一种基于51单片机的粉尘监测系统的设计—定稿
届． 别． 2016届
学 号
毕业设计
基于51单片机的PM2.5检测系统的设计与实现
姓
名
系 别、 专 业 电子信息与电气工程学院
电子信息科学与技术专业
导 师 姓 名、职 称
完 成 时 间 2016年5月10日
目 录
摘 要 ...................................................... I
Abstract ................................................... II
1 绪论 ..................................................... 1
1.1 课题背景 ................................................ 1
1.2 国内外研究现状 .......................................... 1
2 系统仿真软件及总体设计方案 ................................ 1
2.1 Keil4软件开发坏境....................................... 1
2.2 软件烧录工具 ............................................ 2
2.3程序结构分析 ............................................. 4
2.4 整体的设计方案 .......................................... 4
2.5电源模块 ................................................. 4
3 主要元器件简介 .....................................................................................................4
3.1 GP2Y1010AU0F传感器简介 ................................. 5
3.2 ADC0832模数转换器简介 .................................. 8
3.3 LCD1602液晶显示屏...................................... 10
3.4 STC89C52单片机的简介 .................................. 12
4 系统单元电路模块设计 ..................................... 15
4.1主控制模块 .............................................. 15
4.2显示模块电路 ............................................ 16
4.3关于报警模块的设计...................................... 16
4.4按键模块的设计 .......................................... 17
4.5粉尘模块电路设计........................................ 17
4.6电源部分的设计 .......................................... 18
5 系统测试与实现 ........................................... 19
5.1系统程序流图 ............................................ 19
5.2 仿真电路 ............................................... 20
5.3 软件跟硬件结合 ......................................... 21
5.4 测试结果分析 ........................................... 23
5.5 系统实现 ............................................... 23
6、总结 .................................................... 24
致 谢 ...................................................... 25
参考文献 ................................................... 26
附录1：系统整体电路原理图 ................................. 27
附录2：系统设计部分源程序 ................................. 28
I 摘 要
现在社会发展的越来越快，随着工业的发展，虽然给人们的生活带来很多便利。但是，在生产过程产生很多对人体有害的因素工业生产过程中会，例如煤炭灰开采、水泥生产等行业中的粉尘污染。
我的设计采用由LCD1602液晶模块、STC89C52单片机最小系统、ADC0832模数转换器模块、GP2Y1010AU粉尘传感器、电源模块、蜂鸣器报警模块和按键模块模块组成。单片机是通过ADC0832转换芯片采集GP2Y1010AU粉尘传感器的粉尘的浓度，通过单片机的数据转换处理后在液晶屏上显示空气中的质量，测量空间中的粉尘浓度如果大于当时设置粉尘浓度时，蜂鸣器就会产生报警的声音和发光二极管发出声光报警。当然，粉尘的浓度报警值我们可以通过按键来进行设置。
关键字：GP2Y1010AU0F传感器；粉尘检测；空气质量
II Abstract
With the development of society and industry, which brings a lot of
convenience to people's life. However, it will produce a lot of harmful factors in the
process of industrial production, such as coal mining, cement production and other
industries in the dust pollution. In a variety of risk factors on human health effects
of the most serious. The dust harm to human body is the most direct, the most serious
is the cause of pneumoconiosis.When the dust concentration is too high, the high
temperature drying time may explode.
The design used by STC89C52 MCU minimum system, gp2y1010au dust sensor,
ADC0832 ADC module, LCD1602 LCD module, power supply module, buzzer alarm
module and a key module. Single-chip microcomputer real-time through the ADC0832
conversion chip acquisition gp2y1010au dust sensor dust concentration, through the
single-chip microcomputer data conversion processing in the LCD screen display in
the air quality, when the spatial measurement of dust concentration is higher than the
set of dust concentration, buzzer and light-emitting diodes emit sound and light
alarm. The dust concentration alarm value can be set through the buttons.
