基于單片機(jī)的PM2.5檢測(cè)系統(tǒng)本科論文

TOC\o"1-3"\h\u27205摘要 24269abstract 321503一、設(shè)計(jì)的背景目的及意義 4150651.1、設(shè)計(jì)的背景 4139601.2、設(shè)計(jì)的意義 4109322硬件部分 6288572.1單片機(jī)簡(jiǎn)介 6282922.2LCD1602液晶簡(jiǎn)介 1980012.3按鍵電路簡(jiǎn)介 244102.3ZPH01灰塵傳感器 24256143.軟件設(shè)計(jì) 28109153.1開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介： 28117173.2軟件功能簡(jiǎn)介 2832179致謝 3110268參考文獻(xiàn) 3210162附錄 331065原理圖 335640源程序 33

摘要電伴隨著科技的快速發(fā)展，用科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境的檢測(cè)，快速準(zhǔn)確的反映出環(huán)境的現(xiàn)狀是當(dāng)前最直接有效也最普遍的方式。當(dāng)人們?cè)谧非笫覂?nèi)環(huán)境的美觀時(shí)，通過(guò)大量使用化學(xué)合成材料裝修房屋，使得房屋美觀度大大提高，也留下了甲醒氣體危害。由于環(huán)境的變化、氣候的異常，粉層污染越來(lái)越厲害，造成的鼻炎等呼吸道疾病頻繁發(fā)生。因此PM2.5指數(shù)也就非常受到大家的重視。該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)STC89C52，PM2.5檢測(cè)傳感器ZPH01，1602液晶顯示。關(guān)鍵字：PM2.5單片機(jī)液晶

abstractElectricityisaccompaniedbytherapiddevelopmentofscienceandtechnology,totesttheenvironmentwithscienceandtechnology,rapidaccuratereflectthepresentsituationoftheenvironmentisthemostdirectandeffectivealsothemostcommonway.Whenpeopleareinpursuitoftheindoorenvironmentofthebeautiful,throughtheextensiveuseofchemicalsyntheticmaterialstodecoratehouses,greatlyimprovehousebeautifuldegree,alsoleftawakeofgashazards.Duetochangesintheenvironmentandabnormalweather,thepollutionofthepowderlayerisbecomingmoreandmoresevere,andtherespiratorydiseasessuchasrhinitisarefrequent.Sothepm2.5isverymuchappreciated.ThedesigncontrollerUSESsinglechipcomputerSTC89C52,pm2.5detectionsensorZPH01,1602LCDdisplay.Keywords:LCDofPM2.5

一、設(shè)計(jì)的背景目的及意義1.1、設(shè)計(jì)的背景粉塵又稱可吸入顆粒物，它是能被呼吸道粘連，直徑有10um的顆粒物狀，對(duì)人的眼睛、上呼吸道、鼻腔都非常有害。粉塵和煙霧它是做為病菌的載體，如果一旦分散到空氣中，就會(huì)很容易傳播各種疾病。人們長(zhǎng)久呼吸或長(zhǎng)久散落皮膚上會(huì)容易導(dǎo)致癌癥。由此可以看出粉塵對(duì)人體健康和生產(chǎn)的會(huì)產(chǎn)生巨大危害性，煤礦井下管道作業(yè)、煤炭生產(chǎn)都要產(chǎn)生大量的粉塵，加上煤炭井下沒(méi)有通風(fēng)的條件，煤塵濃度可高達(dá)1000mg/m3以上。在這環(huán)境中工作中，工人會(huì)吸入大量的粉塵，如果粉塵長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)，大量粉塵會(huì)在肺泡中沉積，會(huì)引起慢性職業(yè)病，嚴(yán)重的危機(jī)人的身體健康。因此，我們必須對(duì)煤礦井下粉塵進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和采取應(yīng)急的措施，及時(shí)了解煤礦井下工人的勞動(dòng)環(huán)境和安全，并且掌握井下煤塵濃度及變化情況，以及采取應(yīng)急措施來(lái)改變粉塵的濃度，為安全，防塵，降塵等措施提供必要現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和采取措施降低濃度。所以，有必要設(shè)計(jì)一種便攜式的用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的設(shè)備，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備顯示的空氣質(zhì)量的級(jí)別高低使用戶對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量有一個(gè)定性和定量的了解，為人們擁有一個(gè)舒適健康的生活環(huán)境提供保障。1.2、設(shè)計(jì)的意義對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)有溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)、空氣和廢氣檢測(cè)系統(tǒng)、光化學(xué)煙霧檢測(cè)系統(tǒng)、有機(jī)污染自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)、粉塵顆粒檢測(cè)系統(tǒng)等。環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀由以前人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主，向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的檢測(cè)方向發(fā)展；由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型方向發(fā)展：由較窄領(lǐng)域向全方位領(lǐng)域監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展；由單純的地面環(huán)境監(jiān)測(cè)向與遙感環(huán)境監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方向發(fā)展：環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器將向高質(zhì)量、多功能、集成化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化和智能化方向發(fā)展而它的檢測(cè)的方向?qū)⑹俏锢?、化學(xué)、生物、電子、光學(xué)等技術(shù)綜合應(yīng)用的高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。目前環(huán)境檢測(cè)開始采用單片機(jī)或者PLC為系統(tǒng)核心，組成多功能檢測(cè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境高效、快速、精確、集成化、智能化的檢測(cè)要求。

