【正文】 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。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。Dust detection。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。 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。在本章主要介紹主程序流程，和對 ADC0832 以及粉塵傳感器數(shù)據(jù)處理子程序流程 。系統(tǒng)總體框圖如圖 4 所示： 圖 4 總體結(jié)構(gòu)框圖 該系統(tǒng)主要由粉塵檢測模塊 GP2Y1010AU、按鍵設(shè)置模塊、報警模塊和液晶顯示模塊態(tài)顯電路組成，下面我分別介紹實現(xiàn)這個系統(tǒng)功能的方案。 3 主要元器件簡介 電源模塊 按鍵模塊 ADC0832 單片機 STC89C52 最小系統(tǒng) LCD 顯示 粉塵傳感器 蜂鳴器 報警 5 GP2Y1010AU0F 傳感器 簡介 一、 GP2Y1010AU0F 物理特性 GP2Y1010AU0F 是一個采用光學傳感系統(tǒng)的灰塵傳感器。出此之外，它也還可以通過脈沖沖模擬輸出來分別區(qū)分屋子內(nèi)的煙霧和灰塵。首先測出無塵無煙時的電壓值并且保存下來。因為它體積非常小，兼容性也比較強，性價比高。 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容 8P、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝 C ～ +85176。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 GND 芯片參考 0 電位（地）。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。芯片的模擬電壓輸入在 0～ 5V之間。在第 二 、 三 個脈沖下沉之前 ， DI 端應(yīng) 該 輸入 二 位數(shù)據(jù) ，目的 用于 選擇通道功能。 液晶顯示器每一個點在接受信號后就會一直保持著那個狀態(tài)和顏色。 第 4腳： RS是寄存器選擇，當處于高電平時，是選擇數(shù)據(jù)寄存器，當處于低電平時，就是選擇指令寄存器。 第 15 腳：背光源正極。 指令 2：光標復(fù)位，光標返回到地址 00H 。 B：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示 的 開顯示，低電平表示 的 關(guān)顯示 。 指令 8：讀 出 光標地址和忙信號 。 Intel 公司是最早對 51 系列的單片機進行開發(fā)設(shè)計的， Intel 公司后來將51 核的設(shè)計方案提供給 Philip、 Atmel、 SST 等這些電子設(shè)計生產(chǎn)商，這些公司 13 根據(jù) Intel 公司提供的相關(guān)設(shè)計方案的基礎(chǔ)之上，生產(chǎn)了多種以 51 為內(nèi)核的單片機。 STC89C52 單片機的基本組成框圖見圖 14。 4. 四個 8 位并行 I／ O 接口 P0~P3，每個口不僅用作輸入，仍可以用作輸出。五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。 XTAL1(19 腳 )：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號端。 P0 口 (～ ， 39~32 腳 )： P0口是一個 位準雙向 I/O口。 P3 口每個引腳都有第二功能，如下： ： (RXD)串行數(shù)據(jù)接收。 ： (T0)定時 /計數(shù)器 0的外部計數(shù)輸入。 4 系統(tǒng)單元電路模塊設(shè)計 主控制模塊 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 15 所示。完成單片機啟動確定單片機起始工作狀態(tài)就是單片機接通電源時產(chǎn)生復(fù)位信號。具體電路圖如圖 17 所示 ： 17 12BUUZERVCC2KR2BUZZERQ1S8550GNDLED12KR4 圖 17 報警模塊電路圖 按鍵模塊的設(shè)計 可以通過按鍵進行設(shè)置空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的灰塵參數(shù)。傳感器的第一腳接了一個 220uF 的電解電容和150 歐姆的電阻。 231SW1470uFC5104C612DC 5VVCCGNDPOWER2KR6 圖 20 電源接口電路 19 5 系統(tǒng)測試與實現(xiàn) 系統(tǒng)程序流圖 主程序的主要功能是對定時器， LCD1602， ADC0832， GP2Y1010AU0F， I/O 口資源 等所用到的資源進行初始化、對傳感器及 ADC083對按鍵動作的處理的實時電壓值進行換算處理并顯示。