【正文】 屆 ． 別 ． 2021 屆 學 號 畢業(yè)設(shè)計 基于 51單片機的 姓 名 系 別、 專 業(yè) 電子信息與電氣工程學院 電子信息科學與技術(shù)專業(yè) 導 師 姓 名、職 稱 完 成 時 間 2021年 5月 10日 目 錄 摘 要 ...................................................... I Abstract ................................................... II 1 緒論 ..................................................... 1 課題背景 ................................................ 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .......................................... 1 2 系統(tǒng)仿真軟件及總體設(shè)計方案 ................................ 1 Keil4 軟件開發(fā)壞境 ....................................... 1 軟件燒錄工具 ............................................ 2 程序結(jié)構(gòu)分析 ............................................. 4 整體的設(shè)計方案 .......................................... 4 電源模塊 ................................................. 4 3 主要元器件簡介 ........................................................................................................ 4 GP2Y1010AU0F 傳感器簡介 .................................. 5 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器簡介 ................................... 8 LCD1602 液晶顯示屏 ...................................... 10 STC89C52 單片機的簡介 ................................... 12 4 系統(tǒng)單元電路模塊設(shè)計 ..................................... 15 主控制模塊 .............................................. 15 顯示模塊電路 ............................................ 16 關(guān)于報警模塊的設(shè)計 ...................................... 16 按鍵模塊的設(shè)計 .......................................... 17 粉塵模塊電路設(shè)計 ........................................ 17 電源部分的設(shè)計 .......................................... 18 5 系統(tǒng)測試與實現(xiàn) ........................................... 19 系統(tǒng)程序流圖 ............................................ 19 仿真電路 ............................................... 20 軟件跟硬件結(jié)合 ......................................... 21 測試結(jié)果分析 ........................................... 23 系統(tǒng)實現(xiàn) ............................................... 23 總結(jié) .................................................... 24 致 謝 ...................................................... 25 參考文獻 ................................................... 26 附錄 1：系統(tǒng)整體電路原理圖 .................................. 27 附錄 2：系統(tǒng)設(shè)計部分源程序 .................................. 28 I 摘 要 現(xiàn)在社會發(fā)展的越來越快 ，隨著工業(yè)的發(fā)展，雖然給人們的生活帶來很多便利。但是，在生產(chǎn)過程產(chǎn)生很 多對人體有害的因素工業(yè)生產(chǎn)過程中會，例如煤炭灰開采、水泥生產(chǎn)等行業(yè)中的粉塵污染。 我的設(shè)計采用由 LCD1602 液晶模塊、 STC89C52 單片機最小系統(tǒng)、 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊、 GP2Y1010AU 粉塵傳感器、電源模塊、蜂鳴器報警模塊和按鍵模塊模塊組成。單片機是通過 ADC0832 轉(zhuǎn)換芯片采集 GP2Y1010AU 粉塵傳感器的粉塵的濃度，通過單片機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理后在液晶屏上顯示空氣中的質(zhì)量，測量空間中的粉塵濃度如果大于當時設(shè)置粉塵濃度時，蜂鳴器就會產(chǎn)生報警的聲音和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報警。當然，粉塵的濃度報 警值我們可以通過按鍵來進行設(shè)置。 關(guān)鍵字： GP2Y1010AU0F 傳感器；粉塵檢測；空氣質(zhì)量 II Abstract With the development of society and industry, which brings a lot of convenience to people39。s life. However, it will produce a lot of harmful factors in the process of industrial production, such as coal mining, cement production and other industries in the dust pollution. In a variety of risk factors on human health effects of the most serious. The dust harm to human body is the most direct, the most serious is the cause of the dust concentration is too high, the high temperature drying time may explode. The design used by STC89C52 MCU minimum system, gp2y1010au dust sensor, ADC0832 ADC module, LCD1602 LCD module, power supply module, buzzer alarm module and a key module. Singlechip microputer realtime through the ADC0832 conversion chip acquisition gp2y1010au dust sensor dust concentration, through the singlechip microputer data conversion processing in the LCD screen display in the air quality, when the spatial measurement of dust concentration is higher than the set of dust concentration, buzzer and lightemitting diodes emit sound and light alarm. The dust concentration alarm value can be set through the buttons. Key words: GP2Y1010AU0F detection sensors。Dust detection。dust and air quality 1 1 緒論 課題背景 粉塵又稱可吸入顆粒物，它是能被呼吸道粘連，直徑有 10um 的顆粒物狀，對人的眼睛、上呼吸道、鼻腔都非常有害。粉塵和煙霧它是做為病菌的載體，如果一旦分散到空氣中，就會很容易傳播各種疾病。人們長久呼吸或長久散落皮膚上會容易導致癌癥。由此可以看出粉塵對人體健康和生產(chǎn)的會產(chǎn)生巨大危害性，煤礦井下管道作業(yè)、煤炭生產(chǎn)都要產(chǎn)生大量的粉塵，加上煤炭井下沒有通風的條件，煤塵濃 度可高達 1000mg/m179。以上。在這環(huán)境中工作中，工人會吸入大量的粉塵，如果粉塵長時間進入人的呼吸系統(tǒng)，大量粉塵會在肺泡中沉積，會引起慢性職業(yè)病，嚴重的危機人的身體健康。因此，我們必須對煤礦井下粉塵進行實時檢測和采取應(yīng)急的措施，及時了解煤礦井下工人的勞動環(huán)境和安全，并且掌握井下煤塵濃度及變化情況，以及采取應(yīng)急措施來改變粉塵的濃度，為安全，防塵，降塵等措施提供必要現(xiàn)場數(shù)據(jù)和采取措施降低濃度。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在我國內(nèi)大多采用先進的測試粉塵技術(shù)，有的是β射線原理，其吸收量只與吸收物質(zhì)的重量相關(guān)，而與吸收 物質(zhì)的物化性質(zhì)無關(guān)，可直接讀粉塵濃度。 2 系統(tǒng)仿真軟件及總體設(shè)計方案 Keil4 軟件開發(fā)壞境 Keil4 C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用 。 Keil4 軟件開發(fā)環(huán)境如圖 1 所示： 2 圖 1 Keil4 軟件開發(fā)環(huán)境 我用的是 keil4 軟件開發(fā)壞境，該軟件能夠開發(fā)和調(diào)試軟件，我用的是 C 語言作為開發(fā)語言，該語言是我們大學上的一門專業(yè)課語言，所以我的開發(fā)語言是C 語言。 軟件燒錄工具 在 keil4 軟件開發(fā)完成并且編譯沒有錯誤的情況下，為了要實現(xiàn)軟件與硬件同時工作，軟件來控制硬件來達到 檢測系統(tǒng)與實現(xiàn)，這樣就能達到畢業(yè)設(shè)計的目的，軟件燒錄我用的是 STC_ISP 軟件，運用這個軟件就能把我自己設(shè)計的工程軟件燒錄到 STC51 單片機里，在把單片機芯片放到我自己焊的硬件中，就能達到測 試的效果， STC_ISP 軟件如圖 2 所示，還有燒錄的單片機如圖 3 所示： 3 圖 2 S