【文章內(nèi)容簡介】 （本實驗套件使用 30pF）；當(dāng)采用陶瓷諧振器件時，電容要適當(dāng)?shù)卦龃笠恍?，?30 ～ 50pF 之間。通常選取 33pF 的陶瓷電容就可以了。 檢測晶振是否起振的方法可以用示波器可以觀察到 XTAL2 輸出的十分漂亮的正弦波，也可以使用萬用表測量（ 把擋位打到直流擋，這個時候測得的是有效值）XTAL2 和地之間的電壓時，可以看到 2V 左右一點的電壓。 時鐘電路如圖所示。 時鐘電路圖 第 14 頁 共 39 頁 復(fù)位電路 : 在單片機系統(tǒng)中 ,復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的，當(dāng)程序跑飛（運行不正常）或死機（停止運行）時，就需要進行復(fù)位。 MCS5l 系列單片機的復(fù)位引腳 RST（ 第 9 管腳） 出 現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電自動復(fù)位和開關(guān)復(fù)位 。上電瞬間 ，電容兩端電壓不能突變 ,此時電容的負極和 RESET 相連，電壓全部加在了電阻上， RESET 的輸入為高，芯片被復(fù)位。隨之 +5V 電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最后約等于 0 ,芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復(fù)位按鍵，當(dāng)復(fù)位按鍵沒有被按下的時候電路實現(xiàn)上電復(fù)位，在芯片正常工作后 ，通過按下按鍵使 RST 管腳出現(xiàn)高電平達到手動復(fù)位的效果。 復(fù)位電路圖如圖所示。 圖 4 復(fù)位電路圖 EA/VPP（ 31 腳）的功能和接法 : 51 單片機的 EA/VPP（ 31 腳） 是內(nèi)部和外部程序存儲器的選擇管腳。當(dāng) EA 保持高電平時，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器；當(dāng) EA保持低電平時，則不管是否有內(nèi)部程序存儲器，只訪問外部存儲器。 對于現(xiàn)今的絕大部分單片機來說，其內(nèi)部的程序存儲器（一般為 flash 容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲器， 而是直接使用內(nèi)部的存儲器。 在本實驗套件中， EA 管腳接到了 VCC 上，只使用內(nèi)部的程序存儲器。這一點一定要注意，很多初學(xué)者常常將 EA 管腳懸空 ,從而導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。 P0 口外接上拉電阻 : 第 15 頁 共 39 頁 51 單片機的 P0 端口為開漏輸出，內(nèi)部無上拉電阻。所以在當(dāng)做普通 I/O 輸出數(shù)據(jù)時，由于 V2 截止，輸出級是漏極開路電路， 要使“ 1”信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻，如圖所示。 圖 5 P0 口外接上拉電阻 另外，避免輸入時讀取數(shù)據(jù)出錯，也需外接上拉電阻。在這里簡要的說下其原因：在輸入狀 態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的，但也有例外。例如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器 Q ＝ 0， Q ＝ 1，場效應(yīng)管 V1 開通，端口線呈低電平狀態(tài)。此時無論端口線上外接的信號是低電平還是高電平，從引腳讀入單片機的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。又如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器 Q ＝ 1, Q ＝ 0,場效應(yīng)管 V1 截止 .如外接引腳信號為低電平， 從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。所以當(dāng) P0 口作為通用 I/O 接口輸入使用時，在輸入數(shù)據(jù)前，應(yīng)先向 P0 口寫 “ 1”，此時鎖存器的 Q 端為“ 0”，使輸出級的兩個場效應(yīng)管 V V2 均截止 ,引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。 