1.3設(shè)計(jì)的目的本設(shè)計(jì)以MCS-51系列單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的PM2.5指數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并通過(guò)串口通信通信技術(shù)，直接采集灰塵傳感器的數(shù)據(jù)，減少了外圍采集電路，實(shí)現(xiàn)主機(jī)采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷。對(duì)于不同型號(hào)的單片機(jī)只需要相應(yīng)的改變一下地址即可。該軟、硬件系統(tǒng)具有很好的通用性，很高的實(shí)際使用價(jià)值，為廣大的單片機(jī)愛(ài)好者提供了很好的借鑒。

2硬件部分本次設(shè)計(jì)是基于51單片機(jī)的粉塵顆粒檢測(cè)，也稱為PM2.5檢測(cè)，主要的功能就是檢測(cè)出PM2.5數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)顯示到液晶上，同時(shí)增加數(shù)據(jù)超限報(bào)警的功能。那么根據(jù)本次設(shè)計(jì)的功能，最終硬件方面主要就五大部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制部分、液晶顯示部分、按鍵處理部分、報(bào)警部分電路以及PM2.5檢測(cè)部分電路。整體硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單符合本次設(shè)計(jì)。2.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是STC公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機(jī)。片內(nèi)含有Flash程序存儲(chǔ)器、SRAM、UART、SPI、PWM等模塊。封裝圖如下圖：2.1.1主要特性1.

增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任 意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.

2.

工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)）

3.

工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻 率可達(dá)48MHz

4.

用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)

5.

片上集成512字節(jié)RAM

6.

通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O 口 用時(shí)，需加上拉電阻。

ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專 用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序， 數(shù)秒即 可完成一片

具有EEPROM功能

具有看門狗功能

10.

共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2

11.

外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power

Down模式 可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒

12.

通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART

13.

工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）2.1.2、引腳功能VCC（40引腳）：電源電壓

VSS（20引腳）：接地

P0端口（P0.0～P0.7，39～32引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash

ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)要求外接上拉電阻。

P1端口（P1.0～P1.7，1～8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。

P2端口（P2.0～P2.7，21～28引腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P2作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流

P3口引腳復(fù)用功能

引腳號(hào)

復(fù)用功能

P3.0

RXD（串行輸入口）

P3.1

TXD（串行輸出口）

P3.2

（外部中斷0）

P3.3

（外部中斷1）P3.4

T0（定時(shí)器0的外部輸入）

P3.5

T1（定時(shí)器1的外部輸入）

P3.6

（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）

P3.7

（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）

RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。

ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。

在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOV指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。

