基于ARM的車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)

1、 基于ARM的車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的研究內(nèi)容本系統(tǒng)期望實現(xiàn)對車廂內(nèi)溫度，濕度，VOC氣體的實時采集處理、顯示、報警等功能。儀器采用鋰電池供電，具有良好的便攜性和通用性，并且使用液晶屏顯示菜單，有良好的人機對話界面。同時設(shè)計了聲光報警系統(tǒng)，實現(xiàn)在參數(shù)超標(biāo)時及時的報警。車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)氣體傳感器LPC主控制器液晶屏顯示數(shù)字式溫度、濕度傳感器聲光報警電源輸入鍵盤車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) LPC接口介紹LPC2138芯片LPC2138具有強大的存儲空間，內(nèi)嵌32KB片內(nèi)靜態(tài)RAM和512KB的Flash存儲器；可以實現(xiàn)在系統(tǒng)可編程（ISP)、在應(yīng)用可

2、編程（IAP）；2個8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，一個D/A轉(zhuǎn)換器；多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個高速I2C接口、SPI，以及具有緩沖作用和數(shù)據(jù)長度可變功能的SSP協(xié)議。LPC2138軟件的可移植性好，工作可靠。車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) LPC接口介紹LPC2138工作特性 小型LQFP64 封裝的16/32 位ARM7TDMI-S 微控制器。 片內(nèi)Boot 裝載軟件實現(xiàn)在系統(tǒng)/在應(yīng)用中編程（ISP/IAP）。扇區(qū)擦除或整片擦除的時間為400ms，1ms 可編程256 字節(jié)。 EmbeddeDICE?RT 和嵌入式跟蹤接口可實時調(diào)試（利用片內(nèi)RealMonitor 軟件）和高速

3、跟蹤執(zhí)行代碼。 2 個32 位定時器/計數(shù)器（帶4 路捕獲和4 路比較通道）、PWM 單元（6 路輸出）和看門狗。 實時時鐘具有獨立的電源和時鐘源，在節(jié)電模式下極大地降低了功耗。 向量中斷控制器?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。 多達47 個5V 的通用I/O 口（LQFP64 封裝）。9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。 通過片內(nèi)PLL可實現(xiàn)最大為60MHz的CPU 操作頻率，PLL 的穩(wěn)定時間為100us。 片內(nèi)晶振頻率范圍：130 MHz。 2 個低功耗模式：空閑和掉電。 可通過個別使能/禁止外部功能和降低外部時鐘來優(yōu)化功耗。 通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的

4、其他硬件設(shè)計（1）氣體傳感器設(shè)計VOC氣體傳感器選用能夠偵測0.1ppm以上的氣體的空氣質(zhì)量VOC氣體濃度傳感器MS1100，該傳感器用于檢測空氣中的甲醛、苯、二甲苯等多種有機揮發(fā)成分，具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性，體積小，價格便宜，響應(yīng)速度。VOC傳感器實物圖VOC傳感器連接圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的其他硬件設(shè)計溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的信號的設(shè)備或裝置。溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對濕度量。而且人體對于溫濕度的變化測量范圍和精度要求不高，所以選用的溫濕度傳感器也就相應(yīng)的采用了數(shù)字溫濕度傳感器DHT11。DHT11傳感器實物圖（2）溫度濕度傳感器設(shè)計DH

5、T11連線圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的其他硬件設(shè)計為了使本系統(tǒng)對車廂內(nèi)內(nèi)空氣品質(zhì)的監(jiān)測更為直觀，能夠讓車主更便捷的看到車廂內(nèi)空氣質(zhì)量的變化，所以采用了由2個發(fā)光二極管和一個蜂鳴器構(gòu)成的聲光報警電路。其中VOC氣體含量超標(biāo)時雙燈閃爍蜂鳴器報警，溫度超標(biāo)時D1燈亮蜂鳴器報警，濕度超標(biāo)時D2燈亮蜂鳴器報警。（3）聲光報警蜂鳴器的設(shè)計聲光報警電路連線圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的其他硬件設(shè)計本系統(tǒng)的電源電路設(shè)計采用集成穩(wěn)壓器7805，C29、C30分別為輸入端和輸出端濾波電容，D1為續(xù)流二極管。當(dāng)輸出電流較大時，7805應(yīng)配上散熱板。（4）電源電路的設(shè)計電源電路連線圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控

6、制系統(tǒng)的其他硬件設(shè)計選用的液晶顯示模塊應(yīng)具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。所以，在該系統(tǒng)中選用LCD1602作為顯示模塊。（5）液晶顯示電路的設(shè)計液晶顯示電路連線圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的其他硬件設(shè)計按鍵電路共設(shè)置五個獨立按鍵，實現(xiàn)功能為設(shè)定鍵可進行設(shè)定的進入與退出，同時可實現(xiàn)兩種范圍（VOC濃度上限按照國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定好）的切換，另設(shè)左右移位鍵、上下調(diào)值鍵各兩個，與此同時考慮到用戶可能需要在一定時間內(nèi)連續(xù)測量一種量，故設(shè)計了上調(diào)鍵的第二功能：當(dāng)只有上調(diào)鍵按下時完成顯示的自動與手動的切換以實現(xiàn)良好的人機對話。（6）按

