基于單片機的空氣質量檢測儀設計

文彪 明立娟

摘 要：文章設計了一種空氣質量實時檢測報警系統，通過單片機發送指令給PM2.5激光檢測傳感器實現對當前PM2.5值的讀取，經過單片機的處理后，在LCD1602的液晶顯示當前PM2.5值，用戶可以根據實際需要通過按鍵，設置報警閾值，從而實現對當前PM2.5的檢測報警。使用該儀器可以針對不同環境需要，設定閾值報警，操作使用簡單、靈活多變。

關鍵詞：單片機；自動檢測；90C516RD+；PM2.5

中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0097-02

Abstract： In this paper， a real time air quality detection and alarm system is designed. The current PM2.5 value is read by sending instructions to PM2.5 laser detection sensor by single chip microcomputer. After processing by single chip computer， the current PM2.5 value is displayed on the LCD1602. According to the actual needs， the user can set the alarm threshold by pressing the button， so as to realize the detection and alarm of the current PM2.5. The instrument can be used for different environmental needs to set a threshold alarm， so the operation is simple， flexible and changeable.

Keywords： single-chip microcomputer； automatic detection； 90C516RD+； PM2.5

1 系統設計

（1）總體設計包括液晶顯示、微處理器、PM2.5激光傳感器總體框圖如圖1所示。

（2）硬件設計

本設計電路是由單片機為控制核心，另外主要通過5個模塊的電路設計實現功能，他們分別是液晶顯示模塊、按鍵模塊、傳感器模塊、報警模塊、存儲模塊。通過單片機芯片處理數據和發送指令，再通過液晶顯示和按鍵模塊設置閾值，儲存閾值，最后判斷是否蜂鳴器報警，如圖2所示。

（3）按鍵模塊

通過3個按鍵觸發，按鍵KEY1是設置鍵，按鍵KEY2是閾值加，按鍵KEY3是閾值減如圖3所示。

（4）晶振模塊

通過晶振模塊提供11.0592MHz的振蕩信號。如圖4所示。

（5）液晶顯示

通過單片機處理，在LCD液晶顯示實時空氣質量。如圖5所示。

（6）報警模塊

將獲取到的實時數據值和設置的閾值比較，超過閾值則在蜂鳴器上報警，如圖6所示。

（7）儲存模塊

將設置的閾值保存，避免二次開機再次設置，如圖7所示。

（8）傳感器模塊

本傳感器通過異步串行通訊方式（UART），以幀為單位進行通訊。通過單片機發送命令幀給傳感器，傳感器回復給單片機相應的應答幀，從而讀取當前PM2.5的值，傳感器與單片機的接線圖，如圖8所示。傳感器的TXD端和RXD端分別接單片機的P3.0和P3.1。通過串口的收發數據實現對傳感器的開關機，以及讀取當前環境下的PM2.5的值。

2 系統程序設計

系統主要程序為C語言，包含單片機開發。主要包括初始化，串口的發送、接收，按鍵的識別，LCD顯示，報警系統，EEPROM儲存等。以下為程序的系統框圖：

3 結束語

本文設計了一種空氣質量實時檢測報警系統，通過單片機和PM2.5激光檢測傳感器實現對當前PM2.5值的讀取，LCD1602的液晶顯示當前PM2.5值，通過按鍵設置報警閾值并保存在AT24C02中，從而實現對當前PM2.5的檢測報警。并在keil軟件開發工具中實現了系統的軟件編譯。該系統實現了實時檢測空氣質量的基本功能。

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