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一、课题研究动态
随着经济水平的增长，人们对健康越来越看重，温湿度和PM2.5，甲醛成为人们日常关注的必备，本课题想自制一个实时检测温湿度和PM2.5，甲醛浓度设计，并且可以随时设置温湿度和PM2.5值，甲醛浓度值。
二、课题研究意义
室内湿度也不宜过高或过低，室内湿度过高，人体散热就比较困难。室内湿度过低，空气干燥，人的呼吸道会干涩难受。
室内温度不宜过高也不宜过低。室温过高会使人感到闷热难受，令人精神不振、头昏脑胀，昏昏欲睡。较长时间在温度过高的室内生活，常会口干舌燥、眼睛干涩。在北方冬天用火炉烧煤取暖的房间，温度过高时，还容易导致外感风寒。室内温度过低也不好，会使人感到寒冷、缩手缩脚，在温度低的房内，人体散热过快，可促使人体不断地增加产热量，大大地消耗人体热能。
室内的温度、湿度不但对人体健康有影响，而且对物品的存放也有影响。室内温度、湿度过高，会使衣服发霉、虫蛀，各种食品发霉变质。因此，应该经常注意调整，使室内保持适宜的温度和湿度。
据悉，2019年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有70万人死于因臭氧导致的呼吸系统疾病，有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关。《美国国家科学院院刊》（PNAS）也发表了研究报告，报告中称，人类的平均寿命因为空气污染很可能已经缩短了5年半。
世界银行发布的报告表明，由室外空气污染导致的过早死亡人数，平均为每天1000人，每年有35至40万的人面临着死亡。具体来讲，早在1997年，世界银行就预计有5万中国人因为空气污染而过早死亡。总体来说，这份报告发现，中国的空气污染使得城市居民的寿命减少了18年。
三、设计（论文）研究内容，拟解决的主要问题
本系统主要由单片机系统、液晶显示、温湿度采集模块、PM2.5采集模块和甲醛模块。采用单片机作为主控芯片，将采集到的温湿度和PM2.5，甲醛浓度显示到LCD1602液晶上，来实现当前环境的采集。
其系统框图如图1所示。
STM32简介
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，其中STM32F1系列有：STM32F103“增强型”系列，STM32F101“基本型”系列，STM32F105、STM32F107“互联型”系列。
增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。
内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。
存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。
时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。
低功耗：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT。
调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。
DMA：12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。
3个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6 V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。
2通道12位D/A转换器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE独有。
最多高达112个的快速I/O端口：根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。
最多多达11个定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个16位的6通道高级控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出。2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器用于驱动DAC。
最多多达13个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调试控制）。3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。
ECOPACK封装：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封装形式。
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