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：