畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 單片機(jī)pm2.5濃度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　封</b></p><p><b>　　面</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　因?yàn)榭諝赓|(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害現(xiàn)象加重。中國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。霧霾主要由PM2.5、

2、PM10、PM0.1以及重金屬鎳砷鉻鉛等顆粒組成。有關(guān)霧霾的重大事件層出不窮，如1952年倫敦?zé)熿F事件，倫敦殺人霧在四天內(nèi)奪走了4000多條人命；還有2013年初北京肆虐橫行的霧霾事件，轟動(dòng)一時(shí)。因此，對(duì)PM2.5的測(cè)量顯得越來(lái)越重要。本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)為控制中心，由GP2Y1010AU0F灰塵傳感器測(cè)量空氣粉塵濃度，LCD1602顯示屏顯示當(dāng)前空氣粉塵濃度。當(dāng)空氣中粉塵濃度達(dá)到所設(shè)定限度啟動(dòng)蜂鳴器自動(dòng)報(bào)警，且能實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)顯示

3、相應(yīng)的LED燈，直觀提醒當(dāng)前的污染級(jí)別。該系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測(cè)試精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵字：PM2.5、單片機(jī)、粉塵濃度、GP2Y1010AU0F、自動(dòng)檢測(cè)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章、概述1</b></p&g

4、t;<p>　　1.1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.1.1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1</p><p>　　1.1.2、設(shè)計(jì)的主要意義1</p><p>　　第二章、主控制器及主要器件2</p><p>　　2.1、AT89S52單片機(jī)2</p><p>　　2.2、A/D轉(zhuǎn)換芯片AD

5、C08327</p><p>　　2.3、1602LCD液晶顯示屏8</p><p>　　2.4、夏普粉塵傳感器GP2Y1010AU0F11</p><p>　　第三章、硬件電路設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1、電路設(shè)計(jì)框圖12</p><p>　　3.2、系統(tǒng)概述13</p><p

6、>　　3.3、單片機(jī)最小系統(tǒng)13</p><p>　　3.4、粉塵傳感器電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5、A/D轉(zhuǎn)換18</p><p>　　3.6、LCD顯示模塊設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.7、按鍵電路20</p><p>　　3.8、報(bào)警電路21</p><p&g

7、t;　　3.9、污染級(jí)別提醒電路和程序下載電路21</p><p>　　第四章、程序設(shè)計(jì)及軟件應(yīng)用22</p><p>　　4.1、主程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.2、主要子函數(shù)的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3、keil的應(yīng)用27</p><p>　　4.4、protel99se的應(yīng)用28&l

8、t;/p><p>　　4.5、Proteus的應(yīng)用30</p><p>　　第五章、設(shè)計(jì)的應(yīng)用及相關(guān)實(shí)驗(yàn)31</p><p>　　5.1、PM2.5簡(jiǎn)介31</p><p>　　5.1、PM2.5的主要來(lái)源32</p><p>　　5.2、PM2.5的現(xiàn)狀及常用數(shù)據(jù)33</p><p>　

9、　5.2、設(shè)計(jì)主要用途及應(yīng)用的場(chǎng)景35</p><p>　　5.2.1、主要用途35</p><p>　　5.2.2、應(yīng)用場(chǎng)景35</p><p>　　5.3、應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及結(jié)論分析36</p><p>　　5.3.1、實(shí)驗(yàn)一 :東湖公園檢測(cè)測(cè)36</p><p>　　5.3.2、實(shí)驗(yàn)二：路口檢測(cè)

10、36</p><p>　　5.3.3、實(shí)驗(yàn)三：常見生活場(chǎng)景檢測(cè)36</p><p>　　5.3.4、檢測(cè)分析37</p><p>　　5.3.5、應(yīng)對(duì)方法37</p><p><b>　　第六章、總結(jié)38</b></p><p><b>　　致謝38</b><

11、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p>　　附錄1. 原件清單40</p><p>　　附錄2. 原理圖41</p><p>　　附錄3 程序源代碼42</p><p><

12、;b>　　第一章、概述</b></p><p>　　1.1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義</p><p>　　1.1.1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)提出的“PM2.5監(jiān)測(cè)”的方案最基本的實(shí)現(xiàn)方法是由單片機(jī)、粉塵監(jiān)測(cè)傳感器、顯示模塊、報(bào)警器等模塊組成的電路， GP2Y1010AU0F粉塵傳感器采集空氣中PM2.5的濃度值，經(jīng)過(guò)AT89C52單

