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摘 要:本课题研究如何检测当前小范围空间中空气所含灰尘含量,实时显示当前空气中灰尘浓度,并设置报警值,形成一个集监测,报警的小系统。该系统可以给人们的出行,室内外活动提供空气状况的直观数据,便于使用者做出判断。
关键词:单片机;灰尘;检测
1引言
在人们对生活质量的要求进一步提高时,一个适宜的生活环境便显得尤为重要。当年轻人晨跑或夜跑时,当老年人晨练时都需要关注当前的空气状况是否适合运动。人们关切他们吸入的空气是否干净,是否影响身体健康。因此拥有一个便携的灰尘检测仪器对人们来说必要的,特别是 那些对粉尘过敏的人来说,这款仪器区别于天气预报中的某一区域灰尘浓度,它测到的是当前空间的灰尘浓度,更贴近人们的生活,也更能满足人民的需求。
2.1 总体设计思路
根据51单片机搭建最小系统(添加外部复位和时钟电路),然后依次设计出LCD1602液晶显示与单片机的接线电路,蜂鸣器报警电路,按键电路以及AD0832、51单片机和灰尘传感器的外部连接电路,电源输入电路等。由LCD1602来充当仪表显示出颗粒物浓度值,通过按键来设置灰尘浓度警戒值,当灰尘浓度超过警戒值时,蜂鸣器报警。 按键部分由三个开关组成,其中两个开关为增减按键,另一个按键用来进入设置警戒值模式。系统整体框图如下:
3 硬件电路设计
3.1 报警电路
由单片机的P1.4引脚接到三极管的基集,如图2,当P1.4引脚为高电平,会使得三极管的基集与发射集正偏且大于0.7V,三极管导通,此时电源VCC相当于接到蜂鸣器的正极,蜂鸣器发光二极管同时工作。反之当三极管的基集为低电平,5伏电源没有与蜂鸣器与二极管接通,则蜂鸣器与发光二极管均不工作。
3.2 按键电路
如图3所示,三个按键的一段分别接在单片机的P3.5引脚、P3.6引脚、P3.7引脚,另一端共地,当一个按键按下时,就把低电平信号送到单片机相应的引脚,而单片机的各引脚未接入外部设备时原本是高电平的,因此当一个点电平出现时,可用程序来实时监测引脚的电平状态,当然程序中应该考虑到抖动的问题,消抖是按键程序必不可少的部分,这样才能准确的检测。
3.3 传感器连接电路
如图4,P13端通过Q2来驱动灰尘传感器,P13引脚输出的电流通过R7限流后,基集的电流较弱,但三极管有放大作用,进而能驱动灰尘传感器。传感器的模拟输出引脚OUT送到ADC0832的模拟输入通道0,再加上输出端与输入端不能同时工作,所以可将两个引脚接到一起接到单片机的P3.4引脚。
3.4 液晶显示电路
液晶显示LCD1602与单片机的固定接法如图5所示:
4总结
本文以空气中灰尘检测为研究目标,首先分析了研究背景,然后确定总体方案,最后进行了一系列的电路设计,实现了灰尘检测系统硬件部分的设计。然而,由于篇幅限制,本文只针对硬件电路进行了分析设计,未软件部分进行分析,此部分有待完善。
参考文献
[1]寻广博.基于单片机的PM2.5检测系统设计[J].中国新通信,2019,21(22):69.
[2]董昭,张玮玮,王胜琰.基于单片机的PM_(2.5)浓度检测装置设计[J].安阳工学院学报,2018,17(06):28-32.
[3]张恒奕.基于单片机的PM2.5检测报警系统的设计[J].电子制作,2018(22):11-12+14.
[4]文彪,明立娟.基于单片机的空气质量检测仪设计[J].科技創新与应用,2018(13):97-98.
关键词:单片机;灰尘;检测
1引言
在人们对生活质量的要求进一步提高时,一个适宜的生活环境便显得尤为重要。当年轻人晨跑或夜跑时,当老年人晨练时都需要关注当前的空气状况是否适合运动。人们关切他们吸入的空气是否干净,是否影响身体健康。因此拥有一个便携的灰尘检测仪器对人们来说必要的,特别是 那些对粉尘过敏的人来说,这款仪器区别于天气预报中的某一区域灰尘浓度,它测到的是当前空间的灰尘浓度,更贴近人们的生活,也更能满足人民的需求。
2.1 总体设计思路
根据51单片机搭建最小系统(添加外部复位和时钟电路),然后依次设计出LCD1602液晶显示与单片机的接线电路,蜂鸣器报警电路,按键电路以及AD0832、51单片机和灰尘传感器的外部连接电路,电源输入电路等。由LCD1602来充当仪表显示出颗粒物浓度值,通过按键来设置灰尘浓度警戒值,当灰尘浓度超过警戒值时,蜂鸣器报警。 按键部分由三个开关组成,其中两个开关为增减按键,另一个按键用来进入设置警戒值模式。系统整体框图如下:
3 硬件电路设计
3.1 报警电路
由单片机的P1.4引脚接到三极管的基集,如图2,当P1.4引脚为高电平,会使得三极管的基集与发射集正偏且大于0.7V,三极管导通,此时电源VCC相当于接到蜂鸣器的正极,蜂鸣器发光二极管同时工作。反之当三极管的基集为低电平,5伏电源没有与蜂鸣器与二极管接通,则蜂鸣器与发光二极管均不工作。
3.2 按键电路
如图3所示,三个按键的一段分别接在单片机的P3.5引脚、P3.6引脚、P3.7引脚,另一端共地,当一个按键按下时,就把低电平信号送到单片机相应的引脚,而单片机的各引脚未接入外部设备时原本是高电平的,因此当一个点电平出现时,可用程序来实时监测引脚的电平状态,当然程序中应该考虑到抖动的问题,消抖是按键程序必不可少的部分,这样才能准确的检测。
3.3 传感器连接电路
如图4,P13端通过Q2来驱动灰尘传感器,P13引脚输出的电流通过R7限流后,基集的电流较弱,但三极管有放大作用,进而能驱动灰尘传感器。传感器的模拟输出引脚OUT送到ADC0832的模拟输入通道0,再加上输出端与输入端不能同时工作,所以可将两个引脚接到一起接到单片机的P3.4引脚。
3.4 液晶显示电路
液晶显示LCD1602与单片机的固定接法如图5所示:
4总结
本文以空气中灰尘检测为研究目标,首先分析了研究背景,然后确定总体方案,最后进行了一系列的电路设计,实现了灰尘检测系统硬件部分的设计。然而,由于篇幅限制,本文只针对硬件电路进行了分析设计,未软件部分进行分析,此部分有待完善。
参考文献
[1]寻广博.基于单片机的PM2.5检测系统设计[J].中国新通信,2019,21(22):69.
[2]董昭,张玮玮,王胜琰.基于单片机的PM_(2.5)浓度检测装置设计[J].安阳工学院学报,2018,17(06):28-32.
[3]张恒奕.基于单片机的PM2.5检测报警系统的设计[J].电子制作,2018(22):11-12+14.
[4]文彪,明立娟.基于单片机的空气质量检测仪设计[J].科技創新与应用,2018(13):97-98.