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1、传感器设设计实验验论文题 目：家庭环境检测系统的设计与制作专业名称： 电子信息工程 姓 名： 学 号： 班 级： 13级电信二班 指导教师： 陆清茹 20166年10月 255日目录一、绪论论31.1前前言31.2 选题背背景31.3 国内外外发展状状态41.3.1 粉粉尘测量量方法441.3.2 粉粉尘检测测仪的性性能与优优点51.3.3 研研究的意意义51.4 本文主主要工作作5二、 PPM2.5粉尘尘浓度测测试仪系系统设计计方案662.1 系统的的功能和和技术指指标62.2 工作原原理72.2.1 粉粉尘检测测原理772.2.2 系系统工作作原理882.3程程序框图图和流程程图82.3.
2、1 程程序框图图设计882.3.2 粉粉尘检测测仪程序序主流程程图设计计9三 PPM2.5粉尘尘测试仪仪系统硬硬件设计计113.1单单片机部部分1113.1.1 系系统CPPU 器器件选择择113.2 信号采采集电路路133.3 LEED16602液液晶显示示设计电电路1443.4 声光报报警提示示电路及及LEDD灯电路路153.5换换风系统统电路1173.6按按键电路路17四 PM22.5粉粉尘测试试仪系统统软件设设计1884.1系系统程序序流程1194.2 浓度参参考值的的键盘设设定程序序设计1194.2.1 键键盘扫描描的设计计204.3 信号采采集部分分的程序序设计2214.3.1 数
3、数据采集集流程图图设计2214.4 蜂鸣器器报警部部分程序序设计2224.5 LEED16602液液晶显示示部分的的程序设设计2334.5.1显示示流程图图设计223五 DHHT111产品概概述244六 HCC-SRR5011人体感感应模块块功能特特点255七 PPM2.5粉尘尘检测仪仪的测试试结果及及结论2257.1 调试225参 考 文 献献27结论288附录一：系统程程序288致 谢334一 绪论论1.1前前言随着社会会的进步步，工业业化水平平的提高高，人们们的生活活和工作作有了很很多便利利。然而而人们在在享有方方便生活活和工作作的同时时，不得得不面对对生活环境境越来越越差的现现实。进进
4、入211 世纪纪以来，生活环境问题越来越严重，而这与人们对生活质量要求的提高形成了矛盾，因此注重生活环境的监测已经慢慢步入了产业化。粉尘是空空气质量量的重要要指标，所所以粉尘尘的检测测就很重重要。温温度和湿湿度则能能影响人人类的生生活舒适适度。 本文所设设计的家家庭环境境监测系系统具有有监测粉粉尘浓度度，室内内温度和和湿度的的功能，并并具有人人体感应应功能，可可在人接接近时点点亮屏幕幕显示数数值，人人离开后后进入待待机状态态。本设设计还具具有报警警功能，可可设计粉粉尘浓度度报警值值，当高高于报警警值则会会灯光和和声音报报警。1.2 选题背背景粉尘又称称可吸入入颗粒物物(innhallablle
5、 ppartticuularr maatteer），它它是指能能进入呼呼吸道的的，直径径为100m的的颗粒物物，对人人的眼睛睛、鼻腔腔、上呼呼吸道都都十分有有害。同同时这种种可吸入入粉尘能能长驱进进入肺泡泡且沉积积时间长长，可导导致心肺肺病、心心血管疾疾病。粉粉尘作为为病菌的的载体，一一同散入入空气中中，极易易传播疾疾病。因因此，粉粉尘浓度度测试意意义重大大。当前各行行业越来来越重视视产品生生产、物物品管理理和仓库库存储环环节，很很多仓库库存储非非常重要要的物质质，如:烟叶、纺纺丝、药药材、食食品等。为为了维护护仓储商商品的质质量完好好，创造造适宜于于商品储储存的环环境，当当库内温温湿度适适宜
6、商品品储存时时，就要要设法防防止库外外气候对对库内的的不利影影响；当当监控到到库内温温湿度不不适宜商商品储存存时，就就要及时时采取有有效措施施调节库库内的温温湿度。因因此，建建立实时时的温湿湿度监控控系统，保保存完整整的历史史温度数数据都已已经进入入了行业业规范。1.3 测量方方法1.3.1 粉粉尘测量量方法 按照粉粉尘测量量方法的的不同，粉粉尘测量量方法主主要有光光学法、采采样称重重法和静静电法三三种。(1) 采样称称重法不不适合于于在线测测量。(2) 静电法法易受干干扰,国国内技术术并不成成熟。(3) 光学法法又进一一步分为为浊度法法和散射射法, 而浊度度法是目目前国外外普遍采采用的用用来
