基于单片机的PM2.5检测系统（有完整资料）

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编号：

CJ-51-2021-007

设计简介：

本设计是基于单片机的PM2.5检测系统，主要实现以下功能：

• 可实现LCD1602显示PM2.5的具体数值以及最大数值；
• 可实现通过按键调节PM2.5的最大值大小；
• 可实现通过继电器控制降尘装置自动降尘；

标签：51单片机、LCD1602、PM2.5、自动降尘

题目扩展：灰尘检测、降尘系统

一、中控部分

核心控制器：STC89C52单片机

• 功能：
  • 数据获取：从输入部分获取PM2.5浓度数据。
  • 数据处理：对采集到的PM2.5浓度数据进行分析，判断是否超过设定的最大值。
  • 控制输出：根据处理结果，控制LCD1602显示模块、继电器、LED和蜂鸣器等输出设备。
• 特点：
  • STC89C52单片机具有丰富的I/O端口、定时器和中断系统，能够高效处理多任务。
  • 通过编程实现数据采集、分析和输出控制。

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二、输入部分

输入部分由以下四部分组成：

1. PM2.5传感器 + ADC0832组成的PM2.5检测模块
   • 功能：检测当前环境中的PM2.5浓度。
   • 特点：PM2.5传感器能够实时监测空气中的颗粒物浓度，ADC0832用于将模拟信号转换为数字信号，便于单片机处理。
2. 独立按键
   • 功能：
     • 通过三个独立按键切换界面（如显示PM2.5浓度、设置PM2.5最大值等）。
     • 设置PM2.5的最大值，作为报警阈值。
   • 特点：按键操作简单，方便用户切换不同的功能和设置参数。
3. 供电电路
   • 功能：为整个系统提供稳定的电源。
   • 特点：供电电路设计合理，确保各模块正常工作，同时具备过流、过压保护功能，提高系统的安全性。

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三、输出部分

输出部分由以下四部分组成：

1. LCD1602显示模块
   • 功能：
     • 显示当前PM2.5浓度。
     • 显示设置的PM2.5最大值。
   • 特点：LCD1602显示清晰，适合展示实时数据和系统状态。
2. 继电器
   • 功能：
     • 当PM2.5浓度超过设定的最大值时，继电器闭合，触发外部设备（如空气净化器）。
   • 特点：继电器能够实现电气隔离，适合控制大功率设备。
3. LED
   • 功能：
     • 当PM2.5浓度超过设定的最大值时，LED点亮，进行光报警。
   • 特点：LED响应速度快，适合作为简单的报警指示。
4. 蜂鸣器
   • 功能：
     • 当PM2.5浓度超过设定的最大值时，蜂鸣器发出声音，进行声报警。
   • 特点：蜂鸣器声音明显，能够有效提醒用户。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分是PM2.5传感器，第十部分是ADC0832。第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 PM2.5实物测试

如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得空气中PM2.5浓度为156ug/m3。

图5-2人数和温度检测实物图

5.3 设置PM2.5阈值实物测试

如图5-3所示，此设计中设置的PM.5最大设置阈值是200ug/m3，当检测大于阈值时继电器打开，除尘风扇打开。声光报警打开。

图5-3设置PM2.5阈值实物图

设计摘要：

本设计以STC89C52单片机为核心控制器，构建了一个PM2.5检测系统。系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STC89C52单片机，负责数据处理和输出控制。输入部分包括PM2.5传感器和ADC0832模数转换器的PM2.5检测模块、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器、LED和蜂鸣器组成的声光报警器。通过LCD显示器实时显示PM2.5值，当PM2.5超过设定最大值时，继电器闭合，同时LED和蜂鸣器发出报警信号。该系统可实现对PM2.5浓度的监测和报警功能，为环境保护和健康提供实时监测与提醒。

关键词：单片机；PM2.5检测模块；LCD1602显示器

字数：9000+

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摘 要

ABSTRACT

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.2.1 STC89C52单片机

3.2.2 晶振电路和复位电路

3.3 液晶屏显示模块

3.4 PM2.5粉尘传感器

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 PM2.5实物测试

5.3 设置PM2.5阈值实物测试

结 论

参考文献

致 谢