13、片機(jī)處理后，在LCD1602液晶上顯示，并且設(shè)置一個(gè)報(bào)警值，檢測(cè)的PM2.5濃度值超過(guò)報(bào)警值后，蜂鳴器報(bào)警，報(bào)警值可以用按鍵手動(dòng)調(diào)節(jié)。另外，該設(shè)計(jì)在實(shí)時(shí)檢測(cè)濃度的同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)濃度亮起相應(yīng)的燈，濃度范圍分別為：</p><p>　　檢測(cè)的PM2.5的濃度值在0-0.1，綠燈亮，表示環(huán)境良好；</p><p>　　檢測(cè)的PM2.5的濃度值在0.1-0.3，黃燈亮，表示輕度污染；</

14、p><p>　　檢測(cè)的PM2.5的濃度值在0.3以上，紅燈亮，表示重度污染；</p><p>　　1.1.2、設(shè)計(jì)的主要意義</p><p>　　21世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步同時(shí)也帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備不同于以前，它們?cè)谛阅芎徒Y(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代，測(cè)量技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的主流，廣泛地深入到應(yīng)用工程的

15、各個(gè)領(lǐng)域。</p><p>　　因?yàn)榭諝赓|(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害現(xiàn)象加重。中國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。霧霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金屬鎳砷鉻鉛等顆粒組成。在空氣動(dòng)力學(xué)和環(huán)境氣象學(xué)中，顆粒物是按直徑大小來(lái)分類的，粒徑小于100微米的稱為TSP(TotalSuspendedParticle)，即總懸浮物顆粒；粒徑小于10微米的稱為P

16、M10(PM為ParticulateMatter縮寫)，即可吸入顆粒物；粒徑小于2.5微米的稱為PM2.5，即可入肺顆粒物，它的直徑僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它與較粗的大氣顆粒物相比，粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響更大。</p><p>　　世界衛(wèi)生組織發(fā)布的報(bào)告顯示，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是

17、發(fā)展中國(guó)家，目前大多數(shù)城市和農(nóng)村人口均遭受到顆粒物對(duì)健康的影響。高污染城市中的死亡率超出相對(duì)清潔城市的15%至20%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲，PM2.5每年導(dǎo)致386000人死亡，并使歐盟國(guó)家人均期望壽命減少8.6個(gè)月。人體的生理結(jié)構(gòu)決定了對(duì)PM2.5沒(méi)有任何過(guò)濾、阻攔能力，而PM2.5對(duì)人類健康的危害卻隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐步暴露出其恐怖的一面。氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，由細(xì)顆粒物造成的灰霾天氣對(duì)人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。粒徑10微米以

18、上的顆粒物，會(huì)被擋在人的鼻子外面；粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進(jìn)入上呼吸道，但部分可通過(guò)痰液等排出體外，另外也會(huì)被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對(duì)人體健康危害相對(duì)較?。欢皆?.5微米以下的細(xì)顆粒物，直徑相當(dāng)于人類頭發(fā)的1/10大小，不易被阻擋。被吸入人體后會(huì)直接進(jìn)入支氣管，刺激呼吸道，干擾肺部的氣體交換，從而引發(fā)咳嗽、呼吸困難、哮喘、慢性支氣管炎等呼吸系統(tǒng)的疾病并導(dǎo)致心律不齊、非致命性心臟病等心血管方面的疾病。其中，老人、小孩

19、以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。</p><p>　　因此，對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)與治理便顯得越來(lái)越重要。</p><p>　　第二章、主控制器及主要器件</p><p>　　2.1、AT89S52單片機(jī)</p><p>　　AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k BytesISP的可反復(fù)擦寫1000次的F

20、lash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三

21、個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高128個(gè)單元是為專用寄存器提供的，因此該區(qū)也稱作特殊功能寄存器（SFR），它們主要用于存放

22、控制命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)。除去程序計(jì)數(shù)器PC外，還有21個(gè)特殊功能寄存器，其地址空間為80H～FFH。這21個(gè)寄存器中有11個(gè)特殊功能寄存器具有位尋址能力，它們的字節(jié)地址剛好能被8整除。AT89S52是一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問(wèn)題，且成本較低。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　AT89S52引

23、腳功能與封裝：</p><p>　　圖2.2 AT89S52引腳圖</p><p>　　按照功能，AT89S52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復(fù)位等。</p><p><b>　　多功能I/O口：</b></p><p>　　AT89S52共有四個(gè)8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P