VPP（31引腳）：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。

XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。2.1.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器89單片機(jī)至少有兩個(gè)16位內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T/CTimer/Counter）。分別是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（T/C0）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T/C1），另外一個(gè)是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2（T/C2）。它們既可以編程為定時(shí)器使用，也可以編程為計(jì)數(shù)器使用。T/C是加1計(jì)數(shù)的，不支持減1計(jì)數(shù)。當(dāng)T/C工作在定時(shí)器時(shí)，對(duì)振蕩源12分頻的脈沖計(jì)數(shù)，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)值加1，計(jì)數(shù)頻率=當(dāng)前單片機(jī)工作頻率/12。當(dāng)單片機(jī)工作在12MHz時(shí)，計(jì)數(shù)頻率=1MHz，單片機(jī)每1us計(jì)數(shù)值加1。當(dāng)T/C工作在計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自外部脈沖輸入引腳T0(P3.4)T1(P3.5)。當(dāng)T0或T1引腳上負(fù)跳變時(shí)計(jì)數(shù)值加1。識(shí)別引腳上的負(fù)跳變需要2個(gè)機(jī)器周期，即24個(gè)振蕩周期。所以T0或者T1輸入的可計(jì)數(shù)外部脈沖的最高頻率為當(dāng)前單片機(jī)工作頻率/24。當(dāng)單片機(jī)工作在12MHz時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率500KHz，高于該頻率將計(jì)數(shù)出錯(cuò)。TMOD在內(nèi)存RAM中位于特殊功能寄存器區(qū)的89H處，其高4位用于設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的工作方式，低4位用于設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的工作方式。由于T0和T1的用法很相似，所以，在此只結(jié)合TMOD的低4位講解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的用法。D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1控制字T0控制字當(dāng)GATE=0時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器開始工作或停止工作不受GATE位的控制，而只受TCON寄存器中的TR0位控制，TR0=0時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0停止工作，而當(dāng)TR0=1時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0開始工作。當(dāng)GATE=1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作的起停除了受TCON寄存器中的TR0位控制外，還受單片機(jī)外部引腳P3.2的控制，只有該引腳為高電平且TR0=1這兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器才開始工作，一般這種用法通常用來(lái)測(cè)量P3.2引腳上正脈沖的寬度。對(duì)于控制T1方式字段中的GATE位和T0中的用法完全一樣，只是當(dāng)GATE位為1時(shí)受單片機(jī)外部引腳P3.3和TCON中TR1的控制。C/T位決定T0工作在定時(shí)方式還是計(jì)數(shù)方式。當(dāng)C/T=0時(shí)，T0工作在定時(shí)方式，此時(shí)由TH0和TL0組成的16位計(jì)數(shù)容器，這個(gè)容器會(huì)對(duì)晶振產(chǎn)生的脈沖再12分頻后的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果單片機(jī)外部接的是12M晶振，則TH0和TL0組成的16位計(jì)數(shù)容器中的數(shù)據(jù)就會(huì)每隔1微妙自動(dòng)加1；當(dāng)C/T=1時(shí)，T0工作在計(jì)數(shù)方式，由TH0和TL0組成的16位計(jì)數(shù)容器會(huì)對(duì)從單片機(jī)外部引腳P3.4輸入單片機(jī)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每輸入一個(gè)脈沖，則TH0和TL0組成的16位計(jì)數(shù)容器中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)加1。如果TMOD高4位中的C/T=0，表示T1工作在定時(shí)方式，而當(dāng)C/T=1表示T1工作在計(jì)數(shù)方式，計(jì)的是來(lái)自單片機(jī)外部引腳傳入單片機(jī)的脈沖數(shù)。M1和M0兩位都可以設(shè)置成0或1，因此這兩位有4種組合，這4種組合決定了T0的計(jì)數(shù)容器TH0和TL0共同構(gòu)成的16位計(jì)數(shù)容器中所計(jì)的脈沖數(shù)的變化規(guī)律。具體見(jiàn)下表：M1M0工作模式TH0和TL0構(gòu)成的16位計(jì)數(shù)容器的計(jì)數(shù)方式的描述00模式0此時(shí)TH0和TL0構(gòu)成16位計(jì)數(shù)容器，最大計(jì)數(shù)范圍0～65535共65536個(gè)數(shù)01模式1此時(shí)TH0和TL0構(gòu)成16位計(jì)數(shù)容器，最大計(jì)數(shù)范圍0～65535共65536個(gè)數(shù)10模式2TH0和TL0成為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，TH0中的數(shù)據(jù)固定為開始設(shè)定的值不變，TL0中數(shù)據(jù)按晶振12分頻后速度自動(dòng)加1至溢出，TH0中數(shù)據(jù)自動(dòng)拷貝給TL0，在此基礎(chǔ)上自加，TL0如此循環(huán)自加11模式3只有T0可用于本模式，T1不可以，此時(shí)T0的TH0和TL0成為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器，且TH0只能用于定時(shí)方式；TL0可以工作與定時(shí)方式也可以工作與計(jì)數(shù)方式定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON如下表所示，其中高4位和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0及T1有關(guān)。TCON是一個(gè)八位寄存器，用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)/停止及標(biāo)志定時(shí)器溢出中斷申請(qǐng)，既可以進(jìn)行字節(jié)尋址也可以進(jìn)行位尋址。TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1—T1溢出標(biāo)志為。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器發(fā)生溢出時(shí)，該位由硬件置1，表示計(jì)數(shù)容器已經(jīng)計(jì)滿溢出，所謂溢出就是計(jì)數(shù)容器中的數(shù)從最大變成0的現(xiàn)象。