7、测量量烟尘( 粉尘尘) 浓浓度的方方法, 这种国国外仪器器在国内内许多单单位也都都得到了了成功应应用。光光学法测测量的缺缺点是需需要保持持光学镜镜头的相相对清洁洁。对于于烟道中中烟尘的的测量,实践证证明, 通过微微正压的的清洁保保护风, 就可可实现对对光学镜镜头的可可靠保护护。1.3.2温湿湿度测量量方法DATAA 用于于微处理理器与 DHTT11之之间的通通讯和同同步,采采用单总总线数据据格式,一次通通讯时间间4mss左右,数据分分小数部部分和整整数部分分,具体体格式在在下面说说明,当当前小数数部分用用于以后后扩展,现读出出为零.操作流流程如下下:一次次完整的的数据传传输为440biit,高
8、高位先出出。数据格式式:8bbit湿湿度整数数数据+8biit湿度度小数数数据+8bii温度整整数数据据+8bbit温温度小数数数据+8biit校验验和数据传送送正确时时校验和和数据等等于“88bitt湿度整整数数据据+8bbit湿湿度小数数数据+8bii温度整整数数据据+8bbit温温度小数数数据”所所得结果果的末88位。用户MCCU发送送一次开开始信号号后,DDHT111从低低功耗模模式转换换到高速速模式,等待主主机开始始信号结结束后,DHTT11发发送响应应信号,送出440biit的数数据,并并触发一一次信号号采集,用户可可选择读读取部分分数据.从模式式下,DDHT111接收收到开始始信
9、号触触发一次次温湿度度采集,如果没没有接收收到主机机发送开开始信号号,DHHT111不会主主动进行行温湿度度采集.采集数数据后转转换到低低速模式式。1.3.3人体体感应测测量方法法感应模块块采用双双元探头头，探头头的窗口口为长方方形， 双元 （A 元 BB 元） 位于较较长方向向的两端端，当人人体从左左到右或或从右到到左走过过时,红红外光谱谱到达双双元的时时间、距距离有差差值，差差值越大大，感应应越灵敏敏，当人人体从正正面走向向探头或或从上到到下或从从下到上上方向走走过时，双双元检测测不到红红外光谱谱距离的的变化，无无差值，因因此感应应不灵敏敏或不工工作；所所以安装装感应器器时应使使探头双双元
10、的方方向与人人体活动动最多的的方向尽尽量相平平行，保保证人体体经过时时先后被被探头双双元所感感应。1.3.4 研研究的意意义该系统主主要用于于检测环环境中的的粉尘浓浓度及温温湿度，适用于家庭环境监测。二家庭环环境监测测系统设设计方案案2.1 粉尘系系统的功功能和技技术指标标(1) 系统功能能： 单片机机PM22.5粉粉尘检测测仪采用用51单单片机+按键+LCDD16002+蜂蜂鸣器+粉尘传传感器设设计而成成。1.主控控芯片采采用增强强型511单片机机STCC89CC52。2.使用用夏普的的GP22Y10010AAUOFF粉尘传传感器，每每间隔110S更更换一次次采集浓浓度值检检测更加加准确。3
11、.有33个按键键可以调调整报警警值，可可操作性性增强。6.当粉粉尘浓度度高于设设定值，会会自动开开启声光光报警。7.LCCD16602实实时显示示粉尘浓浓度和设设定报警警浓度，清清晰直观观。(2) 主要技技术指标标：1、电源源电压：5-77V2、工作作温度：-100-655摄氏度度3、消耗耗电流：20mmA最大大4、最小小粒子检检出值：0.88微米5、灵敏敏度：00.5VV/(00.1mmg/mm3)6、清洁洁空气中中电压：0.99V 典型值值7、工作作温度：-1006558、存储储温度：-2008002.2 工作原原理2.2.1 粉粉尘检测测原理测尘原理理是用粉粉尘采样样器或呼呼吸性粉粉尘采