Key words: GP2Y1010AU0F detection sensors;Dust detection;dust and air quality
1 1 绪论
1.1 课题背景
粉尘又称可吸入颗粒物，它是能被呼吸道粘连，直径有10um的颗粒物状，对人的眼睛、上呼吸道、鼻腔都非常有害。粉尘和烟雾它是做为病菌的载体，如果一旦分散到空气中，就会很容易传播各种疾病。人们长久呼吸或长久散落皮肤上会容易导致癌症。由此可以看出粉尘对人体健康和生产的会产生巨大危害性，煤矿井下管道作业、煤炭生产都要产生大量的粉尘，加上煤炭井下没有通风的条件，煤尘浓度可高达1000mg/m³以上。在这环境中工作中，工人会吸入大量的粉尘，如果粉尘长时间进入人的呼吸系统，大量粉尘会在肺泡中沉积，会引起慢性职业病，严重的危机人的身体健康。因此，我们必须对煤矿井下粉尘进行实时检测和采取应急的措施，及时了解煤矿井下工人的劳动环境和安全，并且掌握井下煤尘浓度及变化情况，以及采取应急措施来改变粉尘的浓度，为安全，防尘，降尘等措施提供必要现场数据和采取措施降低浓度。
1.2 国内外研究现状
在我国内大多采用先进的测试粉尘技术，有的是β射线原理，其吸收量只与吸收物质的重量相关，而与吸收物质的物化性质无关，可直接读粉尘浓度。
2 系统仿真软件及总体设计方案
2.1 Keil4软件开发坏境
Keil4 C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil4 软件开发环境如图1所示：
基于单片机的矿井安全监测系统设计 开题报告
基于单片机的矿井安全监测系统设计 开题报告
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基于单片机的矿井安全监测系统设计开题报告
家庭环境监测系统的设计与制作复习进程
家庭环境监测系统的设计与制作 精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
传感器设计实验论文
2016年10月 25日
题 目：家庭环境检测系统的设计与制作
专业名称： 电子信息工程
姓 名：
学 号：
班 级： 13级电信二班
指导教师： 陆清茹 精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 目录
一、绪论 ................................................................. 5
1.1前言 ................................................................................ 5
1.2 选题背景 ........................................................................... 5
1.3 国内外发展状态 ..................................................... 错误!未定义书签。
1.3.1 粉尘测量方法 ................................................................. 5
1.3.2 粉尘检测仪的性能与优点 ....................................... 错误!未定义书签。
1.3.3 研究的意义 ................................................................... 6
基于单片机的有害气体检测与报警系统设计
摘要 .................................................................................................................................................. 2
第一章 功能要求及方案论证 ....................................................................................................... 4
1.1 选择器件 .......................................................................................................................... 4
1.2 系统原理及基本框图 ........................................................................................................ 4
第二章 主要元件介绍 ..................................................................................................................... 5
2.1 STC89C52单片机 ........................................................................................................... 5
2.1.1 概述 ....................................................................................................................... 5
基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文
. .
.页脚 基于单片机的室环境监测仪的设计
摘 要
本系统满足室环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。系统以单片机为核心，以温度、湿度传感器，气敏传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集并存储智能传感器的测量数据，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。在单片机系统中，还要实现超限报警和数据辅助存储功能。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案：包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则；二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计：传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计；三是报警、按键的电路和程序设计。