24、3端口，對(duì)應(yīng)的引腳分別是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O線。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。</p><p>　?、貾0端口，該口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。在作為輸出口時(shí)，每根引腳可以帶動(dòng)8個(gè)TTL輸入負(fù)載。當(dāng)把“1”寫入P0時(shí)，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總

25、線，在該模式，P0口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。</p><p>　?、赑1端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的

26、引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。</p><p>　　另外，P1.0與P1.1可以配置成定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入端（P1.0/T2）與定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入端（P1.0/T2EX），如表2.3所示。</p><p>　　表2.3  P1口管腳復(fù)用功能</p><p>　?、?P2端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的

27、8位雙向I/O端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P2口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。</p><p>　　在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址，在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2

28、寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號(hào)。</p><p>　?、?P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。<

29、/p><p>　　在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能，如表2.4所列。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　表2.4 P3端口引腳與復(fù)用功能表</p><p>　　RST：復(fù)位輸入端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位。看門狗定時(shí)器（Watchdog）溢出后，該引腳會(huì)保持98個(gè)振蕩周

30、期的高電平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO位的默認(rèn)狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)。在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號(hào)用于鎖存低字節(jié)地址。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號(hào)，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。但是，在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，

31、會(huì)跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在需要時(shí)，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置為“1”，從而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令執(zhí)行時(shí)ALE才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì)ALE屏蔽位置“1”并不起作用。</p><p>　　PSEN：程序存儲(chǔ)器允許信號(hào)。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)AT89S52在執(zhí)行來(lái)自外部存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期PSEN被激活2次。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的

32、2次激活會(huì)被跳過(guò)。</p><p>　　EA/Vpp：外部存取允許信號(hào)。為了確保單片機(jī)從地址為0000H～FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收12V編程電壓Vpp。</p><p>　　XTAL1：振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作

33、電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：振蕩器的反相放大器輸出。</p><p>　　2.2、A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832</p><p>　　ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，</p><p>　　其目前已經(jīng)有很高的普及

34、率。學(xué)習(xí)并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。</p><p>　　ADC0832 具有以下特點(diǎn)：</p><p><b>　　①8 位分辨率；</b></p><p>　?、陔p通道 A/D 轉(zhuǎn)換；</p><p>　?、圯斎胼敵鲭娖脚c TTL/CMOS 相兼容；&

35、lt;/p><p>　　④5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間；</p><p>　　⑤工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS；</p><p>　　⑥一般功耗僅為 15mW；</p><p>　　⑦8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；</p><p>　　⑧商用級(jí)芯片溫寬為0°C

36、 to +70°C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40°C to +85°C；</p><p><b>　　芯片頂視圖：</b></p><p><b>　　芯片接口說(shuō)明：</b></p><p>　　CS_：片選使能，低電平芯片使能。</p><p>　　CH0：模擬輸入通道 0

37、，或作為 IN+/-使用。</p><p>　　CH1：模擬輸入通道 1，或作為 IN+/-使用。</p><p>　　GND：芯片參考 0 電位（地）。</p><p>　　DI：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。</p><p>　　DO：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。</p><p>　　CLK：芯片時(shí)鐘輸入。</

38、p><p>　　Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。</p><p>　　ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件

39、掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。</p><p>　　2.3、1602LCD液晶顯示屏 </p><p>　　LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。其中字段顯示與LED顯示相似，只要送對(duì)應(yīng)的信號(hào)到相應(yīng)的管腳就能顯示。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。本設(shè)計(jì)采用的是字符型顯示。系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)

40、碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個(gè)漢字。</p><p>　　LCD1602主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　顯示容量為16×2個(gè)字符；</p><p>　　芯片工作電壓為4.5～5.5V；</p>

41、;<p>　　工作電流為2.0mA（5.0V）；</p><p>　　模塊最佳工作電壓為5.0V；</p><p>　　字符尺寸為2.95×4.35（W×H）mm。</p><p>　　3.1.2 LCD1602的引腳說(shuō)明</p><p>　　LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，其中:</p>

42、<p>　　第1腳：VSS為地電源。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)R

43、S和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 </p><p>　　第15～16腳：空腳</p><p&

44、gt;　　3.1.3控制指令說(shuō)明</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如3.8表所示：</p><p>　　表3.8 控制命令表</p><p>　　1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）</p><p>　　指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位

45、到地址00H位置</p><p>　　指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H </p><p>　　指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效 </p><p>　　指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)

46、，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 </p><p>　　指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) </p><p>　　指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符 </

