【单片机毕业设计】有害混合气体检测 | 空气质量检测 | 有害气体检测

  最近设计了一个项目基于单片机的空气质量（有害混合气体）检测系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：空气质量（有害混合气体）
项目编号：mcuclub-hj-005-5
单片机类型：STC89C52、STM32F103C8T6
具体功能：
1、通过MQ-135检测有害混合气体值，超过设置最大值进行声光报警，并开启风扇和净化器
2、通过按键设置上限值，可以手动控制风扇和净化器、切换模式
3、通过显示屏显示数据
扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，并可以控制风扇和净化器、切换模式

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由三部分组成，第一部分是有害气体检测模块，通过该模块检测当前环境的有害气体 ；第二部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第三部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是继电器模块，通过两个继电器分别控制通风和净化；第三部分是声光报警模块，当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，该函数主要判断当前有害气体是否在设置的阈值之内，如果有害气体大于设置的最大值，则声光报警，并且打开通风和净化继电器，如果有害气体在设置的阈值之内，则取消声光报警，并关闭所有继电器。

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{if(flag_display == 0)									//测量界面{if(flag_mode == 0 ){if(hgas_value > hgas_max)					//有害气体值大于设置的最大值{if(time_num % 20 == 0){LED = ~LED;BEEP = ~BEEP;}RELAY_TF = 0;RELAY_JH = 0;}else															//有害气体值小于等于设置的最大值{LED = 1;BEEP = 1;RELAY_TF = 1;RELAY_JH = 1;}			}else{LED = 1;BEEP = 1;			switch(flag_relay){case 0:											//通风关，净化关	RELAY_TF = 1;RELAY_JH = 1;break;case 1:											//通风开，净化开RELAY_TF = 0;RELAY_JH = 0;break;				default:break;}				}}else															//设置界面，关闭声光报警、继电器{LED = 1;BEEP = 1;RELAY_TF = 1;RELAY_JH = 1;		}
}

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