毕业设计|基于51单片机的空气质量检测PM2.5粉尘检测温度设计

1、项目简介

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1.1 系统构成

本系统采用51/52单片机+LCD1602液晶显示屏+声光报警按键+0832模数转换芯片+PM2.5传感器设计而成。

1.2 系统功能

• 1、51单片机作为主控芯片，由(GP2Y1010AU0F)粉尘传感器采集到信号，然后通过ADC0832将模拟信号转化为数字信号，传送给单片机读取并处理数据。
• 2、LCD1602液晶屏幕上显示测到的PM2.5实际值，PM2.5浓度报警阀值
• 3、通过按键可修改报警阈值
• 4、使用LED与蜂鸣器进行报警，超出报警阈值，打开风扇

2、部分电路设计

2.1 LED信号指示灯电路设计

LED灯即发光二极管，它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。在电路中，电阻的作用是限流，保护LED灯。只要单片机的控制引脚拉低，则LED灯亮，否则，LED灯不亮。其具体电路原理图如下图所示。

2.2 LCD1602显示电路

LCD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与LED显示相似，只要送对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的是字符型显示。系统中采用LCD1602作为显示器件输出信息。与传统的LED数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。LCD1602可以显示2行16个汉字。
一、LCD1602主要技术参数如下：
（1）显示容量为16×2个字符；
（2）芯片工作电压为4.5～5.5V；
（3）工作电流为2.0mA（5.0V）；
（4）模块最佳工作电压为5.0V；
（5）字符尺寸为2.95×4.35（W×H）mm。
二、LCD1602采用标准的14脚，其接口的引脚说明如下：
（1）第1脚：VSS为地电源。
（2）第2脚：VDD接5V正电源。
（3）第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端。
（4）第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
（5）第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
（6）第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
（7）第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
（8）第15～16脚：空脚

2.3 PM2.5粉尘检测电路设计

粉尘浓度检测仪的核心部件是粉尘传感器[10]。它的选择直接影响到了量程的大小以及测量结果的准确程度。而考虑到它与单片机协同工作，因此在电源供电电压输出问题上也需谨慎。本设计中使用了SHARP(夏普)公司的GP2Y1010AU0F粉尘浓度传感器。如图

电路连接如下图

3、部分代码展示

3.1 串口初始化

void UART_Init(void)
{
  SCON  = 0x50;		// SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收  
  TMOD |= 0x20;     // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装
  TH1   = 0xFD;     // TH1:  重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz
  TL1 = TH1;  
  TR1   = 1;        // TR1:  timer 1 打开                         
  EA    = 1;        //打开总中断
  ES    = 1;        //打开串口中断
} 

3.1 定时器初始化

void Init_Timer0(void)
{
	TMOD |= 0x01;	  //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响		     
	TH0=(65536-10000)/256;		  //重新赋值 20ms
	TL0=(65536-10000)%256;
	EA=1;            //总中断打开
	ET0=1;           //定时器中断打开
	TR0=1;           //定时器开关打开
}

3.2 LCD1602显示函数

void L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)
{
	uchar a;
	if(hang == 1) a = 0x80;
	if(hang == 2) a = 0xc0;
	a = a + lie - 1;
	enable(a);
	write(sign);
}

4 演示视频及代码资料获取

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