總結(jié)來說：為了能使 P0 口在輸出時能驅(qū)動 NMOS 電路和避免輸入時讀取數(shù)據(jù)出錯，需外接上拉電阻。在本實驗套件中采用的是外加一個 10K 排阻。此外， 51 單片機在對端口 P0— P3 的輸入操作上，為避免讀錯，應(yīng)先向電路中的鎖存器寫入“ 1”，使場效應(yīng)管截止，以避免鎖存器為“ 0”狀態(tài)時對引腳讀入的干擾。 LCD 顯示模塊設(shè)計 系統(tǒng)中采用 LCD1602 作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點，而且不需要外加驅(qū)動電路，根據(jù)各管腳的功能電路設(shè)計如下： 第 16 頁 共 39 頁 按鍵電路 本次設(shè)計的按鍵電路使用了單片機的 ， ， 三個口。 設(shè)計如下圖： 第 17 頁 共 39 頁 報警電路 本次設(shè)計的報警電路的控制輸出使用了單片機的 口，設(shè)計如下： 污染級別提醒電路和程序下載電路 根據(jù)不同的濃度范圍提醒當(dāng)前污染級別的電路，采用了綠，黃，紅三個 LED 燈，使用了單片機的 ， ， 實現(xiàn)提醒功能，設(shè)計如下： 為方便程序的燒錄，單片機的程序下載電路設(shè)計如下： 第 18 頁 共 39 頁 4 設(shè)計的應(yīng)用及相關(guān)實驗 簡介 是指大氣中直徑小于或等于 微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細的 1/20。雖然 只是大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較大的大氣顆粒物相比， 粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸 送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。 20xx 年 2 月，國務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準》增加了 監(jiān)測指標(biāo)。 PM，英文全稱為 particulate matter(顆粒物 )?？茖W(xué)家用 表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重?？晌腩w粒物又稱為 PM10，指直徑大于 微米、等于或小于 10 微米，可以進入人的呼吸系統(tǒng)的顆粒物 。總懸浮顆粒物也稱為 PM100，即直徑小于或等于 100 微米的顆粒物 即細顆粒物，細顆粒物又稱細粒、細顆粒、 。細顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué) 當(dāng)量直徑小于等于 微米 的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。雖然 只是地球大氣成分中含量很少的組分，但 它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比， 粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、 有害物質(zhì) （例如， 重金屬 、微生物等），且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。 20xx 年 2月， 全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會 將 的中文名稱命名為細顆粒物。細顆粒物的化學(xué)成分主要包括 有機碳 （ OC）、 元素碳 （ EC）、 硝酸鹽 、 硫酸鹽 、 第 19 頁 共 39 頁 銨鹽 、 鈉鹽 （ Na+）等。 的主要來源 顆粒物的成分很復(fù)雜，主要取決于其來源。主要有自然源和人為源兩種，但危害較大的是后者。在學(xué)術(shù)界的分為一次氣溶膠（ Primary aerosol）和二次氣溶膠（ Secondary aerosol）兩種。 自然源： 自然源包括土壤揚塵（含有 氧化物 礦物和其他成分）海鹽（顆粒物的第二大來源，其組成與海水的成分類似）、植物花粉、 孢子 、細菌等。自然界中的災(zāi)害事件，如火山爆發(fā)向大氣中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及塵暴事件都會將大量細顆粒物輸送到大氣層中。 人為源： 人為源包括固定源和流動源。固定源包括各種燃料燃燒 源，如發(fā)電、 冶金 、石油、化學(xué)、紡織印染等各種工業(yè)過程、供熱、烹調(diào)過程中燃煤與燃氣或燃油排放的煙塵。