基于单片机空气质量检测仪设计(毕业设计)

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基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计

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基于单片机空气质量检测仪设计毕业设计
目录
前言 ................................................. 1 第 1 章本课题的主要研究容、方法及总体设计 ............. 3
§1.1 课题设计的容 ................................... 3 §1.2 课题设计的方法 .................................. 3 第 2 章空气质量检测仪的硬件设计 ........................ 5 §2.1 空气质量检测仪系统简介 ...................... .
§3.1 系统软件设计思路 .............................. 27 §3.1.1 编程语言的选择 ............................. 27 §3.1.2 软件功能需求 ............................... 27
.参考资料.
. .. . .参考资料.
§2.1.1 系统硬件结构及原理 .......................... 5 §2.2 STC90C51 单片机简介 ............................. 5
§2.2.1STC90C51 主要性能参数： ...................... 6 §2.2.2 时钟电路模块 ................................ 7 §2.2.3 复位电路模块 ................................ 7 §2.3 传感器的选用 .................................... 8 §2.3.1 气体传感器 .................................. 8 §2.3.2 温湿度传感器 ............................... 10 §2.4 模数转换电路设计 ............................... 16 §2.5 声光报警电路设计 ............................... 18 §2.6 液晶显示电路设计 ............................... 18 §2.6.1LCD1602 的基本参数及引脚功能 ................ 19 §2.6.2LCD1602 的指令说明及时序 .................... 20 §2.6.31602LCD 的 RAM 地址映射及标准字库表 .......... 23 §2.6.4LCD1602 的一般初始化过程 .................... 24 §2.7 按键电路设计 ................................... 25 §2.8 电路电源设计 ................................... 25 §2.9 本章小结 ....................................... 26 第 3 章空气质量检测仪的软件设计 ....................... 27

基于单片机控制的空气质量检测系统的设计

《基于单片机控制的空气质量检测系统的设计》在当今社会，空气质量问题日益受到人们的关注。

随着工业化进程的加速和城市化的不断发展，空气污染给人们的健康和生活带来了诸多负面影响。

开发一种能够实时监测空气质量并及时反馈相关信息的系统具有重要的现实意义。

基于单片机控制的空气质量检测系统应运而生，它为人们提供了一种便捷、高效且准确的空气质量监测手段。

一、概述空气质量是衡量环境质量的重要指标之一，直接关系到人们的身体健康和生活舒适度。

传统的空气质量监测方法往往存在监测范围有限、成本较高、实时性较差等问题，难以满足人们对于全面、实时、准确监测空气质量的需求。

而基于单片机控制的空气质量检测系统则能够克服这些局限性，具有体积小、成本低、功耗低、易于实现等优点，能够广泛应用于室内环境、室外环境、工业生产等领域，为空气质量的监测和管理提供了有力的技术支持。

二、系统总体设计（一）系统功能需求分析本空气质量检测系统的主要功能包括：实时监测空气中的多种污染物浓度，如 PM2.5、PM10、甲醛、二氧化碳等；将监测到的空气质量数据通过显示屏进行显示；具备数据存储功能，以便对历史数据进行分析和查询；能够根据设定的阈值发出报警信号，提醒用户采取相应的措施；具有与外部设备通信的接口，如串口、蓝牙等，以便将数据传输到其他设备或进行远程监控。

（二）系统硬件架构设计1. 传感器模块传感器是空气质量检测系统的核心部件，用于采集空气中的污染物浓度数据。

本系统选用了多种传感器，包括 PM2.5 传感器、PM10 传感器、甲醛传感器、二氧化碳传感器等。

这些传感器具有体积小、精度高、响应速度快等特点，能够满足系统的检测要求。

2. 单片机控制模块单片机作为系统的核心控制器，负责对传感器采集到的数据进行处理、显示、存储和通信等操作。

选择一款性能稳定、资源丰富的单片机芯片，如 STM32 系列单片机，能够满足系统的功能需求。

3. 显示模块显示模块用于将监测到的空气质量数据实时显示给用户，以便用户了解当前的空气质量状况。

基于单片机的气体检测系统设计..