47、p><p>　　指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置 </p><p>　　指令8：DDRAM地址設(shè)置 </p><p>　　指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 </p><p><b>　　指令10：寫數(shù)據(jù) </b></p><p

48、><b>　　指令11：讀數(shù)據(jù) </b></p><p>　　2.4、夏普粉塵傳感器GP2Y1010AU0F</p><p>　　日本夏普公司灰塵傳感器GP2Y1010AU，體積小巧，靈敏度高，可以用來(lái)測(cè)量0.8微米以上的微小粒子，可用于室內(nèi)環(huán)境中煙氣、粉塵、花粉等濃度的檢測(cè)。此款產(chǎn)品不但可以檢測(cè)出單位體積粒子的絕對(duì)個(gè)數(shù)，而且內(nèi)置氣流發(fā)生器，可以自行吸入外部空氣

49、?；覊m傳感器GP2Y1010AU安裝保養(yǎng)方便，使用壽命長(zhǎng)，精度高，穩(wěn)定性好。其內(nèi)部對(duì)角安放著紅外線發(fā)光二極管和光電晶體管，使得其能夠探測(cè)到空氣中塵埃反射光，即使非常細(xì)小的如煙草煙霧顆粒也能夠被檢測(cè)到，通常在空氣凈化系統(tǒng)中應(yīng)用。該傳感器具有非常低的電流消耗（最大20mA，典型值11mA），可使用高達(dá)7VDC。該傳感器輸出為模擬電壓，其值與粉塵濃成正比。 </p><p>　　夏普灰塵傳感器GP2Y10

50、10AU0F</p><p><b>　　傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　應(yīng)用領(lǐng)域：</b></p><p>　　1、空氣凈化器和空氣清新機(jī)；</p><p><b>　　2、空調(diào)；</b></p><p>　　3、空氣質(zhì)量監(jiān)控儀；&

51、lt;/p><p>　　4、空調(diào)等相關(guān)產(chǎn)品。</p><p><b>　　主要參數(shù)：</b></p><p>　　靈敏度：0.5V/(0.1mg/m3) </p><p>　　輸出電壓：0.9V(TYP) </p><p>　　消耗電流：11mA </p>

52、<p>　　工作溫度：-10~65℃</p><p>　　存儲(chǔ)溫度：-20~80℃</p><p>　　第三章、硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1、電路設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　3.2、系統(tǒng)概述</b></p><p>　　本電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，另外

53、主要通過(guò)6個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，他們分別是LCD顯示模塊、粉塵傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、按鍵電路、報(bào)警電路、污染級(jí)別提醒電路。</p><p><b>　　系統(tǒng)原理圖如下：</b></p><p>　　3.3、單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是讓單片機(jī)能正常工作并發(fā)揮其功能時(shí)所必須的組成部分，也可理解為是用最少的元件組成的單

54、片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)， 最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括： 單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、輸入/ 輸出設(shè)備等。</p><p><b>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　時(shí)鐘電路:</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路之前，讓我們先了解下51單片機(jī)上的時(shí)鐘管腳：</p>

55、<p>　　XTAL1（19 腳） ：芯片內(nèi)部振蕩電路輸入端。</p><p>　　XTAL2（18 腳） ：芯片內(nèi)部振蕩電路輸出端。</p><p>　　XTAL1 和XTAL2 是獨(dú)立的輸入和輸出反相放大器，它們可以被配置為使用石英晶振的片內(nèi)振蕩器，或者是器件直接由外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。圖3中采用的是內(nèi)時(shí)鐘模式，即采用利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時(shí)

56、元件（一個(gè)石英晶體和兩個(gè)電容），內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。一般來(lái)說(shuō)晶振可以在1.2 ～ 12MHz 之間任選，甚至可以達(dá)到24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實(shí)驗(yàn)套件中采用的11.0592M 的石英晶振。和晶振并聯(lián)的兩個(gè)電容的大小對(duì)振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調(diào)作用。當(dāng)采用石英晶振時(shí)，電容可以在20 ～ 40pF 之間選擇（本實(shí)驗(yàn)套件使用30pF）；當(dāng)采用陶瓷諧振器件時(shí)，電容要適當(dāng)?shù)卦龃笠恍?0 ～ 50pF