向CPU申請(qǐng)中斷進(jìn)入終端服務(wù)程序，TF1又由硬件清零0，也可以軟件清零0。TF0—T0溢出標(biāo)志。其功能操作與TF1相同。TR1—T1運(yùn)行控制位，可通過(guò)軟件置1或0來(lái)啟動(dòng)關(guān)閉定時(shí)器1。TR0—T0運(yùn)行控制位，其功能操作與TR0相同1。中斷允許寄存器IED7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0當(dāng)ET0=1(SETBET0)時(shí)，單片機(jī)的CPU能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)ET0=0(CLRET0)時(shí)，單片機(jī)的CPU不能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。當(dāng)ET1=1(SETBET1)時(shí)，單片機(jī)的CPU能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)ET1=0(CLRET1)時(shí)，即使定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)容器發(fā)生了溢出，單片機(jī)也不能中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。EA為總中斷允許控制位，將EA位設(shè)置成0關(guān)中斷。2.1.4外部中斷單片機(jī)正在主程序里無(wú)窮無(wú)盡的循環(huán)的時(shí)候，突然發(fā)生了一個(gè)緊急事件，程序就“飛”到了另一處（發(fā)生突發(fā)事件的地方）執(zhí)行，處理完突發(fā)事件后又自己“飛”回到主程序中繼續(xù)執(zhí)行。表6-5中斷允許寄存器IED7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX08051系列單片機(jī)有5個(gè)事件可以中斷單片機(jī)正在執(zhí)行的主程序，分別是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1計(jì)數(shù)容器溢出、外部引腳P3.2和P3.3上的信號(hào)以及串口通訊中斷；8052系列單片機(jī)比8051單片機(jī)多一個(gè)引起中斷的事件就是定時(shí)器T2，中斷允許寄存器IE就是用于設(shè)置單片機(jī)，當(dāng)相應(yīng)的事情發(fā)生時(shí)是否通知單片機(jī)的CPU中斷當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)并“飛”出去做相應(yīng)的處理的。下面分別介紹中斷允許寄存器IE中各位的功能。1、EX0當(dāng)EX0=1(SETBEX0)，同時(shí)在單片機(jī)P3.2引腳上出現(xiàn)中斷信號(hào)時(shí)，單片機(jī)會(huì)中斷主程序的執(zhí)行“飛”往中斷服務(wù)子程序去執(zhí)行，執(zhí)行完中斷程序后通過(guò)中斷返回指令RETI自動(dòng)返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)EX0=0(CLREX0)，即使單片機(jī)P3.2引腳上出現(xiàn)中斷信號(hào)，程序也不會(huì)從主程序“飛”出去執(zhí)行。因?yàn)榇藭r(shí)單片機(jī)的CPU相當(dāng)于被“堵上了耳朵”，根本接收不到P3.2引腳上的中斷信號(hào)。2、ET0當(dāng)ET0=1(SETBET0)時(shí)，單片機(jī)的CPU能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)ET0=0(CLRET0)時(shí)，單片機(jī)的CPU不能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。3、EX1當(dāng)EX1=1(SETBEX1)時(shí)，并且外部P3.3引腳上出現(xiàn)中斷信號(hào)時(shí)，單片機(jī)的CPU會(huì)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)EX1=0(CLREX1)時(shí)，即使外部P3.3引腳上出現(xiàn)中斷信號(hào)，單片機(jī)的CPU也不能中斷主程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。4、ET1當(dāng)ET1=1(SETBET1)時(shí)，單片機(jī)的CPU能夠在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)容器發(fā)生溢出時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)ET1=0(CLRET1)時(shí)，即使定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)容器發(fā)生了溢出，單片機(jī)也不能中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。5、ES當(dāng)ES=1(SETBES)時(shí)，單片機(jī)的CPU能夠在串口發(fā)送完或接收完一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)中斷主程序而去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)ES=0(CLRES)時(shí)，即使單片機(jī)的串口發(fā)送完或接收完一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)也不會(huì)產(chǎn)生中斷。6、EAEA為總中斷允許控制位，將EA位設(shè)置成0關(guān)中斷。2.1.5、串口通信一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位順序傳送的通信方式成為串行通信。根據(jù)信息的傳送方向，串行通信可以可以進(jìn)一步劃分為單工、半雙工和全雙工3種。信息只能單方向傳送為單工；信息能雙向傳送但不能同時(shí)雙向傳送為半雙工；信息能夠同時(shí)雙向傳送則成為全雙工。8051系列單片機(jī)有一個(gè)全雙工串行口，全雙工的串行通信只需要一根輸出線和輸入線。串行通信又有異步通信和同步通信這兩種方式。異步通信用起始位“0”表示字符的開始，然后從低位到高位逐位傳送數(shù)據(jù)，最后用停止位“1”表示字符結(jié)束。一個(gè)字符又稱作一幀信息，一幀信息包括1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，若數(shù)據(jù)位增加到第9位，在8051系列單片機(jī)中，第九位數(shù)據(jù)可以用作奇偶校驗(yàn)位，也可以用作地址/數(shù)據(jù)幀標(biāo)志。8051系列單片機(jī)串行I/O接口的工作原理就是：當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)將SBUF內(nèi)的8位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一定格式的串行數(shù)據(jù)，從TXD引腳按規(guī)定的波特率來(lái)輸出；當(dāng)要接收數(shù)據(jù)時(shí)，要監(jiān)視RXD引腳，一旦出現(xiàn)起始位“0”，按規(guī)定的波特率將外圍設(shè)備送來(lái)的一定格式的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位并行數(shù)據(jù)，等待用戶讀取SBUF寄存器，若不及時(shí)讀取，SBUF中的數(shù)據(jù)有可能被刷新。8051系列單片機(jī)上有通用異步接收/發(fā)送器用于串行通信，發(fā)送時(shí)數(shù)據(jù)由TXD引腳輸出，接收時(shí)數(shù)據(jù)從RXD引腳輸入。有兩個(gè)緩沖器（SerialBuffer），一個(gè)作發(fā)送緩沖器，另外一個(gè)作為接收緩沖器。UART是可編程的全雙工的串行口。SBUF是可以直接尋址的專用寄存器。