该设计对室温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警，为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。
关键词：单片机，STC89C52，SHT11，温湿度监测，MQ211，室环境
MCU-BASED INDOOR EVENVIRONMENTAI MONITORING SYSTEM
. .
.页脚 ABSTRACT
The system meets the implementation of a comprehensive indoor
environmental variable, real-time, long-term monitoring
requirements. System microcontroller core, temperature, humidity
基于51单片机 的烘干箱智能温度控制器毕业设计 初稿
i 开 封 大 学
毕业设计
题 目 烘干箱智能温度控制器设计
姓 名 李振华
学 号 **********
专业班级 09电气 一班
分 院 机电工程学院
指导教师 董卫军
2011年 12 月 23 日
ii
摘 要
温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，本文设计了一种基于AT89C51的温度检测及报警系统。该系统将数字温度传感器DB18B20通过模拟放大电路接在模数转化器ADC0809的输入端，然后将ADC0809的输出端接在控制器的一个端口上,对传感器温度进行采集,将采集到的温度值与设定值进行比较,当低于设定的上限温度时,通过打开加热电路来使温度自然冷却。文中给出了系统实现的硬件原理图及软件流程图。经实验测试表明,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时准确,具有一定的参考价值。该系统设计和布线简单，结构紧凑，体积小，重量轻，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便，在大型仓库，工厂，智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。
关键词：DB18B20；ADC0809；AT89C51；CD4511。
\
iii
目录
摘 要 ................................................................ ii
基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告
单片机C语言课题设计报告
设计题目：温度检测
电气系2011级通信技术一班级通信技术一班
通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来 1 摘要 本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。利用18B20温度传感器获取温度信号，将需要测量的温度信号自动转化为数字信号，利用单总线和单片机交换数据，最终单片机将信号转换成LCD可以识别的信息显示输出。 基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统，的单片机的智能温度检测系统，设计采用18B20温度传感器，其分辨率可编程设计。本课题设计应用于温度变化缓慢的空间，综合考虑，以降低灵敏度来提高显示精度。设计使用12位分辨率，因其最高4位代表温度极性，故实际使用为11位半，位半，而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃～℃～℃～+125+125+125℃，℃，则其分辨力为0.06250.0625℃。℃。
设计使用LCD1602显示器，可显示16*2个英文字符，显示器显示实时温度和过温警告信息，和过温警告信息，传感器异常信息设。传感器异常信息设。传感器异常信息设。计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》，当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C语言课题设计报告语言课题设计报告
电动世界，气定乾坤 2 目录
一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. ................................. 3 三、器件选择三、器件选择................................. ................................. 3 3.1温度信号采集模块 ................................... 3
一种基于嵌入式技术的静电粉尘在线监测系统研究和实现
科技创新 ２０１４年第６期Ｊ科技创新与应用
一种基于嵌入式技术的静电粉尘在线监测
系统研究和实现
吴战国 王美
（呼和浩特职业学院，内蒙古呼和浩特０１４０１０）
摘要：针对工业粉尘浓度需要实时监控的问题，提出了一种基于静电感应技术和嵌入式技术的在线粉尘监测系统设计方案；该 方案有效地利用静电感应原理实现了对静电荷的测量，以及利用嵌入式芯片的软硬件设计实现了信号处理，完成了粉尘浓度的
测量及显示；该系统在灵敏性，可靠性以及可维护性均具有一定的优势，具有很大的实用性和推广性。 关键词：粉尘浓度；静电感应；嵌入式；Ｃ８０５１Ｆ０６０；ＩｘＣ／ＯＳ—ＩＩ
１引言
随着现代工业的快速发展和公共环境保护意见的不断增强，工
业粉尘的排放越来越受到人们的关注。粉尘是悬浮在空气中的同体
微粒，工业粉尘主要指在工业生产中由于物料的破碎、筛分、堆放、 转运、燃烧或其他机械处理而产生的固体微粒＿１１。工业粉尘对环境，
对人体都有很强的危害性，主要表现在由于粉尘积累和变化，使空
气中粉尘浓度逐渐增加，导致城市上空能见度普遍下降，发生粉尘
引起的爆炸事件也有着上升趋势；另外如果人长期吸入一定量的粉