57、 之間。通常選取33pF的陶瓷電容就可以了。</p><p>　　另外值得一提的是如果讀者自己在設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)的印刷電路板（PCB） 時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)芯片靠近，以減少引線的寄生電容，保證振蕩器可靠工作。檢測(cè)晶振是否起振的方法可以用示波器可以觀察到XTAL2 輸出的十分漂亮的正弦波，也可以使用萬(wàn)用表測(cè)量（ 把擋位打到直流擋，這個(gè)時(shí)候測(cè)得的是有效值）XTAL2 和地之間的電壓時(shí)，可以看到2V左右一點(diǎn)的電

58、壓。</p><p><b>　　時(shí)鐘電路如圖所示。</b></p><p><b>　　時(shí)鐘電路圖</b></p><p><b>　　復(fù)位電路:</b></p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中,復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的，當(dāng)程序跑飛（運(yùn)行不正常）或死機(jī)（停止運(yùn)行）時(shí)，就需要進(jìn)行復(fù)位。

59、</p><p>　　MCS-5l 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（ 第9管腳） 出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。</p><p>　　復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電自動(dòng)復(fù)位和開關(guān)復(fù)位 。上電瞬間 ，電容兩端電壓不能突變 ,此時(shí)電容的負(fù)極和 RESET 相連，電壓全部加在了電阻上，RESET 的輸入為高，芯片被復(fù)位。隨之

60、+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最后約等于0 ,芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復(fù)位按鍵，當(dāng)復(fù)位按鍵沒(méi)有被按下的時(shí)候電路實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，在芯片正常工作后 ，通過(guò)按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的效果。</p><p>　　復(fù)位電路圖如圖所示。 </p><p><b>　　圖4 復(fù)位電路圖</b></p><p>　　EA

61、/VPP（31 腳）的功能和接法:</p><p>　　51 單片機(jī)的EA/VPP（31 腳） 是內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器的選擇管腳。當(dāng)EA 保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。</p><p>　　對(duì)于現(xiàn)今的絕大部分單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器（一般為flash容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲(chǔ)器，而是直接使用內(nèi)部

62、的存儲(chǔ)器。</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)套件中，EA 管腳接到了VCC 上，只使用內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器。這一點(diǎn)一定要注意，很多初學(xué)者常常將EA 管腳懸空,從而導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。</p><p>　　P0口外接上拉電阻:</p><p>　　51 單片機(jī)的P0 端口為開漏輸出，內(nèi)部無(wú)上拉電阻。所以在當(dāng)做普通I/O 輸出數(shù)據(jù)時(shí)，由于V2 截止，輸出級(jí)是漏極開路電路，<

63、;/p><p>　　要使“1”信號(hào)（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻，如圖所示。</p><p>　　圖5 P0口外接上拉電阻</p><p>　　另外，避免輸入時(shí)讀取數(shù)據(jù)出錯(cuò)，也需外接上拉電阻。在這里簡(jiǎn)要的說(shuō)下其原因：在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來(lái)的信號(hào)一般是一致的，但也有例外。例如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場(chǎng)效應(yīng)管V1

64、開通，端口線呈低電平狀態(tài)。此時(shí)無(wú)論端口線上外接的信號(hào)是低電平還是高電平，從引腳讀入單片機(jī)的信號(hào)都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號(hào)。又如，當(dāng)從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器Q ＝ 1, Q ＝ 0,場(chǎng)效應(yīng)管V1 截止.如外接引腳信號(hào)為低電平， 從引腳上讀入的信號(hào)就與從鎖存器讀入的信號(hào)不同。所以當(dāng)P0 口作為通用I/O 接口輸入使用時(shí)，在輸入數(shù)據(jù)前，應(yīng)先向P0 口寫“1”，此時(shí)鎖存器的Q 端為“0”，使輸出級(jí)的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管V1、V

65、2 均截止,引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。</p><p>　　總結(jié)來(lái)說(shuō)：為了能使P0 口在輸出時(shí)能驅(qū)動(dòng)NMOS 電路和避免輸入時(shí)讀取數(shù)據(jù)出錯(cuò)，需外接上拉電阻。在本實(shí)驗(yàn)套件中采用的是外加一個(gè)10K 排阻。此外，51 單片機(jī)在對(duì)端口P0—P3 的輸入操作上，為避免讀錯(cuò)，應(yīng)先向電路中的鎖存器寫入“1”，使場(chǎng)效應(yīng)管截止，以避免鎖存器為“0”狀態(tài)時(shí)對(duì)引腳讀入的干擾。</p><p>　　3.4