物理上，它對(duì)應(yīng)著兩個(gè)寄存器，即一個(gè)發(fā)送寄存器一個(gè)接收寄存器，CPU寫SBUF就是修改發(fā)送寄存器；讀SBUF就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前，CPU未能及時(shí)的響應(yīng)接收器的中斷，沒(méi)有把上一幀的數(shù)據(jù)讀走而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問(wèn)題。對(duì)于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重疊問(wèn)題。SCON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，用于控制串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送，指示串口的狀態(tài)，SCON即可以字節(jié)尋址也可以位尋址，字節(jié)地址98H，地址位為98H~9FH。它的各個(gè)位定義如下：SM2在工作方式2和3中是多機(jī)通信的使能位。在工作方式0中，SM2必須為0。在工作方式1中，若SM2=1且沒(méi)有接收到有效的停止位，則接收中斷標(biāo)志位RI不會(huì)被激活。在工作方式2和3中若SM2=1且接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為0，則接收中斷標(biāo)志RB8不會(huì)被激活，若接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1，則RI置位。此功能可用于多處理機(jī)通信。REN為允許串行接收位，由軟件置位或清除。置位時(shí)允許串行接收，清除時(shí)禁止串行接收。TB8是工作方式2和3要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在許多通信協(xié)議中該位是奇偶位，可以按需要由軟件置位或清除。在多處理機(jī)通信中，該位用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8是工作方式2和3中接收到的第9位數(shù)據(jù)（例如是奇偶位或者地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位），在工作方式1中若SM2=0，則RB8是已接收的停止位。在工作方式0中RB8不使用。TI為發(fā)送中斷標(biāo)志位，由硬件置位，軟件清除。工作方式0中在發(fā)送第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式時(shí)，在發(fā)送停止位開始時(shí)由硬件置位。TI=1時(shí)，申請(qǐng)中斷。CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何工作方式中都必須由軟件清除TI。RI為接收中斷標(biāo)志位，由硬件置位，軟件清除。工作方式0中在接收第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式時(shí)，在接收停止位的中間由硬件置位。RI=1時(shí)，申請(qǐng)中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在工作方式1中，SM2=1且未接收到有效的停止位時(shí)，不會(huì)對(duì)RI置位。在任何工作方式中都必須由軟件清除RI。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，SCON的所有位都被清除。（1）工作方式0SM0=0且SM1=0時(shí)，串口選擇工作方式0，實(shí)質(zhì)這是一種同步移位寄存器模式。其數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈使潭镕osc/12，數(shù)據(jù)由RXD引腳輸入或輸出，同步時(shí)鐘由TXD引腳輸出。接收/發(fā)送的是8位數(shù)據(jù)，傳輸是低位在前，幀格式如下：……..D0D1D2D3D4D5D6D7…….（2）工作方式1當(dāng)SM0=0且SM1=1時(shí)，串口選擇工作方式1，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈视啥〞r(shí)/計(jì)數(shù)器T1、T2的溢出速率決定，可通過(guò)程序設(shè)定。當(dāng)T2CON寄存器中的RCLK和TCLK置位時(shí)，用T2作為發(fā)送和接收波特率發(fā)生器，而RCLK=TCLK=0時(shí)，用T1作為波特率發(fā)生器，兩者還可以交叉使用，即發(fā)送和接收采用不同的波特率。數(shù)據(jù)由TXD引腳發(fā)送，由RXD引腳接收。發(fā)送或接收一幀的數(shù)據(jù)為10位，即1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位（低位在先）和1位停止位（1）。幀格式如下：起始位0D0D1D2D3D4D5D6D7停止位1類似于工作方式0，當(dāng)執(zhí)行任一條SBUF指令時(shí)，就啟動(dòng)串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF的指令時(shí)，也將“1”寫入發(fā)送移位寄存器的第9位，并通知發(fā)送控制器有發(fā)送請(qǐng)求。實(shí)際上，發(fā)送過(guò)程始于內(nèi)部的16分頻計(jì)數(shù)器下次滿度翻轉(zhuǎn)（全“1”變?nèi)?”）后的那幾個(gè)機(jī)器周期的開始。所以，每位的發(fā)送過(guò)程與16分頻計(jì)數(shù)器同步，而不是與“寫SBUF”同步。方式2和方式3這兩種方式都是11位異步接收/發(fā)送方式。他們的操作過(guò)程都是完全一樣的，所不同的是波特率而已。方式3波特率同方式1（定時(shí)器1作為波特率時(shí)鐘發(fā)生器）。方式2和方式3的發(fā)送起始于任何一條SBUF數(shù)據(jù)裝載指令。當(dāng)?shù)?位數(shù)據(jù)（TB8）輸出之后，TI將被置位（TI=1）。方式2和方式3的接收數(shù)據(jù)前提條件也是REN被編程為1。在第9位數(shù)據(jù)接收到后，如果下列條件同時(shí)滿足，即RI=0且SM2=0或者接收到的第9位為1，則將已接受的數(shù)據(jù)裝入SBUF緩沖器和RB8，并將RI置位（RI=1）否則接收數(shù)據(jù)無(wú)效。8051串行口的不同尋常的特征是包括第9位方式。它允許把在串行口通信增加的第9位用于標(biāo)志特殊字節(jié)的接收。用這種方式，一個(gè)單片機(jī)可以和大量的其他單片機(jī)對(duì)話而不打擾不尋址的單片機(jī)，這種多機(jī)通信方式必須工作在嚴(yán)格的主從方式，由軟件進(jìn)行分析。最小系統(tǒng)的原理圖單片機(jī)最小系統(tǒng)由電源接口，開關(guān)，時(shí)鐘電路，下載接口，復(fù)位電路和STC89c52單片機(jī)組成。復(fù)位電路：當(dāng)在89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST（9）端與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路見(jiàn)下圖。時(shí)鐘頻率用12MHZ時(shí)C取10uF,R取10kΩ。時(shí)鐘電路：STC89C52RC單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖3所示。在89S51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1（18）和XTAL2（19）引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖中電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5~30pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2~12MHz間選擇，典型值為12MHz和6MHz。下載接口：ＳＴＣ89c52系列單片機(jī)具有在系統(tǒng)可編程（ＩＳＰ）特性，ＩＳＰ