流動源主要是各類交通工具在運行過程中使用燃料時向大氣中排放的尾氣。 可以由 硫 和 氮 的氧 化物轉(zhuǎn)化而成。而這些氣體污染物往往是人類對化石燃料（煤、石油等）和垃圾的 燃燒 造成的。在發(fā)展中國家，煤炭燃燒是家庭取暖和能源供應(yīng)的主要方式。沒有先進廢氣處理裝置的柴油汽車也是顆粒物的來源。燃燒柴油的卡車，排放物中的雜質(zhì)導(dǎo)致 顆粒物 較多。 在室內(nèi)， 二手煙 是顆粒物最主要的來源。顆粒物的來源是不完全燃燒、因此只要是靠燃燒的煙草產(chǎn)品，都會產(chǎn)生具有嚴重危害的顆粒物，使用品質(zhì)較佳的香煙也只是吸煙者的自我安慰，甚至可能因為臭味較低，而造成更大的危害；同理也適用于金紙燃燒、 焚香 及燃燒蚊香。但是炒菜 5 分鐘， 增加 20 倍系誤讀。 大氣化學(xué)反應(yīng)： 除自然源和人為源之外，大氣中的氣態(tài)前體污染物會通過大氣化學(xué)反應(yīng)生成二次顆粒物，實現(xiàn)由氣體到粒子的相態(tài)轉(zhuǎn)換。如： 第 20 頁 共 39 頁 其中氣態(tài)硫酸來自 OH 自由基氧化二氧化硫 SO2 的氣態(tài)反應(yīng)。 [2]鹽的水合物：如 xCl yH2O、 xNO3 yH2O、 xSO4 yH2O，隨著濕度的變化，水合物對 的影響較大，水不僅與鹽化合物生成水合物，由于濕度的改變還形成了鹽的微小溶液液滴。 的現(xiàn)狀及常用數(shù)據(jù) 我國城市環(huán)境 空氣顆粒物污染呈現(xiàn)多類型污染的態(tài)勢，可以分為：傳統(tǒng)的煤煙型 ,如烏魯木齊、蘭州、太原等（尤其是冬季） 。煤煙、揚塵和機動車混合型 ,如鄭州、石家莊等；復(fù)合型 ,如北京、天津、廣州等。隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國外數(shù)十年發(fā)生的大氣污染問題在我國多個城市集中出現(xiàn) ,呈現(xiàn)復(fù)合、壓縮形態(tài)。目前我國超過 2/3的城市空氣質(zhì)量不達標(biāo)，已進入大范圍生態(tài)退化和復(fù)合性環(huán)境污染的階段。如果不采取有效的控制措施，國內(nèi)的大部分城市最終都將發(fā)展成為復(fù)合型的顆粒物污染狀態(tài)。 是表征大氣復(fù)合型污染的首要污染物。 如今，中國已成為 。 常用指標(biāo)及數(shù)據(jù)： 細顆粒物的標(biāo)準，是由美國在 1997 年提出的，主要是為了更有效地監(jiān)測隨著工業(yè)化日益發(fā)達而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。細顆粒物指數(shù)已經(jīng)成為一個重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。 到 20xx 年底為止，除美國和歐盟一些國家將細顆粒物納入國標(biāo)并進行強制性限制外，世界上大部分國家都還未開展對細顆粒物的監(jiān)測，大多通行對 PM10 進行監(jiān)測。 檢測網(wǎng)空氣質(zhì)量新標(biāo)準： 根據(jù) 檢測網(wǎng)的空氣質(zhì)量新標(biāo)準， 24 小時平均值標(biāo)準值分布如下： 空氣質(zhì)量等級 24 小時 平均值標(biāo)準值 優(yōu) 0~35 良 35~75 輕度污染 75~115 第 21 頁 共 39 頁 中度污染 115~150 重度污染 150~250 嚴重污染 大于 250 及以上 世界衛(wèi)生組織（ WHO） 20xx 年《空氣質(zhì)量準則》 項目 年均值 日均值 準則值 10 25 過渡期目標(biāo) 1 35 75 過渡期目標(biāo) 2 25 50 過渡期目標(biāo) 3 15 設(shè)計主要用途及應(yīng)用的場景 主要用途 本設(shè)計主要可用于室 內(nèi)和戶外的空氣質(zhì)量（主要是 ）的檢測，可調(diào)節(jié)的報警濃度的設(shè)計，可用于長期檢測和提醒 濃度。 應(yīng)用場景 辦公室空氣檢測和提醒，公共場合控?zé)?，空調(diào)和通風(fēng)口處監(jiān)測，氣象臺，觀測站，馬路口監(jiān)測為期排量 第 22 頁 共 39 頁 分析 可以看出，在樹木植被比較好的地方可以達到凈化空氣的效果，公園的車流和人流都比較多，但是晚上 值開始下降，說明了植被有助于凈化空氣。 車流量不一的兩個地點，后者車流量大， 數(shù)值較高，兩個地點均出現(xiàn)早晚數(shù)值較