基于单片机温湿度PM2.5报警设置系统

**单片机设计介绍,基于单片机温湿度PM2.5报警设置系统

文章目录

  • 一 概要
  • 二、功能设计
    • 设计思路
  • 三、 软件设计
    • 原理图
  • 五、 程序
  • 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机温湿度PM2.5报警设置系统概要主要涵盖了系统的整体设计思路、硬件组成、软件实现以及报警功能等关键方面。以下是对该系统的详细概述:

一、系统概述与目标

本系统旨在实现对环境温湿度以及PM2.5浓度的实时监测,并根据预设的阈值进行报警。通过单片机作为核心控制器,结合温湿度传感器和PM2.5传感器,系统能够实时采集并处理环境数据,确保在环境参数超出安全范围时能够及时发出报警信号。

二、硬件组成

单片机:作为系统的核心控制器,负责接收传感器数据、处理数据以及控制报警装置。
温湿度传感器:用于实时监测环境的温度和湿度,并将数据传输给单片机。
PM2.5传感器:用于实时监测环境中的PM2.5浓度,同样将数据发送给单片机。
显示模块:用于实时显示当前的温湿度和PM2.5值,方便用户查看。
报警装置:当环境参数超出预设阈值时,报警装置会发出声光报警信号,提醒用户注意。
三、软件实现

数据采集与处理:单片机通过接口电路与传感器相连,实时采集温湿度和PM2.5数据,并进行必要的滤波和校准处理。
阈值设置:用户可以通过按键或上位机软件设置温湿度和PM2.5的报警阈值。
报警判断与控制:单片机根据实时采集的数据与预设阈值进行比较,一旦超出范围,则控制报警装置进行报警。
四、报警功能

声光报警:当环境参数超出预设阈值时,系统会通过蜂鸣器发出声音报警,并通过LED灯闪烁进行光报警。
显示报警:在显示模块上,当某一项或多项参数超出范围时,会显示相应的报警信息,提示用户注意。
五、总结与展望

基于单片机温湿度PM2.5报警设置系统通过实时监测环境参数并设置报警阈值,为用户提供了一个便捷、有效的环境监测手段。未来,随着传感器技术的不断进步和单片机性能的提升,该系统可以进一步优化和完善,提高监测精度和报警响应速度,更好地满足实际应用需求。

需要注意的是,具体的设计实现可能因应用场景、硬件选型和系统要求等因素而有所不同。因此,在实际设计过程中,需要根据具体需求进行定制和优化。

二、功能设计

基于单片机温湿度PM2.5报警设置系统,实时检测温湿度传感器的值,通过LCD液晶作为显示,可以设置温湿度上下限范围,通过LED显示温度和湿度过高过低等状态,同时也可以显示PM2.5当前状态。

设计思路

设计思路
文献研究法:搜集整理相关单片机系统相关研究资料,认真阅读文献,为研究做准备;

调查研究法:通过调查、分析、具体试用等方法,发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法;

比较分析法:比较不同系统的具体原理,以及同一类传感器性能的区别,分析系统的研究现状与发展前景;

软硬件设计法:通过软硬件设计实现具体硬件实物,最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19,具体如图。在本科单片机设计中,设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus,由于Altium Designer功能强大,可以设计硬件电路的原理图、PCB图,且界面简单,易操作,上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境,用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术,能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一,通过设计出硬件电路图,及写入驱动程序,就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外,protues还能实现PCB的设计,在仿真中也可以与KEIL实现联调,便于程序的调试,且支持多种平台,使用简单便捷。
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原理图

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五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计,具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言,C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然,由于其功能强大,C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中,C语言已经逐步完全取代汇编语言,因为相比于汇编语言,C语言编译与运行、调试十分方便,且可移植性高,可读性好,便于烧录与写入硬件系统,因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计,能够实现快速调试,并生成烧录文件,被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25

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