的好處是：省去購(gòu)買通用編程器，單片機(jī)在用戶系統(tǒng)上即可下載／燒錄用戶程序，而無(wú)須將單片機(jī)從已生產(chǎn)好的產(chǎn)品上拆下，再用通用編程器將程序代碼燒錄進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部。有些程序尚未定型的產(chǎn)品可以一邊生產(chǎn)，一邊完善，加快了產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的速度，減小了新產(chǎn)品由于軟件缺陷帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。由于可以在用戶的目標(biāo)系統(tǒng)上將程序直接下載進(jìn)單片機(jī)看運(yùn)行結(jié)果對(duì)錯(cuò)，故無(wú)須仿真器。單片機(jī)出廠時(shí)就已完全加密。需要單片機(jī)內(nèi)部的電放光后上電復(fù)位（冷起動(dòng)）才運(yùn)行系統(tǒng)ＩＳＰ程序，如從

Ｐ３．０／ＲｘＤ

檢測(cè)到合法的下載命令流就下載用戶程序，如檢測(cè)不到就系統(tǒng)復(fù)位到用戶程序區(qū)。具體如下圖所示：2.2LCD1602液晶簡(jiǎn)介顯示部分則主要用于顯示溫度與溫度的上下限度。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通用器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)與人的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。本設(shè)計(jì)中采用的是液晶顯示器作為輸出器件的。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。體積小、重量輕：液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多低功耗：相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。本設(shè)計(jì)采用的液晶顯示器為1602字符型液晶顯示器。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符；芯片工作電壓:4.5—5.5V；工作電流:2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。1602液晶顯示器引腳接口說(shuō)明：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖3.11所示：圖3.111602液晶顯示器尺寸圖LCD顯示的基本原理：點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令如表3.2所示:表3.21602液晶模塊控制指令表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F:低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。讀操作時(shí)序如圖3.12所示：圖3.12讀操作時(shí)序?qū)懖僮鲿r(shí)序如圖3.13所示：圖3.13寫操作時(shí)序液晶顯示器電路如圖3.14所示：圖3.14液晶顯示器電路圖2.3按鍵電路簡(jiǎn)介按鍵處理電路還是比較簡(jiǎn)單的，按鍵就兩個(gè)方向，一端接上單片機(jī)IO口，一端接上地，這樣的話，當(dāng)我們按鍵按下之后，相當(dāng)于按鍵IO直接與地相連接，這樣就強(qiáng)制拉低，我們只要檢測(cè)定義的按鍵IO是否為低電平，就可知道按鍵是否按下。按鍵部分電路圖如下：2.3ZPH01灰塵傳感器2.3.1ZPH01灰塵傳感器的概述本傳感器是采用先進(jìn)PM2.5檢測(cè)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5的檢測(cè)。該傳感器中PM2.5檢測(cè)單元采用粒子計(jì)數(shù)原理，可靈敏檢測(cè)直徑1μm以上灰塵顆粒物。傳感器出廠前經(jīng)過(guò)老化、調(diào)試、標(biāo)定、校準(zhǔn)，具有良好的一致性和極高的靈敏度。具有PWM信號(hào)輸出，可配置成UART數(shù)字串行接口及定制IIC接口。極高的靈敏度、優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、出廠已標(biāo)定校準(zhǔn)、內(nèi)置加熱器可實(shí)現(xiàn)空氣的自動(dòng)吸入。產(chǎn)品具有外形緊湊、重量輕、易安裝、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。主要用于空氣凈化器、空氣清新機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、煙霧報(bào)警器、空調(diào)等。2.3.2ZPH01灰塵傳感器引腳介紹說(shuō)明：1、加熱源：傳感器內(nèi)置一個(gè)加熱器，加熱引起氣流上升使外部空氣流進(jìn)傳感器內(nèi)部。2、檢測(cè)的粒子類型：此傳感器被設(shè)計(jì)成可以檢測(cè)1μm以上粒子，如香煙、房屋灰塵、霉菌、花粉、孢子。3、控制腳：此腳位為輸出模式控制（懸空為PWM模式，GND為串口模式）。4、輸出腳OUT2/RXD：此腳位串口模式下為RXD，PWM模式下為普通輸出腳位，靈敏度已預(yù)設(shè)定，最小粒子檢出能力為1μm。5、輸出腳OUT1/TXD：此腳位串口模式下為TXD。2.3.3ZPH01灰塵傳感器的說(shuō)明1、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)ZPH01工作電壓范圍5±0.2VDC輸出方式PWM/UART粉塵最小粒子檢出能力1μm預(yù)熱時(shí)間≤5min檢測(cè)粒子范圍15000個(gè)/283ml工作電流≤150mA濕度范圍儲(chǔ)存環(huán)境≤90%RH工作環(huán)境≤90%RH