高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生姓名：准考证号：专业层次：院（系）：指导教师：职称：重庆科技学院二O一三年九月十五日摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。

其设计方案基于89C51单片机，选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器和MQ-5气体传感器。

系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后，经由单片机进行数据处理，最后由LCD显示甲醛浓度值。

文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。

系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。

同时，操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。

另外，该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理，减少了测量误差，因此，具有较高的测量精度，而且结构简单，性能优良。

本系统的量程为0-10ppm，精度为0.039ppm 。

关键词: 甲醛检测，天然气检测，AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded，To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm，Testing staff to remind. At the same time，The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip目录摘要................................................................................................................................................................ I I ABSTRACT.. (III)1 绪论 (1)1.1 设计的意义 (1)1.2设计的内容 (1)1.3发展背景 (1)２总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2总体电路概念图设计 (3)3 硬件设计 (4)3.1主控芯片AT89C52的设计 (4)3.2 传感器设计 (5)3.3 模数转换设计 (7)3.4 按键设计 (9)3.5 外围扩充存储器设计 (10)3.6 时钟芯片设计 (10)3.7 LCD显示器设计 (11)4 软件设计 (13)4.1 主程序模块设计 (13)4.2模数转换设计 (13)4.3按键模块设计 (13)4.4时钟模块设计 (14)4.5LCD显示模块设计 (15)5系统仿真 (16)5.1编译软件介绍 (16)5.2主程序 (16)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1 设计的意义甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。

基于单片机的室内空气质量检测器的设计

随着人们生活水平和质量的不断提高，智能家居新型产业逐渐兴起。

本文设计一种室内空气质量检测器，采用STM32F103ZET6单片机作为主控，监测室内一氧化碳、二氧化碳、甲醛、温度及湿度数据，通过触摸液晶屏进行数据显示。

当检测到室内空气质量不达标时，发出报警信号、提醒人们开窗通风、自动开加湿器等操作，达到改善室内空气质量的目的。

研究表明，现代人类90%的生命周期都在室内度过，室内环境的质量不仅关系到工作效率，更是与身体健康水平密切相关。

本次设计的智能空气检测器，使用多种气体传感器，可以对室内空气中的甲醛、一氧化碳、二氧化碳、温度及湿度数据进行采集，将所测气体浓度实时地显示在液晶屏上，用户可以时时刻刻了解到室内当前的空气质量情况。

该检测器可以给用户提供一个直观的参考，根据实时检测到的各项气体浓度数据，智能开启相关通风设备，帮助用户有效减少室内空气污染对健康造成的危害。

该检测器的数据没有专业检测团队的检测数据权威，优点在于检测成本低，检测时间、地点灵活，检测数据表达简单易懂，能够满足一般家庭、办公场所使用，在降低室内空气污染对室内人群身体健康的影响方面具有一定的意义。

1 系统总体设计方案室内温湿度、CO 、CO 2、甲醛浓度是不断变化的，需要实时监控并显示室内各项空气指标。

当室内温度低于一定值时，自动开启电加热器，提高室内环境温度、CO 、CO 2高于一定值时，将在屏幕上显示报警信息，提醒人们开启窗户进行通风、当湿度低于一定值时，自动开启加湿器，增加室内空气湿度。

本设计控制核心采用STM32F103ZET6单片机作为主控，分别采用ZE08-CH2O 型电化学甲醛模组、ZE16-CO 型电化学一氧化碳模组、MH-Z19B 二氧化碳气体传感器、DHT11温湿度传感器检测室内温湿度、CO 、CO 2、甲醛浓度，通过ALIENTEK 公司的7寸TFTLCD 电容屏进行各项空气指标的数据显示及系统各项参数的设置，各项空气指标超过阈值时，进行相应的外部动作和报警。

基于单片机的室内空气质量检测系统设计毕业论文

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华北科技学院毕业设计（论文）
基于单片机的室内空气质量检测系统设计
设计总说明
随着生活质量的提高，人们开始不断改善自己的居住环境，各种室内装饰、装修材料被大量的使用。而这些材料中有大量的甲醛，直接影响着人们的健康。甲醛也叫蚁醛，是一种有刺激性气味的易溶的无色气体，是一种潜在的致癌物质。低浓度的甲醛会导致鼻炎、咽炎、结膜炎等，随着甲醛浓度的增高，甚至会导致人类的死亡。甲醛是人们日常生活和工作环境中严重危害人体健康的气体，它主要存在于人们室内装修材料中，并且会持续挥发很长时间。在人们入住新装修好的房子后，由于室内装修木材以及油漆还有涂料中含有的以甲醛为主的有害人体健康的气体在不断的挥发到室内，如果挥发浓度达到一定值时就会对人的健康产生一定的损害。生活在一个甲醛浓度超标的环境中，人们会出现不同程度的恶心，头晕，失眠等症状影响人们的健康。甲醛它对人们的神经干扰使人们产生一系列的病状反应。在这种环境下，室内甲醛浓度测定仪对我们的生活就显得格外有重要和必要。室内甲醛浓度测定仪它能够对室内甲醛浓度进行检测并且驱动相应的改善控制质量的设备来达到改善室内环境的要求。在人们对生活品质要求提高，更加注重身体健康的今天，人们对家具建材以及各种装修室内材料的要求也提高了很多，人们一是到了甲醛对身体的影响是多么的大。所以人们去找出甲醛的主要来源，首先从根源上尽量减少甲醛在室内环境中出现的可能，然后再通过在室内安装甲醛浓度测量仪和通风设备来改善环境，增加人们的健康指数。人们这种不止追求舒适和视觉上的享受而且注重内在品质的生活态度为甲醛测定系统的发展提供了主要动力。空气中装修材料含有的甲醛等有害气体危害人的健康，癌症的高发可以说很多都和空气质量有关。现代人们重视装修，但是却很少有人在装修之后对自己的室内进行检测，所以要求学生设计一个室内空气质量的检测系统，为及时了解和改善室内空气质量提供依据和可能性。也使人们为重视室内空气质量而做出自己的努力。以空气中装修材料甲醛等有害气体为被测对象。采用单片机为控制中心，完成对空气浓度的实时采集处理、报警和显示等功能。设计的报警系统，能够实现在浓度超标时及时的报警。