66、、粉塵傳感器電路設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)粉塵傳感器GP2Y1010AU的規(guī)劃書中對(duì)管腳的描述：</p><p><b>　　對(duì)應(yīng)的管腳為：</b></p><p>　　故粉塵傳感器的電路設(shè)計(jì)如圖：</p><p>　　粉塵傳感器GP2Y1010AU通過(guò)對(duì)空氣粉塵顆粒濃度的檢測(cè)輸出模擬電壓，其</p>

67、<p>　　值與粉塵濃度成正比。故在仿真原理圖中，我們用可變電阻設(shè)計(jì)的局部限壓電路代替?zhèn)鞲衅鳎?lt;/p><p><b>　　3.5、A/D轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　ADC0832的封裝機(jī)管腳說(shuō)明：</p><p>　　CS_：片選使能，低電平芯片使能。</p><p>　　CH0：模擬輸入通道 0，或作

68、為 IN+/-使用。</p><p>　　CH1：模擬輸入通道 1，或作為 IN+/-使用。</p><p>　　GND：芯片參考 0 電位（地）。</p><p>　　DI：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。</p><p>　　DO：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。</p><p>　　CLK：芯片時(shí)鐘輸入。</p&g

69、t;<p>　　Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)如圖所示：</b></p><p>　　3.6、LCD顯示模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)中采用LCD1602作為顯示器件輸出信息。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外

70、加驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)各管腳的功能電路設(shè)計(jì)如下：</p><p><b>　　仿真電路圖：</b></p><p><b>　　3.7、按鍵電路</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的按鍵電路使用了單片機(jī)的P3.3，P3.4，P3.5三個(gè)口。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)如下圖：</b

71、></p><p><b>　　3.8、報(bào)警電路</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的報(bào)警電路的控制輸出使用了單片機(jī)的P3.6口，設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　3.9、污染級(jí)別提醒電路和程序下載電路</p><p>　　根據(jù)不同的濃度范圍提醒當(dāng)前污染級(jí)別的電路，采用了綠，黃，紅三個(gè)LED燈，使用了單片機(jī)的P2.

72、2，P2.1，P2.0實(shí)現(xiàn)提醒功能，設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　為方便程序的燒錄，單片機(jī)的程序下載電路設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　第四章、程序設(shè)計(jì)及軟件應(yīng)用</p><p><b>　　4.1、主程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主程序代碼：</b></p><

73、;p>　　/*****主函數(shù)*****/</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　InitTimer(); //初始化定時(shí)器</p><p><b>　　LED=1;</b></p>&

74、lt;p><b>　　LED2=1;</b></p><p><b>　　LED3=1;</b></p><p><b>　　LED4=1;</b></p><p><b>　　BEEP=0;</b></p><p>　　lcd_init();

75、 //初始化顯示</p><p>　　delay1ms(100);</p><p>　　lcd_init(); //初始化顯示</p><p>　　delay1ms(100);</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><

76、b>　　{</b></p><p>　　checkkey(); //按鍵檢測(cè)</p><p>　　if(set_st==0) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　wr_com(0x0c);</p><p>　　if(FlagSt

77、art==1) //1次數(shù)據(jù)采集完成</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num++;</b></p><p>　　ADC_Get[num]=abc;</p><p><b>　　if(num>9)</b></p>

78、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　num=0;</b></p><p>　　DUST=Error_Correct(ADC_Get,10);//求取10次AD采樣的值</p><p>　　DUST_Value=(DUST/256.0)*5000; //轉(zhuǎn)化成電壓值MV</

79、p><p>　　DUST_Value=DUST_Value*0.17-0.1; //固體懸浮顆粒濃度計(jì)算 Y=0.17*X-0.1 X--采樣電壓V</p><p>　　if(DUST_Value<0) DUST_Value=0;</p><p>　　if(DUST_Value>760) DUST_Value=760;//限位<

80、/p><p>　　DUST=(uint)DUST_Value;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　TL0 = (65536-10000)/256; </p><p>　　TH0 = (65536-10000)%256; </p><p>　　TR0 = 1;

81、 //開啟定時(shí)器0</p><p><b>　　EA = 1;</b></p><p>　　FlagStart=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Alarm();

82、 //報(bào)警檢測(cè)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　disp(DUST); //顯示粉塵濃度值</p><p>　　baojing(); //顯示報(bào)警值</p><

83、;p>　　if(set_st==1) //報(bào)警值閃動(dòng)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　wr_com(0xca);</p><p>　　wr_com(0x0d);</p><p>　　delay1ms(150);</p>

84、;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　}/*****END*****/</p><p>　　說(shuō)明：詳細(xì)子函數(shù)請(qǐng)見附錄3</p><p><b>　　主程序框圖：</b></p><p>