12、样样器抽取取采集一一定体积积的含尘尘空气，含含尘空气气通过滤滤膜时，粉粉尘被捕捕集在滤滤膜上，再再利用光光学原理理测得粒粒径。光学测粉粉尘用到到两个原原理,朗朗伯特-比尔（LLambbertt-Beeer）定定律和米米（Miie）理理论。本本设计检检测原理理用基于于光学检检测法中中的浊度度法。基基于朗伯伯特-比比尔定律律测量光光透过被被测物质质后，由由于散射射吸收而而使光强强减弱，通通过测定定光束通通过被测测介质前前后的光光强比之之来定量量粉尘浓浓度。其其原理如如下：一束强度度为I00的单色色平行光光照射在在含有粉粉尘的检检测区，由由于粉尘尘对光的的吸收和和散射，出出射光强强便会衰衰减。根根据
13、朗伯伯特-比比尔定律律，对均均匀分布布的粉尘尘，入射射光强与与出射光光强有关关：式中：QQ为消光光系数，它它与入射射光波长长、粉粉尘粒子子直径dd、粉尘尘物质折折射率mm有关，可可按Miie理论论和专用用算法程程序计算算。N为为粉尘密密度，AA是直径径为d的的粉尘粒粒子的截截面积，WW为粉尘尘的质量量浓度；为粉粉尘的质质量密度度。若设设某种分分布的粉粉尘尘粒粒直径为为d1浓度为为w1，则：式中：,对于某某种粉尘尘的测量量系统而而言，CC是一常常数；MM为测量量时粉尘尘粒子按按粒径的的分档数数。由公公式1-2得:式(1-3)是是在单色色入射光光情况下下得到的的。采用用多波长长入射时时，对每每一波
14、长长i,都有有对应的的一个式式(1-3)，故故得方程程： 式中：为消光光列向量量，可以以通过实实测各波波长对应应的及测得：其中：TT称为消消光系数数矩阵。TT中个元元素，可可由计算算机预先先算出。为粉尘总的质量浓度分布列向量。求解式1-4便可求得W及粉尘的总质量浓度。不难看出，多波长消光测尘中，是通过测得各种粒径粉尘的质量浓度得到总的粉尘浓度的，因而能实时地反应粉尘分布的影响，为粉尘浓度的高精度测量提供了可能。再者，测量粉尘浓度的同时，还能测粉尘的粒度分布（分散度）。根据粉尘尘离子的的散射特特性，确确定最小小粒径前前置输出出端的信信号幅值值U，然然后每个个0.11m定定义直径径档，并并预先设设
15、定好各各档甄别别电平，用用其中一一种标准准粒子输输入粉尘尘测试仪仪。2.2.2温湿湿度原理理1.通讯讯过程如如图1所所示图一 通通讯过程程总线空闲闲状态为为高电平平,主机机把总线线拉低等等待DHHT111响应,主机把把总线拉拉低必须须大于118毫秒秒,保证证DHTT11能能检测到到起始信信号。DDHT111接收收到主机机的开始始信号后后,等待待主机开开始信号号结束,然后发发送800us低低电平响响应信号号.主机机发送开开始信号号结束后后,延时时等待220-440uss后, 读取DDHT111的响响应信号号,主机机发送开开始信号号后,可可以切换换到输入入模式,或者输输出高电电平均可可, 总总线由
16、上上拉电阻阻拉高。图二总线为低低电平,说明DDHT111发送送响应信信号,DDHT111发送送响应信信号后,再把总总线拉高高80uus,准准备发送送数据,每一bbit数数据都以以50uus低电电平时隙隙开始,高电平平的长短短定了数数据位是是0还是是1.格格式见下下面图示示.如果果读取响响应信号号为高电电平,则则DHTT11没没有响应应,请检检查线路路是否连连接正常常.当最最后一bbit数数据传送送完毕后后，DHHT111拉低总总线500us,随后总总线由上上拉电阻阻拉高进进入空闲闲状态。图三 数数字0信信号表示示方法图四 数数字1信信号表示示方法2.2.3人体体感应原原理两种触发发方式：（可跳
17、跳线选择择）a、不可可重复触触发方式式:即感感应输出出高电平平后，延延时时间间段一结结束，输输出将自自动从高高电平变变成低电电平；b、可重重复触发发方式：即感应应输出高高电平后后，在延延时时间间段内，如如果有人人体在其其感应范范围活动动，其输输出将一一直保持持高电平平，直到到人离开开后才延延时将高高电平变变为低电电平（感感应模块块检测到到人体的的每一次次活动后后会自动动顺延一一个延时时时间段段， 并并且以最最后一次次活动的的时间为为延时时间的起起始点)。2.2.4 系系统工作作原理本系统的的工作原原理是：将电源源开关打打开，当当给一个个由测尘尘原理将将粉尘浓浓度转换换得来的的055V的电电压信
