PM2.5检测系统毕业设计 - 图文(5)

毕业设计（论文）专用纸

3.6 按键模块

系统采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响。PM2.5浓度检测系统的浓度报警限值可以通过按键进行设置。一个参数加键，一个参数减键。具体电路图如图3-6所示：

图3-6按键模块电路图

3.7 报警模块

系统采用声光报警。由于单片机驱动不足，所以本设计采用NPN型S8550三极管增加单片机驱动能力。当单片机的P1^3口输出低电平时，三极管的VE>VB>VC>0，三极管的发射结正偏，集电结反偏，三极管饱和导通，此时发光二极管和蜂鸣器发出声光报警。当单片机的P1^3口输出高电平时，三极管截止，声光报警停止工作。具体电路图如图3-7所示：

图3-7报警模块电路图

3.8 本章小结

本章根据已设计好的系统方案和选定的硬件设计了包括单片机最小系统电路、传感器接口电路、A/D模块接口电路、液晶显示电路、电源接口电路、按键模块电路、声光报警电路的系统电路原理图。

12

毕业设计（论文）专用纸

四 系统软件设计

4.1 程序功能分析

本设计的系统软件设计主要包括对主程序，ADC0832转换子程序、LCD1602显示子程序和定时器0中断子程序的设计。主程序主要负责浓度的实时显示和报警装置的报警；定时器0中断子程序负责驱动传感器工作；ADC0832转换子程序负责对传感器传送过来模拟信号进行转换，转换成数字信号；LCD1602显示子程序负责显示单片机处理分析过的PM2.5浓度值。主程序调用了ADC0832转换子程序、LCD1602显示子程序、定时器0中断子程序。

4.2 系统程序设计

从系统要实现功能的角度来看，主程序的流程为：在完成各部分初始化之后，采集模拟输出电压，再根据采集到的电压值，通过拟合计算出PM2.5浓度值，显示在液晶上。拟合关系近似为y=0.5x+0.9（y为浓度值/mg?m，x为模拟电压值

［15］/V）。系统主程序流程图如4-1所示：

-3

图4-1系统主程序流程图

13

毕业设计（论文）专用纸

系统初始化，所有I/O口都初始化为高电平，代码如下： P0=0xFF; P1=0xFF; P2=0xFF; P3=0xFF;

本设计系统采用的定时器0中断是为了驱动粉尘传感器，定时器0中断设定工作为方式1，每次进入中断后需要不断地重新赋值。在程序设计中，需要单片机产生周期为9ms脉宽为0.30ms的脉冲来驱动传感器内部的LED发光，并在0.28ms对信号进行采集。其流程图如图4-2所示：

图4-2定时器0中断程序流程图

定时器0中断函数赋初值，中断周期100us，代码如下： TH0=0xFF; TL0=0xA4; TR0=0;

count_100us++;

14

毕业设计（论文）专用纸

ADC0832的主要作用就是把传感器输出的模拟电压信号转换为数字信号，再由单片机处理。因为传感器的采集是从传感器工作0.28ms之后开始的，因此A/D转换也应在传感器工作0.28ms后开始。A/D转换开始后，开始选择转换通道，在DI端输入的两位数据为“1、1”表示选择只对CH1进行单通道转换。A/D转换流程图如图4-3所示：

图4-3 A/D转换程序流程图

ADC0832转换通道选择通道一，代码如下： Clk = 0; DATI = 1; _nop_(); Clk = 1; _nop_(); Clk = 0; DATI = 1; _nop_(); Clk = 1; _nop_();

15

毕业设计（论文）专用纸

液晶LCD1602显示首先自定义字符库，设置好DDRAM地址后在第一行显示，根据程序中的数据设置显示数据的首地址并设置循环量，在循环过程中不断取字符代码直至终止，第二行的显示过程与第一行的显示过程一样，两行显示完毕便结束子程序。流程图如图4-4所示：

图4-4液晶显示程序流程图

4.3 本章小结

本章主要介绍了检测系统的主程序及主要子程序的设计，分别画出了它们的流程图。程序的编写是根据系统所要实现的功能和所选择硬件来编写的，是整个检测系统的灵魂所在。

16