。端口引腳第二功能： RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) INTO(外中斷0) INT1(外中斷1) TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0) T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1) WR(外部數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器寫選通) RD(外部數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器讀選通)RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳可以通過按鍵將單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。AL