18、号号时，信信号经过过ADCC08009转换换为八位位的二进进制数进进入单片片机，经经过处理理后转变变为三位位十进制制数通过过I/OO口在LLED116022液晶显显示上显显示出精精确数值值。数值值量随输输入电压压的扰动动而变化化。同时时键盘设设定参考考值送入入单片机机，当采采集的当当前粉尘尘浓度大大于参考考值时，单单片机驱驱蜂鸣器器报警。2.3粉粉尘检测测程序框框图和流流程图 因为软软件和硬硬件是密密不可分分的，所所以由系系统的硬硬件结构构图可以以得出软软件设计计的程序序框图和和流程图图。2.3.1 程程序框图图设计根据系统统结构图图所得出出的各模模块如图图2-11所示。AT89C52 单 片
19、 机复位电路声光报警电源电路按键电路 信号电路1602显示LED灯图2-11 系统统结构图图如图 22-1所所示系统统所设计计的程序序分为以以下五个个部分。(1) 信号采采集的程程序：该该程序设设计主要要是将模模数转换换得来的的数字信信号输入入到单片片机内部部。(2) LEDD 的显显示程序序：本程程序设计计主要完完成粉尘尘浓度及及温湿度度的数字字显示。(4) 键盘输输入部分分：该部部分主要要完成浓浓度参考考值的设设定和显显示切换换。2.3.2 粉粉尘检测测仪程序序主流程程图设计计根据硬件件系统结结构图所所设计的的程序主主流程图图如下图图2-22所示。图2-22程序主主流程图图三 家家庭环境境
20、监测系系统硬件件设计3.1单单片机部部分3.1.1 系系统CPPU 器器件选择择CPU是是粉尘检检测器的的核心，完完成数据据采集、处处理、输输出、显显示等功功能,是是整个仪仪器正常常工作的的基础，它它的选择择直接关关系到整整个系统统的工作作。选择择高速/低功耗耗/超强强抗干扰扰的新一一代80051单单片机-STCC89CC52，指指令代码码完全兼兼容传统统80551,但但速度快快8-112倍。内内部集成成MAXX8100专用复复位电路路,2路路PWMM,8路路高速110位AA/D转转换(2250KK/S),针对对电机控控制，适适用于强强干扰场场合。STC889C552单片片机系统统电路如如图3
21、-1所示示：图3-11 STTC899C522单片机机系统电电路单片机最最小系统统复位、晶晶振电路路简介（1）复复位电路路的设计计复位电路路是使单单片机的的CPUU或系统统中的其其他部件件处于某某一确定定的初始始状态，并并从这上上状态开开始工作作。 单片片机常见见的复位位电路通常单片片机复位位电路有有两种：上电复复位电路路，按键键复位电电路。上上电复位位电路：上电复复位是单单片机上上电时复复位操作作，保证证单片机机上电后后立即进进入规定定的复位位状态。它它利用的的是电容容充电的的原理来来实现的的。按键键复位电电路：它它不仅具具有上电电复位电电路的功功能，同同时它的的操作比比上电复复位电路路的操
22、作作要简单单的多。如如果要实实现复位位的话，只只要按下下RESSET键键即可。它它主要是是利用电电阻的分分压来实实现的在在此设计计中，采采用的上上电自动动复位电电路。按按键复位位电路如如图3-2所示示。图3-22按键复复位电路路 复位位电路工工作原理理上电复位位要求接接通电源源后，单单片机自自动实现现复位操操作。上上电瞬间间RESSET引引脚获得得高电平平，随着着电容的的充电，RRERSST引脚脚的高电电平将逐逐渐下降降。REERSTT引脚的的高电平平只要能能保持足足够的时时间（22个机器器周期），单单片机就就可以进进行复位位操作。上上电与按按键均有有效的复复位电路路不仅在在上电时时可以自自动
23、复位位，而且且在单片片机运行行期间，利利用按键键也可以以完成复复位操作作（2）晶晶振电路路的设计计晶振电路路用于产产生单片片机工作作所需要要的时钟钟信号，而而时序所所研究的的是指令令执行中中各信号号之间的的相互关关系。单单片机本本身就如如一个复复杂的同同步时序序电路，为为了保证证同步工工作方式式的实现现，电路路应在唯唯一的时时钟信号号控制下下严格地地工作。通常在引引脚XTTALll和XTTAL22跨接石石英晶体体和两个个补偿电电容构成成自激振振荡器，如如图4. 4YY1、CC1、CC2。可可以根据据情况选选择6MMHz、112MHHz或224MHHz等频频率的石石英晶体体，补偿偿电容通通常选择