基于单片机的空气质量监测系统设计

输出、显示等功能的核心，它的选择直接关系到整个系统的工
④ＬＥＤ
Ｓ－ＧＮＯ
④ｖｏ
壤Ｖｃｃ
作。选择通用性强、功耗小、性能稳定良好的单片机十分重要，
在本系统中我们选用ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ６０Ｓ２单片机，如图２所示。３．１．１振荡器电路ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ６０Ｓ２单片机的时钟源在常温下频率是１１ＭＨｚ一图３粉尘浓度传感器的内部结构
５种复位方式：外部ＲＳＴ引脚复位、外部低压检测复位、软件复
位、上电复位、看门狗复位。
基于单片机的粉尘颗粒浓度检测仪的选题充分结合了实际生活应用，通过此次的毕业设计能充分了解更多实际应用方面
的知识，从前期的资料收集，再到中途的硬件电路设计、ｃ语言
＋５Ｖ电源；
③ＧＰ２ＹＩＯＩＯＡＵＯＦ其内部对角安放着红外线发光二极管ＩＲＥＤ和光电晶体管ＰＤ。电源接通后，红外线二极管开始发出红外线，在没有粉尘的情况下，光电晶体管ＰＤ是接收不到发出的红外线的；当有粉尘的时候，粉尘会反射红外线使得光电晶体管能够图４系统主程序流程图在ＬＣＤ的液晶显示中，已经详细介绍了显示的原理，此外还需要知道显示驱动程序。显示驱动程序在进入中断后，对每个定时器赋初值，用来确保显示屏刷新频率的稳定。１／１６扫描显示屏的刷新率计算公式如下：

基于单片机控制的空气质量监测系统设计

基于单片机控制的空气质量监测系统设计基于单片机控制的空气质量监测系统设计1. 引言随着现代工业化和城市化的不断发展，空气质量成为人们越来越关注的一个问题。

糟糕的空气质量会对人们的健康和生活质量产生负面影响。

为了实时监测和改善空气质量，开发一种基于单片机控制的空气质量监测系统成为了一个重要的课题。

本文将深入探讨基于单片机控制的空气质量监测系统的设计方案和实现过程。

2. 设计原理基于单片机的空气质量监测系统主要由传感器、单片机、显示屏以及数据存储模块组成。

传感器负责测量环境中的关键指标，如PM2.5、PM10浓度、温度、湿度等。

单片机则用来处理传感器采集到的数据，并将其显示在屏幕上。

数据存储模块可以记录历史数据，以便后续分析和比较。

3. 传感器选择在空气质量监测系统中，选择合适的传感器是至关重要的。

常见的空气质量传感器有光学传感器、化学传感器和声学传感器等。

考虑到系统的精确度和稳定性，本设计选择了光学PM2.5和PM10传感器，以及温湿度传感器。

这些传感器具有高精确度、快速响应和长期稳定的特点。

4. 单片机选择单片机是空气质量监测系统的核心控制部分。

在选择单片机时，需要考虑其计算能力、接口数量和功耗等因素。

本设计选择了一款常用的ARM Cortex-M系列单片机。

这款单片机具有高性能和低功耗的优势，可以满足系统的要求。

5. 系统实现系统的实现包括传感器的连接、数据采集和处理、以及数据显示和存储。

在实现过程中，首先需要连接传感器到单片机的相应引脚上，并根据传感器的规格书来编写对应的驱动程序。

接下来，单片机通过读取传感器的数据，进行数据处理和计算，并将结果显示在连接的显示屏上。

为了方便用户进一步分析和比较数据，系统还需要添加一个存储模块，将历史数据记录下来。

6. 总结与展望基于单片机控制的空气质量监测系统设计可以帮助人们了解周围环境的空气质量状况，并采取相应的措施来改善室内和室外的空气质量。

本文深入探讨了该系统的设计原理和实现过程，并总结了传感器选择、单片机选择以及系统实现的关键步骤。

基于单片机空气质量检测仪设计(毕业设计).