2、串行接口(單向)通訊協(xié)議通用設(shè)置波特率9600數(shù)據(jù)位8位停止位1位校驗(yàn)位無(wú)

通訊命令模塊每間隔1S發(fā)送一次濃度值,只發(fā)送不接收。命令行格式如下3、傳感器使用時(shí)須注意的事項(xiàng)：傳感器必須垂直安裝，避免接觸有機(jī)溶劑（包括硅膠及其他膠粘劑）、涂料、藥劑、油類及高濃度氣體。遠(yuǎn)離人工氣流如風(fēng)扇，如當(dāng)用于空氣清新機(jī)時(shí)，風(fēng)扇的前方和后方都不能安裝，可任選外殼一側(cè)安裝，但外殼上要保留通風(fēng)口以保證外部氣流可以流進(jìn)來(lái)。粉塵傳感器能檢測(cè)到像粉塵一樣的水蒸氣，請(qǐng)不要在有水蒸氣的地方像浴室或空氣加濕氣附近使用傳感器。粉塵傳感器利用紅外線的LED和可見(jiàn)光截止的光電傳感器，在光學(xué)區(qū)域燈光的輻射會(huì)影響粉塵傳感器的輸出準(zhǔn)確度。使用時(shí)建議用海綿遮蓋粉塵傳感器中心三角孔，防止外部光照照進(jìn)傳感器的鏡頭。切記勿遮擋傳感器的進(jìn)氣口和出氣口。模組初次上電使用需要預(yù)熱5分鐘以上，切勿應(yīng)用到涉及人身安全的系統(tǒng)中。當(dāng)傳感器受潮濕將會(huì)影響它的正常功能，因此應(yīng)避免受潮。

3.軟件設(shè)計(jì)3.1開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介：STC89C52RC單片機(jī)軟件開發(fā)平臺(tái)為Keiluvision4C52，仿真環(huán)境為Protues，下載軟件為STC_ISP。KeilC52是美國(guó)KeilSoftware公司出品的52系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。Protues軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8052、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。STC-ISP是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。3.2軟件功能簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)主要的功能就是檢測(cè)PM2.5的數(shù)據(jù)，通過(guò)按鍵進(jìn)行設(shè)置相應(yīng)的閾值信息，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，觸發(fā)報(bào)警部分，實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警警示的功能，同時(shí)將PM2.5數(shù)據(jù)與閾值數(shù)據(jù)在液晶上顯示。主流程圖如下：液晶顯示流程圖：按鍵處理流程圖

致謝通過(guò)這一階段的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，這意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的。在本論文的完成過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師傾注了大量的心血，從選題到開題報(bào)告，從寫作提綱到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。寫作畢業(yè)論文是一次在系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始，我將銘記我曾是一名工大學(xué)子，在今后的工作中把工大的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。感謝各位專家的批評(píng)指導(dǎo)。

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單片機(jī)原理及應(yīng)用.

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[11]譚浩強(qiáng).

C程序設(shè)計(jì).

第三版.

