基于单片机的空气净化系统设计(#0452)

功能描述

1、采用51单片机作为核心控制单元；

2、采用粉尘传感器（GP2Y1010AU0F）检测粉尘浓度，

3、通过ADC0832将模拟信号转化为数字信号，传送给单片机读取并处理数据；

4、LCD1602液晶显示当前PM浓度及设置的净化阈值浓度；

5、当前浓度超过阈值浓度时继电器闭合，启动外接的负离子空气净化装置；

6、可通过按键对净化阈值浓度进行设置；

电路设计

采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

单片机管脚说明：

P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口，用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

仿真设计

采用Proteus作为仿真设计工具。Proteus是一款著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

主程序设计

void main()
{
//	while(1);LCD1602_init();  //LCD初始化Init_EEPROM_dat();  //初始化数据 将保存到EEPROM中的数据读出JDQ=1;  //关继电器GotoXY(0,0);    //设置显示数据地址  列位，行 Print("PM2.5:     mg/m3");	  //PM2.5空气质量指数GotoXY(0,1);    //设置显示数据地址  列位，行Print("Alarm:     mg/m3");covert_PM2_5(Alarm_DUST);  //PM2.5报警值转换显示LCD1602_Print(6,1,&PM_buf[0]);	 //显示PM2.5报警值PM2_5_LED=0;  //关闭传感器LEDInitTimer0();//初始化定时器  PM2_5采样定时while(1){scan_key();  //按键扫描程序if(set_flag==0){if(PM2_5_flag==1){PM2_5_flag=0;DUST=median(ADC_Get,10);//冒泡排序，10次 求取中值DUST_Value=(DUST/256.0)*5000;   //转化成电压值mv 8位A/DDUST_Value=DUST_Value*0.172-0.0999;//固体悬浮颗粒浓度计算  (V-0.0356)*120000if(DUST_Value<0)  DUST_Value=0;if(DUST_Value>650)  DUST_Value=650;  //限位DUST=(uint)DUST_Value;TH0=0xDA;//定时9.68ms  12MHzTL0=0x30;ET0=1;TR0=1;time_count++;if(time_count>=10)	//每隔大约500ms，更新一次显示数据{time_count=0;if(DUST>Alarm_DUST)	  //判断报警{alarm_flag=1;JDQ=0;  //开继电器}else{alarm_flag=0;JDQ=1;  //关继电器}covert_PM2_5(DUST);  //PM2.5值转换显示LCD1602_Print(6,0,&PM_buf[0]);	 //显示PM2.5值}}}Delay1ms(1);}
}

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