基于单片机空气质量检测仪设计摘要随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关注。

人的一生中有三分之二的时间是在居室内度过的。

本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以室内空气中有毒有害气体的监测监控为背景，是以STC工公司的一款8位超低功耗单片机STC90C51为控制核心，能够实现对室内温度，湿度，VOC气体的实时采集处理、显示、报警等功能。

仪器采用锂电池供电，具有良好的便携性和通用性，并且使用LCD1602点阵式液晶屏显示菜单，有良好的人机对话界面。

同时设计了声光报警系统，实现在参数超标时及时的报警。

室内智能空气品质监测仪体积小，功耗低，操作简单，适合应用于家庭和社区的医疗健康保健，能够实时知道室内空气的质量。

关键词：STC90C51，室内空气品质，LCD显示，温湿度，VOC气体BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER AIRQUALITY TESTER DESIGNABSTRACTWe paid more attention to the environment and health problems especially, indoor air quality (IAQ) conditions with the development of the national economy and the improvement of people's living standard. In that, about two-thirds of people's life spent in the house. In this paper, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor which will be studied in this paper, is on the background of toxic and harmful gases, and based on an STC 8-bit working ultra-low power MCU STC90C51 as control core. It can process, display, and alarm the real-time acquisition indoor temperature, humidity, VOC gas and so on.The instrument is powered by lithium batteries with a good portability and versatility. What’s more, it uses the LCD1602 dot matrix LCD screen to display menu, and has a good interactive interface. At the same time sound and light alarm system is designed to achieve a timely manner when the parameter level exceeds the limit. With the features of small size, low power consumption, operating easily, Indoor Air Quality Portable Intelligent Monitor is suitable for family and community health care for its real-time acquisition of indoor air quality.KEY WORDS：STC90C51, IAQ, LCD display, Temperature and humidity, VOC gas目录前言 (1)第1章本课题的主要研究内容、方法及总体设计 (3)§1.1 课题设计的内容 (3)§1.2课题设计的方法 (3)第2章空气质量检测仪的硬件设计 (5)§2.1 空气质量检测仪系统简介 (5)§2.1.1 系统硬件结构及原理 (5)§2.2 STC90C51单片机简介 (5)§2.2.1STC90C51主要性能参数： (6)§2.2.2时钟电路模块 (7)§2.2.3复位电路模块 (7)§2.3传感器的选用 (8)§2.3.1气体传感器 (8)§2.3.2温湿度传感器 (10)§2.4模数转换电路设计 (16)§2.5声光报警电路设计 (18)§2.6液晶显示电路设计 (18)§2.6.1LCD1602的基本参数及引脚功能 (19)§2.6.2LCD1602的指令说明及时序 (20)§2.6.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表 (23)§2.6.4LCD1602的一般初始化过程 (24)§2.7按键电路设计 (25)§2.8电路电源设计 (25)§2.9本章小结 (26)第3章空气质量检测仪的软件设计 (27)§3.1 系统软件设计思路 (27)§3.1.1 编程语言的选择 (27)§3.1.2 软件功能需求 (27)§3.2软件模块设计 (28)§3.2.1主程序模块 (28)§3.2.2AD转换模块 (30)§3.2.3液晶显示模块 (30)§3.2.4声光报警模块 (30)§3.2.5按键模块 (30)§3.3本章小结 (31)第4章仿真调试 (32)§4.1系统硬件调试 (32)§4.1.1 常见的硬件故障 (32)§4.1.2硬件调试方法 (32)§4.2 系统软件调试 (33)§4.3本章小结 (34)结论 (35)§1主要结论 (35)§2展望 (35)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录一 (39)附录二 (40)前言一、课题研究的目的及意义空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。

基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计毕业论文

基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计毕业论文毕业设计（论文）题目：基于单片机空气PM2.5浓度检测系统设计1.毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于单片机的室内甲醛检测仪的设计毕业设计

