单片机PM2.5浓度检测仪毕业设计论文豪华版 - 图文

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摘要

因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。雾霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。有关雾霾的重大事件层出不穷，如1952年伦敦烟雾事件，伦敦杀人雾在四天内夺走了4000多条人命；还有2013年初北京肆虐横行的雾霾事件，轰动一时。因此，对PM2.5的测量显得越来越重要。本设计采用AT89C52单片机为控制中心，由GP2Y1010AU0F灰尘传感器测量空气粉尘浓度，LCD1602显示屏显示当前空气粉尘浓度。当空气中粉尘浓度达到所设定限度启动蜂鸣器自动报警，且能实时对应显示相应的LED灯，直观提醒当前的污染级别。该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有一定的实用价值。

关键字：PM2.5、单片机、粉尘浓度、GP2Y1010AU0F、自动检测

目录

第一章、概述 ........................................................................................................................... 1 1.1、设计的主要内容和意义 .............................................................................................. 1 1.1.1、设计的主要内容 ................................................................................................... 1 1.1.2、设计的主要意义 ................................................................................................... 1 第二章、主控制器及主要器件 ............................................................................................... 2 2.1、AT89S52单片机 ........................................................................................................... 2 2.2、A/D转换芯片ADC0832 ............................................................................................... 7 2.3、1602LCD液晶显示屏 ................................................................................................... 8 2.4、夏普粉尘传感器GP2Y1010AU0F .............................................................................. 11 第三章、硬件电路设计 ......................................................................................................... 12 3.1、电路设计框图 ............................................................................................................ 12 3.2、系统概述 .................................................................................................................... 13 3.3、单片机最小系统 ........................................................................................................ 13 3.4、粉尘传感器电路设计 ................................................................................................ 17 3.5、A/D转换 ..................................................................................................................... 18 3.6、LCD显示模块设计 ..................................................................................................... 19 3.7、按键电路 .................................................................................................................... 20 3.8、报警电路 .................................................................................................................... 21 3.9、污染级别提醒电路和程序下载电路 ........................................................................ 21 第四章、程序设计及软件应用 ............................................................................................. 22 4.1、主程序设计 ................................................................................................................ 22 4.2、主要子函数的设计 .................................................................................................... 23 4.3、keil的应用 ................................................................................................................. 27 4.4、protel99se的应用 ..................................................................................................... 28 4.5、Proteus的应用 .......................................................................................................... 30 第五章、设计的应用及相关实验 ......................................................................................... 31 5.1、PM2.5简介 ................................................................................................................ 31 5.1、PM2.5的主要来源 .................................................................................................... 32 5.2、PM2.5的现状及常用数据 ........................................................................................ 33

5.2、设计主要用途及应用的场景 .................................................................................... 35 5.2.1、主要用途 ............................................................................................................. 35 5.2.2、应用场景 ............................................................................................................. 35 5.3、应用设计进行的相关实验及结论分析 .................................................................... 36 5.3.1、实验一 :东湖公园检测测 .................................................................................. 36 5.3.2、实验二：路口检测 ............................................................................................. 36 5.3.3、实验三：常见生活场景检测 ............................................................................. 36 5.3.4、检测分析 ............................................................................................................. 37 5.3.5、应对方法 ............................................................................................................. 37 第六章、总结 ......................................................................................................................... 38 致谢 ......................................................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................................................. 39 附录 ......................................................................................................................................... 40 附录1. 原件清单 ............................................................................................................... 40 附录2. 原理图 ................................................................................................................... 41 附录3 程序源代码 ............................................................................................................ 42

第一章、概述

1.1、设计的主要内容和意义

1.1.1、设计的主要内容

本设计提出的“PM2.5监测”的方案最基本的实现方法是由单片机、粉尘监测传感器、显示模块、报警器等模块组成的电路， GP2Y1010AU0F粉尘传感器采集空气中PM2.5的浓度值，经过AT89C52单片机处理后，在LCD1602液晶上显示，并且设置一个报警值，检测的PM2.5浓度值超过报警值后，蜂鸣器报警，报警值可以用按键手动调节。另外，该设计在实时检测浓度的同时，根据当前检测浓度亮起相应的灯，浓度范围分别为：

检测的PM2.5的浓度值在0-0.1，绿灯亮，表示环境良好； 检测的PM2.5的浓度值在0.1-0.3，黄灯亮，表示轻度污染； 检测的PM2.5的浓度值在0.3以上，红灯亮，表示重度污染；

1.1.2、设计的主要意义

21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。

因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。雾霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。在空气动力学和环境气象学中，颗粒物是按直径大小来分类的，粒径小于100微米的称为TSP(TotalSuspendedParticle)，即总悬浮物颗粒；粒径小于10微米的称为PM10(PM为ParticulateMatter缩写)，即可吸入颗粒物；粒径小于2.5微米的称为PM2.5，即可入肺颗粒物，它的直径仅相当于人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气

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