通過單片機把程序燒錄到單片機的芯片，再把芯片安裝到硬件上面，該硬件是自己動手焊接的，如圖 24 焊接圖所示，并且能產(chǎn)生正確的效果，如圖 25 實物效果圖所示： 22 如圖 24 焊接圖 如圖 25 實物效果圖 23 測試結(jié)果分析 根據(jù)實物測試結(jié)果分析，如圖 實物效果圖所示，該圖就是測試室內(nèi)環(huán)境的PM 值，現(xiàn)在是 38ug/m3,測試的結(jié)果是 best，沒有超過剛開始 設(shè)置范圍 200ug/m3，所以現(xiàn)在空氣的質(zhì)量是健康無害的，該結(jié)果是通過 ADC0832 硬件測試的結(jié)果再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換再通過軟件分析從而能夠在液晶顯示屏上看到我們測試的數(shù)據(jù)結(jié)果，該結(jié)果準確無誤。 雖然 存在著系統(tǒng)功能單一等缺點，相信在以后的實踐中能一步一步完善。同時，在此次設(shè)計過程中，在我們院實驗創(chuàng)新基地有豐富實踐經(jīng)驗的同學給予了極大的指導(dǎo)和幫助，有許多技術(shù)上的難題都是通過請教他們或者書本從而得以解決， 在此非常感謝他們。 //按鍵鍵輸入端口 ==P1^7 sbit Add = P3^0。 vled=0。 Delay1us(400)。 29 uchar bueezr_flag=0,bueezr_count=0,buzzer_time=25。 while(1) { Delay(120)。 pm2+=pm1。 PM/=5。 if(PMVAL=9999)PMVAL=9999。 WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1)。 } } //PM 值與報警值比較 if(PMVALHPM) { bueezr_flag=1。 else if((PMVAL100)amp。 /*******蜂鳴器報警 ********/ bueezr_count++。 bueezr_flag) { BUZZER=~BUZZER。 WriteCOMDATA(HPM/1000+0x30,1)。 } if(!Add) { Delay(100)。 WriteCOMDATA(HPM/100%10+0x30,1)。 //RS P0^7 sbit RW = P1^5。 RW=0。 } /************************************************ ** 函數(shù)名稱 ： void LCD_init(void) ** 函數(shù)功能 ： LCD1602 初始化操作 ** 輸 入 ： 無 ** 輸 出 ： 無 ** 說 明 ： ************************************************/ void LCD_Init(void) { WriteCOMDATA(0x01,0)。 WriteCOMDATA(0x06,0)。 } /************************************************ ** 函數(shù)名稱 ： void WriteChar(uchar Row,uchar Col,uchar Num,uchar *pBuffer) ** 函數(shù)功能 ：在任意位置寫指定個字符 ** 輸 入 ： Row : 要寫的字符所在的行，只能為 1 或 2； Col : 要寫的字符所在的列，只能為 015 Num : 要寫字符的個數(shù) pbuffer : 要寫字符的首地址 ** 輸 出 ：無 ** 說 明 ： ************************************************/ void WriteChar(uchar Row,uchar Col,uchar Num,uchar *pBuffer) { uchar i。 for(i=Num。 } } endifinclude //添加延時函數(shù)頭文件 include sbit CS = P1^2。 /**************************************************************************** 函數(shù)功能 :AD 轉(zhuǎn)換子程序 入口參數(shù) :CH 出口參數(shù) :dat 33 ****************************************************************************/ unsigned char adc0832(unsigned char CH) { unsigned char dat = 0x00。 Clk = 0。 _nop_()。 DATI = 1。 Clk = 0。 _nop_()。 Clk = 1。 //通道 1 的第二位 _nop_()。 DATI = 1。 adval = 1。 if (DATO) adval |= 0x01。 i++) //讀取后 8 位的值 { test = 1。 Clk = 1。若一直出現(xiàn)顯示為零，請將該行去掉 dat = test。 Clk = 1。 /************************************************ ** 函數(shù)名稱 ： Init_Timer0(void) ** 函數(shù)功能 ： 定時器 0 初 始化子程序 ** 輸 入 ： 無 ** 輸 出 ： 無 ** 說 明 ： 對定時器 0 進行初始化 模式 1 16 位定時器 0~65536 ************************************************/ void Init_Timer0(void) //定時器初始化子程序 { TMOD |= 0x01。 //使能定時器中斷 TR0=1。 // count_100us++。 // //TEST=~TEST。T) for(i