基于单片机的室内甲醛检测仪的设计毕业设计一、引言随着人们生活水平的提高，对室内空气质量的关注度也日益增加。

甲醛作为室内空气中常见的污染物之一，对人体健康有着严重的危害。

因此，设计一款准确、便捷、实用的室内甲醛检测仪具有重要的现实意义。

二、总体设计方案本设计以单片机为核心，结合传感器技术、数据处理技术和显示技术，实现对室内甲醛浓度的实时检测和显示。

系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、报警模块和电源模块组成。

传感器模块选用对甲醛具有高灵敏度和选择性的电化学传感器，能够将甲醛浓度转化为电信号。

单片机控制模块采用常见的 STM32 系列单片机，负责对传感器采集到的信号进行处理和分析，并控制显示模块和报警模块的工作。

显示模块采用液晶显示屏，实时显示甲醛浓度值。

报警模块在甲醛浓度超过设定阈值时发出声光报警，提醒用户采取相应措施。

电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。

三、硬件设计（一）传感器电路设计传感器的输出信号通常较弱，需要经过放大和滤波处理后才能被单片机采集。

设计中采用运算放大器构建放大电路，提高信号的幅度。

同时，使用低通滤波器去除信号中的高频噪声，提高信号的质量。

（二）单片机最小系统设计单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。

晶振电路为单片机提供时钟信号，复位电路用于系统初始化和异常情况下的复位操作。

（三）显示电路设计液晶显示屏通过 SPI 接口与单片机连接，单片机通过发送指令和数据来控制显示屏的显示内容。

（四）报警电路设计报警电路由发光二极管和蜂鸣器组成，当甲醛浓度超过阈值时，单片机输出高电平驱动发光二极管点亮和蜂鸣器发声。

（五）电源电路设计电源模块采用线性稳压器将输入的直流电压转换为适合各个模块工作的电压，确保系统稳定可靠运行。

四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源初始化、传感器初始化和显示模块初始化等。

然后，单片机不断采集传感器输出的信号，并进行数据处理和分析，计算出甲醛浓度值。

基于单片机的空气质量检测系统定稿版

基于单片机的空气质量检测系统HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】佳木斯大学毕业论文基于单片机的空气质量检测系统学院信息电子技术专业通信工程班级 12级1班学籍号 12109940619姓名潘琦指导教师田静佳木斯大学2016年6月10日摘要随着工业发展，国民经济日益增长，人民生活指数也在不断提高。

但是给环境却带来不可逆的影响，因为空气质量的恶化，使人类引起一系列呼吸道病症，危害身心健康。

国家政府出台政策，一方面从源头控制污染源，一方面增加空气质量监控。

各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标，时时提醒市民关注环境。

本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统，对环境里的PM2.5浓度进行实时监控，预警。

本设计以STC89C52单片机为控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况，然后由ADC0832模数转化芯片，将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号，然后传给单片机进行精确换算，在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值，按键可以设置系统粉尘报警阈值，蜂鸣器报警模块可在环境PM2.5浓度超过设置值时进行报警。

本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快，功耗低，操作简便，实时精准显示，实时反馈环境因素。

关键字：PM2.5；单片机；粉尘浓度；GP2Y1010AU0F；报警AbstractWith the industrial development of the national economy growing, people living index is also rising. But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse. National government policies, on the one hand to control pollution from the source, on the one hand increase the air quality monitoring. PM2.5 major cities will also be an important indicator as the weather forecast, remind the public concern for the environment. This design is based on the 51 computers PM2.5 monitoring system on the environment in the PM2.5 concentration time monitoring, early warning.This design STC89C52RC microcontroller to control the core, Sharp GP2Y1010AU0F sensor to collect dust in the air situation, LCD1602 display shows the current air concentration of dust and display the preset alarm threshold size, the keys can set the system dust alarm threshold, the buzzer alarm module can alarm when the ambient PM2.5 concentration exceeds the set value. System works: collected by the sensor in the air PM2.5 PM2.5 concentration, and then converted to a digital signal through ADC0832 for STC89C52RC microcontroller reads, after the system conversion, real-time display of the current PM2.5 concentration, and then set value, if less than the set value, the systemremains; if it exceeds the set value, the system will alarm to alert the PM2.5 concentration exceeded. The system circuit is simple, stable, highly integrated, easy to debug, high precision, has some practical value.Key words：Alarm; Dust concentration; GP2Y1010AU0F; PM2.5目录摘要 (i)Abstract ....................................................... i i 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 课题的主要内容 (2)第2章设计方案论证 (4)2.1 题目解析 (4)2.2 方案论证与设计 (4)2.2.1 控制部分的方案选择 (4)2.2.2 显示部分的方案选择 (5)2.2.3 传感器模块的方案选择 (5)2.2.4 模数转化模块的方案选择 (5)2.3 系统方案论证 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.2 ADC0832模数转化模块 (9)3.3 液晶屏显示模块 (10)3.4 夏普PM2.5传感器 (12)3.5 蜂鸣器 (14)3.6 按键电路 (14)3.7 污染级别提醒电路和程序下载电路 (14)3.8 总体原理图 (15)第4章软件部分设计 (17)4.1 系统流程设计 (17)4.2 ADC0832模数转化部分设计 (18)第5章仿真部分 (20)5.1 PWM驱动 (20)5.2 Keil的应用 (20)5.3 Protel 99se的应用 (22)5.4 Proteus的应用 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1 系统原理图 (29)附录2 元器件清单 (30)附录3 程序清单 (31)附录4 外文参考资料翻译（原文、译文） (37)第1章绪论1.1 课题研究背景21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步的同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，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。