24、择30ppF左右右的瓷片片电容。晶晶振电路路如图33-3所所示。晶振电路路如图33-3所所示。3.2 信号采采集电路路图3-44 信号号采集电电路GP2YY10110AUUOF粉粉尘传感感器的结结构特征征如下33-5图图所示。图3-55 GGP2YY10110AUUOF粉粉尘传感感器的结结构P2Y110100AUOOF粉尘尘传感器器是用光光学方法法测量悬悬浮于气气相介质质或者液液相介质质中的微微小微粒粒特性的的传感器器装置，具具有光测测技术非非接触式式测量、不不扰动被被测对象象等特点点。GPP2Y110100AUOOF粉尘尘传感器器可以感感知烟草草产生的的烟气和和花粉,房屋粉粉尘等11微米以以
25、上的微微小粒子子.体积积小,重重量轻,便于安安装.55V的输输入电路路,便于于信号处处理.内内藏气流流发生器器,可以以自行吸吸引外部部大气.灰尘传传感器保保养简单单,可以以长期保保持传感感器的特特性.3.3 LCCD16602液液晶显示示设计电电路图3-66 液晶晶显示电电路设计计LCD116022A 是是一种工工业字符符型液晶晶，能够够同时显显示166x022 即332个字字符。（116列22行）。在在日常生生活中，我我们对液液晶显示示器并不不陌生。液液晶显示示模块已已作为很很多电子子产品的的通过器器件，如如在计算算器、万万用表、电电子表及及很多家家用电子子产品中中都可以以看到，显显示的主主
26、要是数数字、专专用符号号和图形形。在单单片机的的人机交交流界面面中，一一般的输输出方式式有以下下几种：发光管管、LEED数码码管、液液晶显示示器。发发光管和和LEDD数码管管比较常常用，软软硬件都都比较简简单。在单片机机系统中中应用液液晶显示示器作为为输出器器件有以以下几个个优点：由于液晶晶显示器器每一个个点在收收到信号号后就一一直保持持那种色色彩和亮亮度，恒恒定发光光，而不不像阴极极射线管管显示器器（CRRT）那那样需要要不断刷刷新新亮亮点。因因此，液液晶显示示器画质质高且不不会闪烁烁。 液晶显示示器都是是数字式式的，和和单片机机系统的的接口更更加简单单可靠，操操作更加加方便。 液晶显示示器
27、通过过显示屏屏上的电电极控制制液晶分分子状态态来达到到显示的的目的，在在重量上上比相同同显示面面积的传传统显示示器要轻轻得多。 相对而言言，液晶晶显示器器的功耗耗主要消消耗在其其内部的的电极和和驱动IIC上，因因而耗电电量比其其它显示示器要少少得多。 液晶显示示的原理理是利用用液晶的的物理特特性， 通过电电压对其其显示区区域进行行控制，有有电就有有显示，这这样即可可以显示示出图形形。液晶晶显示器器具有厚厚度薄、适适用于大大规模集集成电路路直接驱驱动、易易于实现现全彩色色显示的的特点，目目前已经经被广泛泛应用在在便携式式电脑、数数字摄像像机、PPDA移移动通信信工具等等众多领领域。3.4 声光报
28、报警提示示电路及及LEDD灯电路路图3-77 声光光报警提提示电路路3.4.2蜂鸣鸣器驱动动电路:一般都包包含以下下几个部部分：一一个三极极管、一一个蜂鸣鸣器、一一个限流流电阻。蜂鸣器为为发声元元件，在在其两端端施加直直流电压压（有源源蜂鸣器器）或者者方波（无无源蜂鸣鸣器）就就可以发发声，其其主要参参数是外外形尺寸寸、发声声方向、工工作电压压、工作作频率、工工作电流流、驱动动方式（直直流/方方波）等等。这些些都可以以根据需需要来选选择。本本设计采采用有源源蜂鸣器器。三极极管Q11起开关关作用，其其基极的的低电平平使三极极管饱和和导通，使使蜂鸣器器发声；而基极极高电平平则使三三极管关关闭，蜂蜂鸣
29、器停停止发声声。3.6按按键电路路本设计采采用按键键接低的的方式来来读取按按键，单单片机初初始时，因因为为高高电平，当当按键按按下的时时候，会会给单片片机一个个低电平平，单片片机对信信号进行行处理单片机键键盘有独独立键盘盘和矩阵阵式键盘盘两种：独立键键盘每一一个I/O 口口上只接接一个按按键，按按键的另另一端接接电源或或接地，这这种接法法程序比比较简单单且系统统更加稳稳定；而而矩阵式式键盘式式接法程程序比较较复杂，但但是占用用的I/O少。根根据本设设计的需需要这里里选用了了独立式式键盘接接法。3.6.1按键键硬件电电路如下下图3-8所示示：图3-88按键硬硬件电路路四家庭环环境监测测系统软软件