清華大學(xué)出版社，出版年：2005年7月

附錄原理圖源程序/**************************************************************************************STC89C51單片機(jī)，11.0592M晶振，1602液晶顯示***********************第一行顯示單位ug/m3第2行顯示pm2.5上限單位ug/m3************************超限報(bào)警********************* 設(shè)置的上限值掉電保存********************************************************************/#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include"delay.h"#include"1602.h"#include"eeprom52.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintbitadd=1;bitminus=1;bitdata_true;//\竄口接收數(shù)據(jù)正確標(biāo)志sbitalarm_buzz=P2^0;sbitled1=P1^0;sbitled2=P1^1;sbitkey_add=P1^2;sbitkey_minus=P1^3;ucharcodetable[]={"0123456789"};ucharUART_Upload[9];//Upload上傳accord主動(dòng)uintpm_rateH,pm_rateL,pm_particle,pm_density,pm_URV;//低脈沖率高位。低脈沖率低位，比率，顆粒，濃度PM_URVpm上限值ucharaccord,pm_URV_H,pm_URV_L,beep,sec,receive_bit;//BEEP1/0聲音led閃爍開/關(guān)標(biāo)志 sec時(shí)間標(biāo)志receive_bit校驗(yàn)標(biāo)志voidinit_ser(){SCON=0x50;//SCON:方式1,8-bitUARTTMOD=0x20;//TMOD:timer1,方式2,8-bit自動(dòng)重裝PCON=0x00;//SMOD=1;串口波特率加倍TH1=0xfd; // TL1=0xfd;//波特率:960011.0592MHzTR1=1;//開定時(shí)器1TI=0; RI=0; EA=1;// //開總中斷 ES=1;//串行口中斷開 PS=1;}voidtimer0_init(){ TMOD|=0x01;TH0=0x0D8;TL0=0x0F0;EA=1;ET0=1;TR0=1; PT0=0;}voidalarm()//報(bào)警{ if(pm_URV<pm_density)//濃度值大于等于設(shè)置的上限值是，發(fā)出警報(bào) { led1=1; //led1滅 if(beep==1) //led2閃爍，蜂鳴器發(fā)出滴滴報(bào)警聲 {led2=0;alarm_buzz=0;} if(beep==0) {led2=1;alarm_buzz=1;} } else//led1亮。指示正常 { led1=0; led2=1; alarm_buzz=1; }}voideeprom_data(){ SectorErase(0x2000); //保存上限值 byte_write(0x2000,pm_URV/256); byte_write(0x2001,pm_URV%256); }voidkeyscan() //按鍵掃描{ if(key_add!=add)//判斷按鍵狀態(tài)變化 { delayms(10);//消抖 if(key_add!=add)//確認(rèn)發(fā)生變化 { add=key_add;//讀取按鍵狀態(tài) sec=0; ////當(dāng)按鍵松開是。按鍵狀態(tài)發(fā)生變化，sec時(shí)間標(biāo)志清零 if(add==1) //按鍵松開 { pm_URV++;//加 if(pm_URV>=10000) {pm_URV=0;} eeprom_data(); } } } if(key_add==0)//判斷按鍵按下 { if(sec>=10) //等待500ms { if(key_add==0)//確認(rèn)按鍵沒(méi)有松開 { if(sec>=10)//延時(shí)150ms { if(key_add==0)//確認(rèn)按鍵沒(méi)有松開 { pm_URV=pm_URV+10;//加 sec=10; //按鍵狀態(tài)沒(méi)有變化。時(shí)間標(biāo)志返回10 if(pm_URV>=10000) {pm_URV=0;} eeprom_data(); } } } } } if(key_minus!=minus) { delayms(10); if(key_minus!=minus) { minus=key_minus; sec=0; if(minus==1) { pm_URV--;//減 if(pm_URV>=10000) {pm_URV=9999;} eeprom_data(); } } } if(key_minus==0) { if(sec>=10) { if(key_minus==0) { if(sec>=10) { if(key_minus==0) { pm_URV=pm_URV-10;//減 sec=10; if(pm_URV>=10000) {pm_URV=9999;} eeprom_data(); } } } } } }voiddisplay(){ LCD_Write_String(0,1,"PM_H:"); LCD_Write_Char(6,1,table[pm_URV/1000]);//pm上限值 LCD_Write_Char(7,1,table[pm_URV%1000/100]);// LCD_Write_Char(8,1,table[pm_URV%100/10]);//pm上限值 LCD_Write_String(9,1,"."); LCD_Write_Char(10,1,table[pm_URV%10]);//pm上限值 LCD_Write_String(11,1,"ug/m3"); LCD_Write_String(0,0,"PM2.5:"); LCD_Write_Char(6,0,table[pm_density/1000]); //顯示的濃度 LCD_Write_Char(7,0,table[pm_density%1000/100]); LCD_Write_Char(8,0,table[pm_density%100/10]); LCD_Write_String(9,0,"."); LCD_Write_Char(10,