基于51单片机的空气质量检测仪-改稿.docx

摘要随着电子信息的快速发展，越来越多的电子设备应用在我们生活中。

本次设以STC89C52单片机为控制核心，通过使用PM2.5检测传感器模块、LCD液晶显示模块、按键控制模块、报警模板，实现基于单片机的空气质量检测系统。

本次设计主要针对的是解决检测空气中PM2.5的值，设计分为硬件设计和软件设计两个部分，软件设计主要是根据硬件需要实现的功能，按照软件流程图进行编码设计，硬件设计主要是按照不同的模块进行，把整体的硬件分成模块电路设计。

软件设计中使用C语言作为单片机的开发语言，由于C语言是偏向于底层硬件语言，其比汇编更加通俗易懂，比高级语言更加适合对硬件的直接控制，而且具有很好的移植性。

通过硬件和软件的设计系统可以实现对空气质量PM2.5的检测和显示，当系统检测空气中PM2.5的的浓度值高于正常标准时，报警模块将发出报警，当空气PM2.5浓度值低于报警阈值时，报警停止。

本次设计空气检测仪操作简单、成本低、性能稳定、是只能家居的首选。

关键字：单片机；PM2.5传感器；报警器；LCD显示器；共28页第I页ABSTRACTWith the development of high and new technology, SCM has been used more and more in daily electronic products. With the STC89C52 microcontroller as control core, through the use of PM2.5 sensor module, LCD LCD module, key control module, alarm template, implementation of air quality detecting system based on mcu. The design of the air quality detection instrument based on MCU is mainly divided into the design of hardware circuit and software program of the preparation of the two part, the hardware design according to the overall plan of system diagram design, the overall design of the hardware circuit is divided into modules. In the software design uses the monolithic integrated circuit C language realization system that that the entire procedure writes, uses the C language to carry on the programming to be possible to make the program readability good, and the procedure is easy to transplant. Through the design of hardware and software can achieve the measurement of air quality in PM2.5 and showed that when the concentration of the detection system of PM2.5 in the air was higher than the normal standard, the alarm module will give an alarm when the air PM2.5 concentration below the alarm threshold, the alarm stops. The design of the air detector is simple, low cost, stable performance, is the only choice for home.KEYWORDS: MCU; PM2.5 sensor; Alarm; LCD display;共28页第II页目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录............................................................................................................................... I II 第一章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2设计任务和基本要求 (5)第二章整体方案设计 (6)2.1 设计内容介绍 (6)2.2 控制器选择 (6)2.3显示模块选择 (6)2.4系统整体方案设计 (7)第三章系统硬件设计 (8)3.1单片机电路设计 (8)3.1.1单片机的最小系统组成 (8)3.1.2单片机的时钟电路设计 (9)3.1.3单片机时钟复位电路设计 (9)3.2显示电路设计 (10)3.3 PM2.5传感器电路设计 (12)3.4 报警电路设计 (13)3.5 按键电路设计 (13)第四章系统流程设计 (15)4.1 系统主流程设计 (15)4.2 按键流程设计 (16)第五章仿真与调试 (18)5.1 硬件调试 (18)5.2 软件调试 (20)5.3仿真 (21)共28页第III页5.3.1 仿真软件介绍 (21)5.3.2 仿真结果 (21)第六章总结 (23)参考文献 (24)附录A 电路原理图 (25)附录B 程序 (26)附录C 原件清单 (28)致谢 (29)共28页第IV页第一章绪论1.1课题背景现在，关于单片机的使用非常普遍。

基于单片机的室内空气质量监测系统设计

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：基于单片机的室内空气质量监测系统设计学生姓名：***学号：**********专业：通信工程班级：通信2013-2班指导教师：胡海东讲师基于单片机的室内空气质量监测系统设计摘要随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对环境问题及健康问题日益重视，室内空气品质（IAQ）状况受到越来越多的关注。

人的一生中有三分之二的时间是在居室内度过的，室内空气质量的优劣成为影响人身体健康的重要因素。

本课题设计了室内的空气质量检测仪，用于监测室内的VOC气体浓度。

该监测仪可以实时显示室内的VOC气体浓度，当室内的VOC气体浓度过高时，蜂鸣器会报警提醒居住者室内的VOC气体浓度超标。

该监测仪的硬件以STC89C52RC为主控，VOC气体传感器监测到的值是模拟量，通过ADC0809转换为数字量，然后送入单片机中进行数据处理，监测的结果显示在LCD1602。