30、设计计4.1系系统程序序流程图4-11 系统统程序流流程4.2 浓度参参考值的的键盘设设定程序序设计因为不同同环境中中粉尘浓浓度不同同，粉尘尘流动量量也不一一样，人人在不同同环境中中工作所所承受的的最大粉粉尘量也也不一样样，所以以在更换换环境时时要设置置不同的的粉尘浓浓度参考考值（该该环境中中能接受受粉尘浓浓度最大大值），当当浓度超超过所设设定值时时，粉尘尘检测仪仪报警，我我们根据据报警就就可以采采取相应应措施或或使人员员撤离工工作现场场或动力力降低粉粉尘浓度度。 本本模块利利用独立立按键方方式通过过三个独独立按键键累加输输入参考考值，通通过单片片机比较较采集的的数据与与参考值值来控制制蜂鸣器
31、器是否报报警。同同时可以以通过独独立按键键来进行行参考值值和当前前浓度值值的显示示切换。4.2.1 键键盘扫描描的设计计在单片机机应用系系统中，扫扫描键盘盘只是CCPU的的工作任任务之一一。在实实际应用用中要想想做到既既能及时时响应键键操作，又又不过多多的占用用CPUU的工作作时间，就就要根据据应用系系统中的的CPUU的忙闲闲情况，选选择好键键盘的工工作方式式，本次次设计主主要是设设计的小小型系统统CPUU工作比比较空闲闲，所以以用编程程扫描方方式。(1) 键盘扫描描程序的的功能 (a) 判别键键盘上有有无键按按下。其其方法为为扫描键键盘接入入口，若若全为“11”，则则键盘无无键按下下，若不不
32、全为“11”，则则有键按按下。 (b) 去除键键的抖动动影响。其其方法为为判断到到有键按按下后，软软件延时时一段时时间（一一般为110mss左右）后后，再判判断键盘盘状态，如如果仍为为按下状状态，则则认为有有一个确确定的键键按下，否否则按键键抖动处处理。当当键盘释释放时，判判断到有有键释放放也软件件延时一一段时间间，如果果仍为键键释放状状态，则则认为键键确实释释放了。 (c) 求按键键位置，对对各键进进行逐个个扫描，最最后却定定按下的的键号。图4-22 键盘盘扫描程程序流程程4.3 信号采采集部分分的程序序设计因为粉尘尘浓度是是连续变变化的模模拟信号号，通过过粉尘采采集器可可以将环环境中的的粉
33、尘浓浓度转换换为模拟拟电信号号，然后后通过信信号放大大器将转转换来的的电信号号放大成成055V的电电压信号号。4.3.1 数数据采集集流程图图设计粉尘数据据采集模模块流程程图如图图4-33所示。图4-33 粉尘尘数据采采集模块块流程4.4 蜂鸣器器报警部部分程序序设计该部分是是当采集集到的环环境中的的粉尘浓浓度大于于参考值值时，单单片机就就会驱动动蜂鸣器器报警，然然后采取取相应措措施降低低粉尘浓浓度或者者使人员员撤离工工作现场场。该蜂蜂鸣器是是通过PP333口与单单片机相相连。图4-44 报警警电路流流程设计计4.5 LEED16602液液晶显示示部分的的程序设设计对于人机机交互式式单片机机系
34、统来来说，不不仅需要要响应用用户输入入，同时时也需要要将一些些测控信信息输出出显示。这这些显示示信息可可以提供供实时的的数据或或图形结结果，以以便于掌掌握系统统的状态态并进行行分析处处理。目目前，在在单片机机中最常常用的是是LEDD16002液晶晶显示屏屏。其成成本低廉廉、使用用简便，可可以显示示数字或或几个特特定的字字符。4.5.1显示示流程图图设计LED116022液晶显显示流程程图如下下图4-5所示示。图4-55 LEED16602液液晶显示示流程五 DHHT111产品概概述DHTT11数数字温湿湿度传感感器是一一款含有有已校准准数字信信号输出出的温湿湿度复合合传感器器。它应应用专用用的