尘，粉尘在肺内逐渐沉积，使肺部产生进行性、弥漫性的纤维组织增 多，出现尘肺病。针对这一状况，国家对工业粉尘排放浓度制订了相
关标准，严格控制粉尘浓度。因此，为了进行有效的除尘和降尘以确 保人身安全和提高环境质量，如何及时准确地对工业现场粉尘浓度
进行监测就成了我们必须面对的一个问题。
目前，世界各国对粉尘浓度的测量技术都做了大量研究，研制
了一系列粉尘监测仪器，如粉尘采样器、直读式测尘仪、粉尘浓度传 感器等。本文介绍一种基于静电感应和嵌入式技术的在线粉尘监测
系统，该系统在灵敏性，可靠性以及可维护性均具有一定的优势，在
传统的布袋除尘系统中完全可以替代人工检漏，并能实时显示当前 粉尘浓度，具有很大的推广性。
２静电荷测量原理
任何粉体状的物质在气力的输送过程中，都会产生碰撞和磨
一种基于51单片机的智能窗户系统设计
一种基于 51单片机的智能窗户系统设计
摘要：本设计采用单片机为核心的智能窗户控制系统，由光控传感器、室内温湿度传感器、红外线监测等模块组成，实现窗户的智能控制，能自动开关窗户，防盗且会自动报警等功能。
关键词：51单片机；温湿度传感器；红外感应；烟雾探测
针对当前社会环境对于智能家居的需求，打造出了更加便利和智能的智能窗户系统设计，即实现多重感应、监测和智能一体化的智能窗户系统设计。其中，室内、室外感应一体化的设计不仅能够自动的感应到窗外的阳光、温度和湿度的指标，还能根据程序设计在感应一定范围内是否有人接近或者是否有危险的情况下做出智能感应判断后的相应反应与应答（自动打开窗户或者自动关闭窗户）。在帮助人们在生活中提高便利程度和工作效率的同时监测人们的当前生活环境，可以为用户的日常提供更高的安全保障。
1产品设计概述
本设计是基于8位51单片机芯片编程来控制窗户自动打开和关闭的智能窗户系统设计，具体有以下四种功能：（1）根据设定时间按时自动开关窗户。（2）可根据红外感应结果做出对窗户的开关控制。（3）检测在有危险状况下，会自动进行防盗报警和危险警报并关窗的一体化功能。（4）根据室内光线明暗程度智能开关窗户。其中主要由光控传感器、室内温湿度传感器、红外线监测、单片机芯片等部分组成。光控传感器在感应室外光照强度与光照指标优良情况下可以自动打开窗户，温湿度传感器在测量周围温湿度指标不良时可以自动打开窗户和携带的智能风扇，红外线监测装置可以监测到窗外的安全程度，在提前监测到危险的情况下，自动关闭窗口。
2智能窗户控制系统硬件设计 2.1设计方案
硬件电路模块设计主要包括单片机控制电路设计，LCD显示电路设计，控制遥控电路设计，换风与过筛系统设计等，系统的总设计框图如图1所示。
图1 系统总设计框图
智能窗户控制智能系统使用电机驱动皮带，皮带驱动两个窗口滑动开关且由固定在墙上的两个导轨带动。两个框架固定的平行导轨可以通过电机带动窗框围绕导轨滑动。在一根皮带和两个固定滑轮的作用下，主动力滑轮会带动次动力滑轮利用皮带带动窗框在导轨上实现窗户的智能控制。其主要的动力部分由步进电机提供，步进电机与窗框滑动之间的转换由滑轮与皮带进一步实现。
基于51单片机压力检测系统设计
福建工程学院电子信息与电气工程系
页脚内容
学号： xxxxxxx
xx 大 学
毕业设计（论文）
（xxxx届）
题 目 基于51单片机的压力检测系统设计
学 生 xxxx
学 院 xxxxxxxxxxxxxxxx 专业班级
xxxxxxxx
校内指导教师 xxxx 专业技术职务 xxxxxx
校外指导老师 专业技术职务
二〇xxx年六月福建工程学院电子信息与电气工程系
页脚内容
基于51单片机的压力检测系统设计
摘 要：本设计借助压力传感器将压力信号转换成电信号，经过信号放大，使用高精度A/D转换器件，将模拟信号转换成数字信号，再经单片机运算处理转换成LCD液晶可以识别的信息，最后显示输出。初始化后可以重设阈值，系统能够实现手动存储八个以内的数据，并可以查询历史记录，对存储的数据进行统计分析，并且在实时压力检测的过程中，预警电路一直监视系统的运行。
本设计根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理，设计出了测量压力传感器的硬件电路。采用单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。本课题设计的压力检测系统具有压力测量、超重报警、压力存储及历史数据查阅和压力值数据的统计分析。该系统的压力检测范围为0-10Kg，测量精度可以达到10g，具有高精度，低成本，易携带的特点。采用LCD12864液晶显示测量结果，比传统压力检测系统的精确度更高和直观性更好。另外，该系统电路简单，成本低，使用寿命长，应用范围广等优点。
基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计
基于51单片机酒精浓度检测仪的设计毕业论文设计
酒精浓度检测仪是一种常用的安全检测设备，主要用于检测酒驾等违法行为。本文将设计一款基于51单片机的酒精浓度检测仪，并详细介绍其设计思路和实现方法。
首先，我们需要明确酒精浓度检测的原理。酒精浓度检测常采用的原理是气体传感器测量酒精气体的浓度，然后将测量结果转化为电信号，通过微处理器进行处理和显示。
首先，我们选择合适的气体传感器来检测酒精浓度。目前市场上常用的气体传感器有MQ-3型、MQ-4型等。我们可以从中选择一个适合的传感器进行使用。传感器的输出信号一般为模拟信号，所以我们需要通过ADC模块将模拟信号转化为数字信号供单片机处理。
接下来，我们需要设计硬件电路。酒精浓度检测仪需包括传感器模块、单片机模块和显示模块。传感器模块将酒精气体浓度转化为电信号，单片机模块负责处理传感器信号并进行计算，显示模块用于显示测量结果。
在传感器模块中，我们需要将传感器与电路连接，供电并连接到单片机部分的ADC模块。
在单片机模块中，我们需要将单片机与ADC模块连接，接收传感器模块传来的信号，并进行处理和计算。根据不同的酒精浓度范围，我们可以设置不同的报警阈值，超过阈值时触发报警功能。
在显示模块中，可以采用数码管、液晶屏等方式进行显示。我们把单片机处理后的结果转化为适合显示的形式，如显示测量结果和报警状态等，以便用户直观了解。 在软件设计方面，我们需要编写酒精浓度检测仪的控制程序。首先，我们需要配置单片机的IO口和ADC模块。然后，我们需要对传感器模块的输出信号进行采样和处理，将模拟信号转化为数字信号。接着，我们需要编写算法对数字信号进行处理和计算，得到酒精浓度的数值。最后，我们需要根据酒精浓度的数值判断是否触发报警功能，并将处理后的结果显示在显示模块上。
在实际运行中，我们需要进行实验验证，根据测量结果对传感器的响应曲线进行校正，提高检测精确度。同时，还需要注意对仪器进行定期维护和校准，保证检测仪的正常运行。