软件部分采用了模块化的设计思想。

为了提高设计的实用性，本设计增加了时钟电路模块。

实验结果表明：室内空气质量监测仪达到了系统设计的要求，运行良好，具有很好的实用价值。

关键词：STC89C52RC；VOC；报警；时钟电路Design of Indoor Air Quality Monitoring System Based on Single ChipMicrocomputerAbstractWith the development of China's economy and the improvement of people's living standard, people pay more and more attention to environmental problems and health problems, and the situation of indoor air quality (IAQ) has received more and more attention.In that, about two-thirds of people's life spent in the house,the quality of indoor air quality has become the most important factor that affects People’s health.This topic has designed an indoor air quality detector used for detecting indoor VOC gas concentration.The detector can display indoor VOC gas concentration in real time and can cause sound alarm at over-standard concentration to remind occupants that indoor VOC gas concentration exceeded.The hardware of the detector system include a STC89C52RC as its main control chip,the value detected by the VOC gas sensor is analog,converted to digital by ADC0809,then the value is sent to the microcontroller for data processing,meanwhile the result of the detection is shown in the LCD1602.In the part of software design,module idea is adopted.In order to improve the practicality of the design, this design adds a clock circuit module.the result of the experiment shows that the indoor air quality detector we designed meets the requirement of the system design,operates well and has a high pratical value.Keywords:STC89C52RC;VOC ;alarm;clock circuit目录摘要IAbstract II第一章绪论 11.1单片机的简介 11.1.1 单片机的发展阶段 11.1.2 单片机的基本结构 11.1.3 单片机的特点 21.2 VOC气体的简介 21.2.1 VOC的概念 21.2.2 VOC的特性 21.2.3 VOC气体的危害31.2.4 VOC气体的标准31.3 室内空气质量监测的背景及现状 31.3.1 室内空气质量监测的背景 31.3.2 室内空气质量监测的现状 41.4 室内空气质量检测的目的与意义 51.4.1 室内空气质量监测的目的 51.4.2 室内空气质量监测的意义 61.5 章节安排 6第二章空气质量监测仪的硬件电路设计82.1 系统硬件的设计思路82.1.1 硬件电路的简介82.1.2 硬件电路的系统框图 82.2 Altium designer的简介82.2.1 Altium designer13概述92.2.2 Altium designer13 的特点 92.3 硬件电路模块化分析92.3.1 单片机电路模块92.3.2 复位电路模块102.3.3 时钟电路模块112.3.4 AD转换电路模块112.3.5 VOC气体传感器模块 132.3.6 蜂鸣器报警模块142.3.7 液晶显示模块152.3.8 按键电路模块172.3.9 电路电源模块182.4 电路板的印制182.4.1 电路板的印制简介182.4.2 电路板的具体制作过程182.5 本章小结19第三章空气质量监测仪的软件设计 203.1 系统软件的设计思路203.1.1 编程语言的选择203.1.2 软件功能的需求分析 203.2 Keil μVision4的简介213.2.1 Keil μVision4概述213.2.2 Keil μVision4的特点213.3 软件的模块化介绍213.3.1 VOC气体传感器模块程序213.3.2 AD转换模块程序223.3.3 人机接口模块程序233.3.4 蜂鸣器报警模块程序 263.3.5 时钟电路模块程序263.4 本章小结28第四章系统调试294.1 本设计硬件部分调试294.1.1 常见的硬件电路故障 294.1.2 硬件调试的方法294.2 本设计软件部分调试304.2.1 软件调试工具的简单介绍304.2.2 软件调试的具体步骤 304.2.3 常见的软件调试故障 314.2.4 软件调试的方法314.3 本章小节32第五章总结与展望335.1 总结部分335.2 展望部分344参考文献355附录A 377附录B 388附录C 399致谢4950第一章绪论1.1单片机的简介微型处理器问世不久之后，以大规模集成电路为主的微型计算机——单片微型机（简称单片机）就随之问世了。

基于单片机的空气质量检测仪设计

2018年13期Technology Innovation and Application设计创新基于单片机的空气质量检测仪设计文彪，明立娟(攀枝花学院，四川攀枝花617000)摘要：文章设计了一种空气质量实时检测报警系统，通过单片机发送指令给PM 2.5激光检测传感器实现对当前PM 2.5值的读取，经过单片机的处理后，在LCD 1602的液晶显示当前PM 2.5值，用户可以根据实际需要通过按键，设置报警阈值，从而实现对当前PM 2.5的检测报警。

使用该仪器可以针对不同环境需要，设定阈值报警，操作使用简单、灵活多变。

关键词：单片机；自动检测；90C516RD+; PM2.5中图分类号:TP277文献标志码：A文章编号= 2095-2945(2018) 13-0097-02Abstract : 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+; PM2.51系统设计(1)总体设计包括液晶显示、微处理器、P M 2.5激光传感器总体框图如图1所示。