85、;　　4.2、主要子函數(shù)的設(shè)計(jì)</p><p>　　除主程序外，程序設(shè)計(jì)中還定義了一些函數(shù)，方便主程序調(diào)用，主要有液晶初始化程序，顯示函數(shù)，報(bào)警顯示，報(bào)警子函數(shù)，按鍵檢測(cè)函數(shù)，A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)，中值濾波等。以下主要介紹A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)。</p><p>　　單片機(jī)對(duì)ADC0832 的控制原理：</p><p>　　正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線

86、，分別是 CS、CLK、DO、DI。但由于 DO端與 DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO 和 DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。（見圖 3）當(dāng) ADC0832未工作時(shí)其CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和</p><p>　　DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS使能端置于低電平并</p><p>　　且保持低電平直到

87、轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯</p><p>　　片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI端輸入通道功能選擇的</p><p>　　數(shù)據(jù)信號(hào)。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。</p><p>　　在第 2、3 個(gè)脈沖下沉之前 DI端應(yīng)輸入 2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能項(xiàng)</p&

88、gt;<p><b>　　見下表 。</b></p><p>　　如表 1 所示，當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。</p><p>　　當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì) CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將 CH0作為正輸入端 IN+，CH1作為負(fù)輸入端 IN-進(jìn)行輸入。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“0”

89、、“1”時(shí)，將 CH0作為負(fù)輸入端 IN-，CH1作為正輸入端 IN+進(jìn)行輸入。到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后 DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO 進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)脈沖下沉開始由 DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉 DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 11個(gè)字節(jié)的下沉

90、輸出 DATD0。隨后輸出 8位數(shù)據(jù)，到第 19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。</p><p>　　更詳細(xì)的時(shí)序說(shuō)明請(qǐng)下表：</p><p>　　作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是 0~5V且8位分辨率時(shí)的電壓精度為 19.53mV。如果作為由 IN+與 IN-輸入的輸入時(shí)，可是

91、將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。但值得注意的是，在進(jìn)行 IN+與 IN-的輸入時(shí)，如果 IN-的電壓大于 IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。</p><p>　　ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程：</p><p>　　實(shí)際程序設(shè)計(jì)代碼為：</p><p>　　/***********AD0832轉(zhuǎn)換程序****************

92、**/</p><p>　　uchar ADC0832(bit mode,bit channel) //AD轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,dat,ndat;</p><p>　　ADCS = 0;//拉低CS端</p><p>

93、<b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADDI = 1;//第1個(gè)下降沿為高電平</p><p>　　ADCLK = 1;//拉高CLK端</p><p><b>　　_nop_();</b></

94、p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADCLK = 0;//拉低CLK端,形成下降沿1</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADDI

95、 = mode;//低電平為差分模式，高電平為單通道模式。</p><p>　　ADCLK = 1;//拉高CLK端</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADCLK = 0;//拉低CLK端,形成下降沿2

96、</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADDI = channel;//低電平為CH0，高電平為CH1</p><p>　　ADCLK = 1;//拉高CLK端</p><p>&

97、lt;b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADCLK = 0;//拉低CLK端,形成下降沿3</p><p>　　ADDI = 1;//控制命令結(jié)束(經(jīng)試驗(yàn)必需)</p><p><b>　　dat = 0;</b&

98、gt;</p><p>　　//下面開始讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，從最高位開始依次輸出（D7~D0）</p><p>　　for(i = 0;i < 8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dat <<= 1;</p><p>　　ADCLK=1;//拉

99、高時(shí)鐘端</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADCLK=0;//拉低時(shí)鐘端形成一次時(shí)鐘脈沖</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>

100、;<b>　　_nop_();</b></p><p>　　dat |= ADDO;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　ndat = 0; //記錄D0</p><p>　　if(ADDO == 1)</p><p>　　ndat |= 0x

101、80;</p><p>　　//下面開始繼續(xù)讀取反序的數(shù)據(jù)（從D1到D7） </p><p>　　for(i = 0;i < 7;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ndat >>= 1;</p><p>　　ADCLK = 1;//拉高時(shí)鐘端&

102、lt;/p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　ADCLK=0;//拉低時(shí)鐘端形成一次時(shí)鐘脈沖</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><

103、b>　　_nop_();</b></p><p>　　if(ADDO==1)</p><p>　　ndat |= 0x80;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　ADCS=1;//拉高CS端,結(jié)束轉(zhuǎn)換</p><p>　　ADCLK=0;//拉低CL