7、鍵輸入電路的設(shè)計按鍵輸入電路連線圖車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（1）軟件設(shè)計模塊流程圖初始化開始DHT11傳感器數(shù)據(jù)采集VOC傳感器數(shù)據(jù)采集VOC濃度顯示延時、報警函數(shù)溫度顯示延時、報警函數(shù)延時、報警函數(shù)濕度顯示進入設(shè)定功能進入切換功能按鍵調(diào)整函數(shù)設(shè)置完成YNYNN手自動切換函數(shù)自動顯示NY車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define Data P0 /數(shù)據(jù)端口/*1602管腳定義*/ sbit RS=P26;

8、sbit RW=P25; sbit E=P27; /*按鍵管腳定義*/ sbit key_U=P20; sbit key_D=P21; sbit key_L=P22; sbit key_R=P23; sbit key_S=P24; /*報警管腳定義*/ sbit beep=P34; sbit led1=P35; sbit led2=P36; unsigned char num=0;/記錄設(shè)定鍵按下次數(shù)unsigned char k_flag=0;/記錄設(shè)置鍵按下次數(shù)(用于調(diào)用) unsigned char wei=0;/光標(biāo)位置unsigned char c_num=0;/記錄切換鍵按下次數(shù)u

9、nsigned char c_flag=0;/記錄切換鍵按下次數(shù)(用于調(diào)用) unsigned char voc_ad;/AD讀取數(shù)據(jù)車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼unsigned char flag;/DHT11函數(shù)用到/*/ sbit DHT=P37; uchar WEN1=wen:16.00-28.00; /溫度第一行數(shù)據(jù)uchar WEN2= 00.00 ; /溫度第二行數(shù)據(jù)uchar SHI1=shi:30.00-70.00; /濕度第一行數(shù)據(jù)uchar SHI2= 00.00 ; /濕度第二行數(shù)據(jù)unsigned char shiZ,shiX,wenZ,

10、wenX,check; unsigned char tr_shiZ,tr_shiX,tr_wenZ,tr_wenX; 車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼/*延時*/ void delay_1ms(uint x) uchar i; while(x-) for(i=0;i1; /*12MHz頻率*/ while(-uscnt); /*1602顯示*/ /*寫命令*/ void lcd_write_com(uchar c) delay_1ms(5);/操作前短暫延時，保證信號穩(wěn)定 E=0; RS=0; RW=0; _nop_(); E=1; 車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟

11、件設(shè)計（2）主要程序代碼Data=c; E=0; /*寫數(shù)據(jù)*/ void lcd_write_dat(uchar c) delay_1ms(5); /操作前短暫延時， 保證信號穩(wěn)定 E=0; RS=1; RW=0; _nop_(); E=1; Data=c; E=0; RS=0;/*LCD初始化*/ void lcd_init() delay_1ms(15); lcd_write_com(0 x38); /display mode lcd_write_com(0 x38); /display mode lcd_write_com(0 x38); /display mode lcd_write

12、_com(0 x06); /顯示光標(biāo)移動位置 lcd_write_com(0 x0c); /顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 lcd_write_com(0 x01); /顯示清屏車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼/*顯示單個字符*/ void ShowChar(uchar pos,uchar c) unsigned char p; if (pos=0 x10) p=pos+0 xb0; /是第二行則命令代碼 高4位為0 xc else p=pos+0 x80; /是第二行則命令代碼 高4位為0 x8 lcd_write_com(p);/寫命令 lcd_write_dat(c); /

13、寫數(shù)據(jù)/*顯示字符串*/ void ShowString (uchar line,char *ptr) unsigned char l,*p; p=ptr; l=line4; while(*p)!=0) ShowChar(l+,*(p); p+; 車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼/*溫度顯示函數(shù)*/ void WENdisp(void) ShowString(0,WEN1); _nop_(); ShowString(1,WEN2); /*濕度顯示函數(shù)*/ void SHIdisp(void) ShowString(0,SHI1); _nop_(); ShowStrin

14、g(1,SHI2); /*VOC調(diào)用的顯示函數(shù)*/ void VOCdisp(void) ShowString(0,VOC1); _nop_(); ShowString(1,VOC2); /*報警用函數(shù)*/ void Beep(unsigned char i,j)/i用于確定亮燈方式，j用于確定蜂鳴器是否報警 unsigned char m; led1=led2=1; for(m=0; mvoc_h) Beep(1,1); else Beep(0,0); void wen_warning() unsigned char wen_t; unsigned char wen_h; 車用空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（2）主要程序代碼unsigned char wen_l; wen_t=(0+WEN26)*10+(0+WEN27); wen_l=(0+WEN14)*10+(0+WEN15); wen_h=(0+WEN110)*10+(0+WEN111); if(wen_twen_h|wen_tshi_h|shi_tshi_l) Beep(3,1); else Beep(0,0); /*按鍵*/ /*進入設(shè)定功能*/ unsigned char key_set(void) if(key_S=0) delay_1ms(1