《2024年基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》范文

《基于STM32的室内空气质量检测仪的设计与实现》篇一一、引言随着人们对生活品质的追求不断提高，室内空气质量逐渐成为人们关注的焦点。

为了有效监测室内空气质量，设计并实现一款基于STM32的室内空气质量检测仪显得尤为重要。

本文将详细介绍该检测仪的设计思路、实现方法以及实验结果。

二、系统设计1. 硬件设计本系统以STM32微控制器为核心，搭配多种传感器模块，实现对室内空气质量的检测。

硬件设计主要包括STM32最小系统、电源模块、传感器模块、通信模块等。

STM32最小系统：包括STM32微控制器、时钟电路、复位电路等，为整个系统提供稳定的运行环境。

电源模块：为系统各部分提供稳定的电源，确保传感器模块的正常工作。

传感器模块：包括PM2.5传感器、甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器等，实现对室内空气质量的全面检测。

通信模块：采用蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式，将检测数据实时传输至手机APP或电脑端。

2. 软件设计软件设计主要包括STM32微控制器的程序编写、传感器数据的采集与处理、通信协议的制定等。

程序编写：采用C语言编写STM32微控制器的程序，实现传感器数据的采集、处理以及与上位机的通信。

传感器数据采集与处理：通过传感器模块实时采集室内空气质量数据，包括PM2.5值、甲醛浓度、温度、湿度等。

对采集到的数据进行处理，提取有用的信息。

通信协议制定：制定蓝牙或Wi-Fi等无线通信协议，实现与上位机的实时数据传输。

三、实现方法1. 传感器选型与连接根据实际需求，选择合适的传感器模块，如PM2.5传感器、甲醛传感器、温度传感器、湿度传感器等。

将传感器模块与STM32微控制器连接，确保传感器数据的正常采集。

2. 数据采集与处理通过STM32微控制器的程序，实时采集传感器数据。

对采集到的数据进行处理，如滤波、去噪、数据融合等，提取有用的信息。

将处理后的数据通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式传输至上位机。

3. 上位机软件设计上位机软件可采用手机APP或电脑端软件，实现与检测仪的通信、数据展示、报警等功能。

基于单片机控制的空气质量检测系统的设计

基于单片机控制的空气质量检测系统的设计摘要：随着社会经济的快速发展，大气污染日益严重，已成为影响人类健康的主要因素之一。

如果空气中二氧化碳浓度偏高，吸入过多会引起二氧化碳中毒、头晕、乏力等症状。

高浓度的PM2.5会增加呼吸道感染、哮喘和支气管炎等疾病的症状。

为了了解空气质量，改善生活环境，人们对空气质量检测仪的需求越来越大。

市场上虽然有PM2.5、有毒气体等多种国产空气质量检测仪，但其功能相对简单，性价比相对较低，在一定程度上降低了人们的购买欲望。

因此，设计一种多功能经济适用的空气质量检测仪具有良好的应用前景，对改善居住环境空气质量，提高健康水平具有重要意义。

关键词：单片机控制；空气质量；检测系统；设计；分析1系统总体设计1.1设计要求。

设计一个简单实用的空气质量检测报警系统，要求至少能对两种空气质量指标进行检测，并实时检测和显示，超限报警报警，成本低，性能稳定。

1.2系统框图。

系统采用模块化设计，主要分为六个模块。

PM2.5粉尘传感器和SGP30气体传感器可以实时检测空气中PM2.5、二氧化碳和挥发性有机化合物VOC的浓度。

测量数据可由ADC0832转换成数字量显示在液晶屏上。

如果检测值超过设定阈值，蜂鸣器报警，提醒人们注意室内通风，厨房炒菜时要注意开门开窗，尽量避免室内吸烟，有条件的可以打开空气净化器，当各种检测值低于阈值时可以关闭，避免不必要的浪费。

2系统硬件设计本文设计的空气质量检测系统硬件采用STC89C52单片机、GP2Y1014UPM2.5传感器、DHT11温湿度传感器、Ze08-ch2o甲醛传感器、LCD1602液晶显示器、ADC0832模数转换器等。

2.1 SCM最小系统。

STC89C52单片机是新一代单片机，具有速度快、功耗低、抗干扰能力强等优点。

Stc89c52单片机的指令系统与传统的8051单片机完全兼容，有两种时钟周期供用户选择，即12时钟机周期和6时钟机周期。

其工作电压范围为5.5v～3.3v或3.8v～2.0v，工作频率范围为0～40mhz，相当于普通80510～80mhz。