35、数字字模块采采集技术术和温湿湿度传感感技术，确确保产品品具有极极高的可可靠性与与卓越的的长期稳稳定性。传传感器包包括一个个电阻式式感湿元元件和一一个NTTC测温温元件，并并与一个个高性能能8位单单片机相相连接。因因此该产产品具有有品质卓卓越、超超快响应应、抗干干扰能力力强、性性价比极极高等优优点。每每个DHHT111传感器器都在极极为精确确的湿度度校验室室中进行行校准。校校准系数数以程序序的形式式储存在在OTPP内存中中，传感感器内部部在检测测信号的的处理过过程中要要调用这这些校准准系数。单单线制串串行接口口，使系系统集成成变得简简易快捷捷。超小小的体积积、极低低的功耗耗，信号号传输距距离可达
36、达20米米以上，使使其成为为各类应应用甚至至最为苛苛刻的应应用场合合的最佳佳选则。产产品为44针单排排引脚封封装。其其中电源源引脚的的供电电电压为3.55-55.5VV。传感感器上电电后，要要等待11s以越越过不稳稳定状态态在此期期间不要要发送任任何指令令。电源源引脚（VVDD，GGND）之之间可增增加一个个1000nF的的电容，用用以去耦耦滤波。DDHT111典型型应用电电路如图图所示，其其连接电电路简单单，只需需要占用用控制器器一个II/O口口即可完完成上下下位的连连接。建建议连接接线长度度短于220时用用5K上上拉电阻阻,大于于20米米时根据据实际情情况使用用合适的的上拉电电阻。六 HC
37、C-SRR5011人体感感应模块块功能特特点1、全自自动感应应:人进进入其感感应范围围则输出出高电平平，人离离开感应应范围则则自动延延时关闭闭高电平平，输出出低电平平。 2、光敏敏控制（可可选择，出出厂时未未设）可可设置光光敏控制制，白天天或光线线强时不不感应。 3、温度度补偿(可选择择，出厂厂时未设设)：在在夏天当当环境温温度升高高至300322，探探测距离离稍变短短，温度度补偿可可作一定定的性能能补偿。4、两种种触发方方式：（可可跳线选选择） a、不不可重复复触发方方式:即即感应输输出高电电平后，延延时时间间段一结结束，输输出将自自动从高高电平变变成低电电平； b、可可重复触触发方式式：即
38、感感应输出出高电平平后，在在延时时时间段内内，如果果有人体体在其感感应范围围活动，其其输出将将一直保保持高电电平，直直到人离离开后才才延时将将高电平平变为低低电平（感感应模块块检测到到人体的的每一次次活动后后会自动动顺延一一个延时时时间段段，并且且以最后后一次活活动的时时间为延延时时间间的起始始点)。 5、具有有感应封封锁时间间(默认认设置:2.55S封锁锁时间)：感应应模块在在每一次次感应输输出后（高高电平变变成低电电平），可可以紧跟跟着设置置一个封封锁时间间段，在在此时间间段内感感应器不不接受任任何感应应信号。此此功能可可以实现现“感应应输出时时间”和和“封锁锁时间”两两者的间间隔工作作，
39、可应应用于间间隔探测测产品；同时此此功能可可有效抑抑制负载载切换过过程中产产生的各各种干扰扰。(此此时间可可设置在在零点几几秒几几十秒钟钟)。6、工作作电压范范围宽：默认工工作电压压DC44.5VV-200V。 7、微功功耗:静静态电流流500微安，特特别适合合干电池池供电的的自动控控制产品品。8、输输出高电电平信号号：可方方便与各各类电路路实现对对接。七家庭环环境监测测系统的的测试结结果及结结论7.1 调试调试过程程中首先先要检测测的就是是硬件电电路的设设计原理理是否正正确、能能否达到到预期效效果以及及实现方方法是否否简便等等等；其其次在焊焊接好难难有线电电路之后后，认真真检查电电路的焊焊接
40、情况况。这次次采用的的是分块块调试的的方法，PM2.5粉尘检测电路，控制电路以及单片机控制电路进行调试。在对每个模块的进行调试过程中又采用了由局部到整体，由简单到复杂的调试方法，最后再将各个模块总和成一个整体。在调试过过程中遇遇到的问问题有：(1) 由于在焊焊电路之之前没有有彻底调调查过电电阻的大大小对PPM2.5粉尘尘检测电电路的影影响，导导致一直直以为传传感器不不工作，显显示屏是是没有数数据显示示，后来来换了合合适的电电阻，数数据也检检测出来来了；(2) 在解码程程序的编编写过程程中，经经过多次次的程序序修改与与硬件调调试，基基本上能能很好地地实现自自动报警警。解决：对对电路进进行测试试,
