一、引言

　　全球工业化让科技得到了快速发展，人们的生活质量水平也得到了快速提高，但是在经济发展良好和物质快速丰富的同时，各种工业化发展的道路上累积的环境问题也随之暴露，空气污染当属最为直接且严重的环境问题。据相关报告表明，因直接或间接由空气污染所致的疾病死亡的人数，到目前为止全球范围内平均为每天大约一千人，而中国占比百分之四十左右，换言之，近年来世界上一年将近四十万的同胞会由于空气环境问题直接或间接的患病身亡。
　　伴随着我国可持续发展战略的实施，生态保护作为其重要的基础也备受重视。空气质量反映了空气污染的程度，空气质量根据不同的标准制定有不同的数据参数，一般是根据空气中污染物（粉尘）的浓度高低来判断的。空气质量在工业革命之前很少受到人们的关注，当时人们关注空气质量大多是由自然现象引起的天气原因，鲜少有人为原因造成的空气质量问题引起人们关注。第一次工业革命后，煤炭的大量使用，钢铁的大规模需求，以及第二次工业革命后，电力的出现和燃油机器的快速崛起，导致了人们日常生活的空气质量急剧下降，可以明显感受到工业化给人们带来的危害。为了能够及时提醒人们当时所处环境的粉尘浓度，我们设计了一款成本及价格适合普通家用，体积大小便于人们使用并且空气质量检测的精度可以保证人们的健康要求的粉尘浓度检测仪。

二、模块设计

　　本次所设计粉尘检测仪的主要组成部分有如下六个模块：AT89S51单片机微型控制器作为整个设备的控制中心;ADC0832芯片作为连接传感器和控制中心主的A/D转换器;LCD1602显示器作为整个设备的结果显示模块将设备所要显示给用户的信息显示在屏幕上;传感器采用的是夏普粉尘传感器作为整个设备的信息采集器，采集环境中的粉尘浓度;为其他所有部分供电的发电模块;当粉尘浓度过高时蜂鸣器报警的警报模块。本设计白勺总体系统框图如图1所示。

　　复位电路在整个系统中的控制作用：一般来说，在任何一款电子系统中都要有重置（或叫做刷新重启）的功能，在单片机系统中当然也需要这样的功能。那么单片机的复位电路就是常说的重置或者重启的作用，相当于计算机系统内的重启设置。它的作用是当系统出现不正常运行时，比如，程序跑飞、系统崩溃、或者出现死机等现象时，就需要复位电路让系统结束当下运行的工作，重新开始新的运行状态。常见的51系列单片机或者与51兼容的单片机在设定外部电源电路时要注意：该系列单片机一般都采用第31脚作为单片机的电源输入口，因此当它接入高电平时（单片机在上电之前一般都会完成复位操作），单片机开始从内部存储器的第一位开始执行即从0000H开始执行操作。但当它接入低电平时执行操作的将不再是内部存储区，而是从外部存储器开始执行操作，开始的地址也是从第一位0000H开始。
　　夏普粉尘传感器作为一种外部感应器件，对所在环境空气中可测量颗粒物进行检测，并通过感应器件内部的处理将测量到的颗粒物浓度正比转化成模拟信号输出。但是在仿真中做不到检测并输出模拟信号，所以我们采用可变电阻来实现传感器的功能。

三、程序设计

　　在一般的单片机程序设计当中，都会涉及到定时器的使用，是为了每隔一段时间之后从感应元件读取数据。本次设计的单片机系统同样采用了常见的定时器程序设计，其具体的作用是：周期性地从传感器转换模块读取一次数据，本设计中读取周期为0.1s。基本工作原理是：建立一个检测A/D转换输出值的程序，该程序通过对A/D转换模块输入的数据进行分析处理，然后将所测数据与之前设地过好的报警值进行对比，通过报警电路作出提示响应（报警电路有两种响应方式分为蜂鸣器警报提示和指示灯提示），以及将所测数据和设定的报警值结果显示在LCD液晶显示屏上。在这个过程中定时器一直处于工作状态，这样做的好处是能够及时地获取环境中的粉尘浓度变化。采集的數据会及时被单片机获取然后及时将变化的数据传输给其他需要数据处理的模块，来调动整个系统正常工作。

四、仿真

　　本设备上面一共有三个按键，一个指示灯，三个按键的功能分别是（从左到右）：
　　设置粉尘浓度报警数值减小按键：进入设置界面后，每按一次，报警数值在原来的数值基础上减小1个单位，并且该变化在LCD显示屏实时显示。
　　设置粉尘浓度报警数值增加按键：进入设置界面后，每按一次，报警数值在原来的数值基础上增加1个单位，并且该变化在LCD显示屏实时显示。
　　复位按键：按一次将恢复粉尘浓度最初设置值。
　　作为最受欢迎的EDA仿真软件，Proteus结合了很多传统软件的功能，具有强大的编辑仿真能力，很多电子设计用户都是通过该软件对电子原理图进行编辑仿真。该软件具有以下特点：能够实现原理图的设计，能够实现将代码传输到虚拟的仿真元件进行电路仿真，能够检测设计电路是否有误，是将书面设计的产品实现实物化的必须过程。本实验也是采用Proteus仿真软件完成的，仿真图如图2所示。

五、结论

　　随着近年来人们对空气质量的重视程度的提高，媒体科技的快速发展，由天气预报获取空气质量指数的途径已经无法满足人们的需求，相信在未来，人们会越来越重视空气质量，而粉尘检测仪的实用性也会不断提高，可满足人们对空气质量的要求，从而提高生活质量，如何从源头上降低工业带来的空气污染问题也成了改善空气质量的重中之重。