104、K端</p><p>　　ADDI=1;//拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài)</p><p>　　if(dat==ndat)</p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　return 0; </p><p>&

105、lt;b>　　}</b></p><p>　　4.3、keil的應(yīng)用</p><p>　　Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)

106、調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil_c軟件界面如圖：</p><p>　　該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、C語(yǔ)言及二者的混合編程。</p>

107、<p>　　4.4、protel99se的應(yīng)用</p><p>　　Protel99SE是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32

108、個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源--地層和16個(gè)機(jī)加工層。</p><p>　　Protel99SE軟件的特點(diǎn)：</p><p>　　可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； </p><p>　　強(qiáng)大的全局編輯功能； </p><p>　　在原理圖中選擇一級(jí)器件，PCB中同樣的器件也將被選中； </p><p>　　同時(shí)運(yùn)行原理圖和

109、PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò) </p><p>　　既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計(jì)上的一致性； </p><p>　　滿足國(guó)際化設(shè)計(jì)要求（包括國(guó)標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728國(guó)標(biāo)庫(kù)）；</p><p>　　方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容SPIC

110、E 3f5）； </p><p>　　支持用CUPL語(yǔ)言和原理圖設(shè)計(jì)PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件； </p><p>　　PCB可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層； </p><p>　　強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查； </p><p>　　智能覆銅功能，覆鈾可以自動(dòng)重鋪； </p&

111、gt;<p>　　提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； </p><p><b>　　放置漢字功能； </b></p><p>　　可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實(shí)現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)交換； </p><p>　　智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的PGA、BGA封裝很有用）； </p><p&g

112、t;　　方便的打印預(yù)覽功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印結(jié)果； </p><p>　　4.5、Proteus的應(yīng)用</p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器

113、模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。</p><p>　　它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。</p

114、><p>　　主界面及仿真效果如下：</p><p>　　Proteus主界面</p><p><b>　　仿真圖</b></p><p>　　第五章、設(shè)計(jì)的應(yīng)用及相關(guān)實(shí)驗(yàn)</p><p>　　5.1、PM2.5簡(jiǎn)介</p><p>　　PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5

115、微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較大的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。2012年2月，國(guó)務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了PM2.5監(jiān)測(cè)指標(biāo)。</p><p>　　PM，英文全

116、稱為particulate matter(顆粒物)?？茖W(xué)家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個(gè)值越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重?？晌腩w粒物又稱為PM10，指直徑大于2.5微米、等于或小于10微米，可以進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)的顆粒物;總懸浮顆粒物也稱為PM100，即直徑小于或等于100微米的顆粒物</p><p>　　PM2.5 即細(xì)顆粒物，細(xì)顆粒物又稱細(xì)粒、細(xì)顆粒、PM2.5。細(xì)顆粒物指

117、環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。它能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強(qiáng)，易附帶有毒、有害物質(zhì)（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。</p><

118、;p>　　2013年2月，全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)將PM2.5的中文名稱命名為細(xì)顆粒物。細(xì)顆粒物的化學(xué)成分主要包括有機(jī)碳（OC）、元素碳（EC）、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽（Na+）等。</p><p>　　5.1、PM2.5的主要來(lái)源</p><p>　　顆粒物的成分很復(fù)雜，主要取決于其來(lái)源。主要有自然源和人為源兩種，但危害較大的是后者。在學(xué)術(shù)界的分為一次氣溶膠（Primary

119、aerosol）和二次氣溶膠（Secondary aerosol）兩種。</p><p><b>　　自然源：</b></p><p>　　自然源包括土壤揚(yáng)塵（含有氧化物礦物和其他成分）海鹽（顆粒物的第二大來(lái)源，其組成與海水的成分類似）、植物花粉、孢子、細(xì)菌等。自然界中的災(zāi)害事件，如火山爆發(fā)向大氣中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及塵暴事件都會(huì)將大量細(xì)顆粒

120、物輸送到大氣層中。</p><p><b>　　人為源：</b></p><p>　　人為源包括固定源和流動(dòng)源。固定源包括各種燃料燃燒 </p><p>　　源，如發(fā)電、冶金、石油、化學(xué)、紡織印染等各種工業(yè)過(guò)程、供熱、烹調(diào)過(guò)程中燃煤與燃?xì)饣蛉加团欧诺臒焿m。流動(dòng)源主要是各類交通工具在運(yùn)行過(guò)程中使用燃料時(shí)向大氣中排放的尾氣。</p&