41、如对对单片机机的输出出管脚信信号进行行测试，观观察是否否存在漏漏焊,虚虚焊,或或者元件件损坏的的现象。若若无此问问题查看看烧写的的程序是是否正确确无误，对对程序进进行认真真修改。当当显示亮亮度不好好时阻器器的阻值值，直到到看到合合适的亮亮度为止止。经过多次次的反复复调试与与分析,可以对对电路的的原理及及功能更更加熟悉悉,同时时提高了了设计能能力与及及对电路路的分析析能力。同同时在软软件的编编程方面面得到更更到的提提高,对对编程能能力得到到加强，同同时对所所学的知知识得到到很大的的提高与与巩固。如下为硬硬件实物物图：可通过手动按键自我设定参 考 文 献献1 何立民民.单片片机应用用技术选选编MM
42、.北北京：北北京航空空航天大大学出版版社，119933：233-2442 李卫东东，李铁铁军，刘刘华，曹曹福德.HG-HC智智能烟尘尘粉尘测测量仪J.仪器仪仪表学报报，20004，3 董爱华华，余琼琼芳.煤煤矿井下下粉尘信信号光电电检测电电路的研研究JJ .仪器仪仪表学报报，20003，5 董晓红红.同步步粉尘测测试仪的的设计与与实现D成都：四川大大学.2200444 梅丽凤凤，王艳艳秋，汪汪琉铎，任任国臣.单片机机原理及及接口技技术MM.北北京：清清华大学学出版社社，20009：3100-32215 唐娟.粉尘浓浓度在线线监测技技术的现现状及发发展趋势势J.矿业业安全与与保护，220099：
43、699-7446 吴泉英英.数字字式粉尘尘测试仪仪中的信信号处理理J.苏州州城建环环保学院院学报，119999：899-1000总结经过一番番努力后后，粉尘尘测试仪仪设计的的终于完完成。在在设计该该粉尘测测试仪的的过程中中，我首首先按照照粉尘检检测仪的的功能设设计出其其大致的的电路电电路方框框图，然然后分析析各个功功能模块块：信号号采集模模块、信信号转换换模块、LLED116022显示模模块的。选选好材后后画出电电路原理理图，再再到编写写程序，最最后进行行仿真，这这次课题题设计可可以说成成功完成成。说到到编写程程序是可可花了不不少功夫夫，因为为该设计计需要精精确到小小数位的的个位，这这个可给给
44、我带来来了苦恼恼，在同同学的帮帮助下最最终解决决了这个个问题。实实验结果果表明此此粉尘测测试仪实实现后具具有读取取方便、显显示直观观、电路路简洁等等优点，符符合电子子仪器仪仪表的发发展趋势势，具有有良好的的市场前前景。在整个设设计过程程中，充充分发挥挥了人的的主观能能动性，自自主学习习，学到到了许多多没学到到的知识识。程序序编写中中，由于于思路不不清晰，开开始时遇遇到了很很多的问问题，经经过静下下心来思思考查资资料，和和同学讨讨论，向向老师请请教，理理清了思思路，完完成对程程序的编编写。通通过设计计提高了了对单片片机的认认识，进进一步熟熟悉和掌掌握单片片机的结结构及工工作原理理。通过过实际程程
45、序设计计和调试试，逐步步掌握模模块化程程序设计计方法和和调试技技术，提提高软件件设计、调调试能力力；通过过这次设设计熟悉悉以单片片机核心心的应用用系统开开发的全全过程，掌掌握硬件件电路设设计的基基本方法法和技术术，掌握握相关电电路参数数的计算算方法。后来经经过思考考我们又又加上了了温湿度度检测系系统和人人体感应应系统，使其对对环境的的检测更更全面，同同时也更更加的节节能。最最终较好好的完成成了设计计，达到到了预期期的目的的。附录一：系统程程序主程序#inccludde #inccludde #inccludde lcdd.h#inccludde dhtt11.h#inccludde pm225.hhsbitt P22_2 = P22;uchaar ccodee taablee3=TT: HHD: % ;/uccharr coode tabble =PWW2.55:0.00mmg/mm3;voidd tiimerr1innit(voiid)/定时时器0，116位方方式2 TMOOD=00x111;/设置定定时器00为工作作方式11TH00=(6655336-5500)/2556;TL00=(6655336-5500)%2556;ET00=1;/开开定时器器0中断断TR00=0;/启启动定时时器0EA=1;voidd maain() P2_2=11; llcdrrw=00; lle