基于单片机空气质量检测二氧化碳 一氧化碳温湿度PM2.5检测系统的设计与实现
功能介绍
- 以51单片机作为主控系统；
- 对空气空气中有毒有害气体进行监测；
- 使用LCD1602液晶显示，采集到的PM2.5值通过单片机串口传输；
- 通过传感器对室内PM2.5粉尘进行检查；
- 通过按键设置的上限值；
- 当检测到有毒气体PM2.5达上限时蜂鸣器进行声光报警，
- 整个电路以5v供电；
电路图
源代码
#include
#include
#include //printf串口输出头文件
#define uchar unsigned char
#define ushort unsigned int
#define uint unsigned long
#include "lcd1602.h"
#include "uart_trx.h"
#include "eeprom52.h"
#define RATIO 800 //系数，建议选择800-1000
sbit key1 = P1^0;//加键
sbit key2 = P1^1;//减键
sbit beep = P2^0;//蜂鸣器
sbit Fan = P1^3;//风扇
unsigned char pmBuf[7] = 0;//数据接收数组
uint PM25_Value = 0; //PM = ((pmBuf[1]<<8)+pmBuf[2])/1024*8*ratio
uint PM25_ValueMax = 200; //上限初始值
void EEPROM_WRITE()//EEPROM写入
{
SectorErase(0x2000);//擦除扇区
byte_write(0x2001, (PM25_ValueMax>>8)&0xFF);//存储高8位
byte_write(0x2002, (PM25_ValueMax>>0)&0xFF);//存储低8位
byte_write(0x2009, 111);//存储校验值
}
void EEPROM_READ()//EEPROM读出
{
if(byte_read(0x2009)!=111)//开机检测单片机是不是第一次使用，如果不是第一次使用，则先把数据存储一遍，再读取，数据就不会乱码
{
EEPROM_WRITE();//存储
delay_ms(100);
}
PM25_ValueMax = byte_read(0x2001)<<8 | byte_read(0x2002);//读取上限值
}
void Get_PM(void)//读取PM2.5值，具体的数据帧意思，请自行查阅芯片手册
{
char i = 0;
char j = 0;
char k = 0;
COM.RX_Cnt = 0;
if(COM.B_RX_OK == 1)//串口数据接收完成
{
for(i = 0; i<8; i++)
{
if((RX_Buffer[i] == 0xAA)&&(RX_Buffer[i+6]==0xFF))//判断接收的数据是否正确
{
goto find2;
}
}
goto end2;
find2:
for(j = 0; j<7; j++)
{
pmBuf[j] = RX_Buffer[i+j];//数据获取
}
PM25_Value = (unsigned int)((pmBuf[1]*256)+pmBuf[2])*5/2048.0*RATIO;//计算PM2.5值
COM.B_RX_OK = 0;
}
end2:
return;
}
void main(void)
{
unsigned int test;
EEPROM_READ();//开机读取存储值
LCD_init();//1602初始化
Uart_Init(2400);//串口初始化波特率2400
LCD_write_string(0,0,"Pm2.5: ug/m3 ");
LCD_write_string(0,1,"PmMax: ug/m3 ");
//显示上限值
LCD_write_char(7, 1, PM25_ValueMax % 1000 / 100 + 0x30);
LCD_write_char(8, 1, PM25_ValueMax % 100 / 10 + 0x30);
LCD_write_char(9, 1, PM25_ValueMax % 10 + 0x30);
while(1)
{
if (test ++ > 250)//大约250ms读取一次
{
test = 0 ;
Get_PM();//获取PM2.5
if(PM25_Value > 999)//限值，最大999
PM25_Value = 999;
//显示PM2.5
LCD_write_char(7, 0, PM25_Value % 1000 / 100 + 0x30);
LCD_write_char(8, 0, PM25_Value % 100 / 10 + 0x30);
LCD_write_char(9, 0, PM25_Value % 10 + 0x30);
if(PM25_Value >= PM25_ValueMax)//超过上限，蜂鸣器报警
{
beep = ~beep;
Fan = 0;
delay_ms(100);
}
else
{
beep = 1;
Fan = 1;
}
}
if(key1 == 0)//加键按下
{
delay_ms(10);//消抖
if(key1 == 0)
{
beep = 0;
delay_ms(100);
beep = 1;
while(key1 == 0);
if(PM25_ValueMax<999)PM25_ValueMax+=10;//上限最大到999，每次加10
//显示
LCD_write_char(7, 1, PM25_ValueMax % 1000 / 100 + 0x30);
LCD_write_char(8, 1, PM25_ValueMax % 100 / 10 + 0x30);
LCD_write_char(9, 1, PM25_ValueMax % 10 + 0x30);
EEPROM_WRITE();//保存
}
}
if(key2 == 0)//减键按下
{
delay_ms(10);
if(key2 == 0)
{
beep = 0;
delay_ms(100);
beep = 1;
while(key2 == 0);
if(PM25_ValueMax>=10)PM25_ValueMax-=10;//上限最小到0，每减10
//显示
LCD_write_char(7, 1, PM25_ValueMax % 1000 / 100 + 0x30);
LCD_write_char(8, 1, PM25_ValueMax % 100 / 10 + 0x30);
LCD_write_char(9, 1, PM25_ValueMax % 10 + 0x30);
EEPROM_WRITE();//保存
}
}
delay_ms(1);
}
}
产品特点
首先通过PM2.5粉尘传感器及检测电路对周围环境中的PM2.5的浓度值数据进行采集，由模数转换电路将PM2.5检测电路输出的模拟量转换成数字量，并将数据传送给微控制器，并由微控制器对数据进行处理分析。
一方面将处理的结果显示在LCD1602液晶显示屏上，使PM2.5的检测结果一目了然，方便人们随时随地的了解周围的PM2.5的状况。
另一方面，如果PM2.5的浓度过高，便由微控制器通过报警电路进行必要的提醒，报警部分主要由LED指示灯和蜂鸣器组成，并设计其外壳的形状，便于携带，小巧并且美观。
参考文献
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