空气净化系统设计 毕业论文

1、江苏理工学院毕业设计说明书（论文）jiangsu university of technology 本科毕业设计（论文） 空气净化系统设计 学院名称： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 10电子2w 学 号： 10311210 姓 名： 路 超 群 指导教师姓名： 戴霞娟 指导教师职称： 讲 师 二一四 年 五 月空气净化系统设计摘要：随着社会经济水平持续向前发展，人们对生活质量的需求日益提高，对自身所处的生活环境越来越关注，不断出现的空气污染事件极大的推动了公众对空气净化器的需求与了解。该空气质量净化系统主要由水过滤、风扇净化、负离子净化等部分组成，风扇将外部环境空气带入系

2、统中，烟雾传感器对空气进行检测，通过水过滤和负离子净化后回到外部环境，达到净化功能。本设计在总结前人对于这方面课题研究的成果基础上，对空气质量净化系统进行了优化设计。关键字：水泵；水位检测；负离子；电机；烟雾传感器the system design of air purificationabstract：along with the social economic level and sustained development，the quality of peoples life demand is increasing day by day,more and more attention

3、to their living environment, the growing air pollution event has been heavily promoted public demand for air purifiers and understanding.air purifier is to point to to adsorption, break down, or transformation of various pollutants in the air, improve the indoor air cleaner products.the water qualit

4、y purification system is mainly composed of air filter,smoke sensor to test the air， fan of purification, negative ions purify parts.fan to the external environment of air into the system, through the water after filtration and negative ions purify the return to the external environment, to achieve

5、purification function. in the design for this aspect on the basis of research results, optimized design of air purification system.keywords： water pump; detection of water level;anion;electrical machine;smoke sensorii目 录序 言1第一章 课题分析与方案论证21.1课题任务分析21.2 设计方案2第二章 硬件电路52.1单片机最小体统52.2电源模块72.2.1 芯片介绍72.2.

6、2 电路设计72.3 水过滤模块82.3.1 芯片介绍82.3.2 电路设计92.4烟雾传感器模块102.5负离子模块112.6 altium designer软件设计说明12第三章 软件设计143.1软件总流程图143.2各子程序设计153.2.1 延时子程序153.2.2 按键检测子程序153.2.3 电机调速子程序163.2.4 水过滤子程序183.2.5 负离子净化子程序183.2.6 空气质量判断子程序193.2.7 智能净化子程序20第四章 软硬件联合调试214.1 硬件调试214.2 软件调试214.3 软硬件联合调试224.4 指标测量及结果224.4.1 指标测量及分析224

7、.4.2 存在问题24第五章 总结与展望25参考文献26致 谢28附录一 硬件原理图29附录二 元器件清单32附录三 程序清单33附录四 硬件实物图46- 2 -序 言国家空气净化器相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备。对空气中的污染物有一定去除能力的装置。主要是指房间内使用的单体式空气净化器以及集中空调通风系统内的模块式空气净化器。空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括pm2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的产品，以清除室内空气污染的家用和商用空气净化

8、器为主。常规型净化器的机器内的微风扇（又称通风机）使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤器（两次过滤）后将各种污染物清除或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器（工作时负离子发生器中的高压产生直流负高压），将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。本说明书共分为5章，第一章课题分析与方案论证；第二章对硬件进行了详细的说明；第三章对系统的软件进行了分析；第四章对软硬件进行分别调试和联合调试，说明调试过程中出现的问题，并对问题做出了分析；第五章总结与展望，总结本次设计中心得，从中吸取知识更好地面对未来。第一章 课题分析与方案论证1.1课题任务

9、分析本课题要求设计一个空气净化系统，具体要求如下：（1）实时监测空气质量；（2）能实现水过滤、风机净化、负离子净化等多种净化方式；（3）风机净化要能实现速度调节；（4）能实现自动净化和手动净化两种方式；（5）对水过滤能监控，缺水警报。 根据要求，本次设计需要用到风机、水泵、负离子发生器、烟雾传感器、开关电源等外围器件。风机将外部环境空气抽入空气净化器中，首先活性炭过滤，然后空气送入净化环节；水泵将水从进水口抽入，出水口放在过滤网上，这样在水落下的时候能过滤空气中的颗粒；最后空气到达负离子发生器附近，负离子发生器中的高压产生直流负高压，将空气不断电离，产生大量负离子，被风扇送出，形成负离子气流，

10、这样就能达到清洁、净化空气的效果。 1.2 设计方案 根据本次课题的内容及课题任务的要求，空气净化系统主要由控制系统、烟雾传感器、电源模块、风机净化模块、负离子净化模块、水过滤模块、水位检测模块、蜂鸣器报警模块构成。根据原理，设计了两种方案，如下所示。方案一：采用stc89c52单片机为核心，主要由烟雾传感器、电源模块、风机净化模块、负离子净化模块、水过滤模块、水位检测模块、蜂鸣器报警模块等外围电路构成。其设计框图如图1所示 。 图1-1 方案一的设计框图方案二：采用fpga芯片为核心，主要由烟雾传感器、电源模块、风机净化模块、负离子净化模块、水过滤模块、水位检测模块、蜂鸣器报警模块等外围电路

11、构成。其设计框图如图2所示。图1-2 方案二的设计框图方案一优点：1、采用stc89c52贴片式芯片，具有p1、p2、p3、p4四个8位并行端口，i/o口够用。 2、输出pwm波的c51程序简单、误差小。 3、stc89c52贴片式芯片价格便宜。缺点：1、芯片没有内部晶体震荡电路和复位电路，需要外接。方案二 优点：1、fpga芯片有内部晶体震荡电路和复位电路，不需要外接。缺点：1、fpga芯片及下载器价格相对较贵。 2、低电路速度，信号传播延迟较长。 3、fpga的编程信息需存放在外部存储器上 ，需外部存储器芯片 ，保密 性差。综上所述，方案一的优点多于方案二，且缺点较少，故选择方案一。第二章

12、 硬件电路本系统硬件设计电路包括：独立的单片机最小系统；电源模块，将电源适配器输出的24v直流转化成5v直流；水过滤模块，单片机i/o口输出控制水泵的开关；烟雾传感器模块，采用tpm-300e传感器将外部空气质量转化成数字量；负离子模块；串行通信采用rs-232标准。2.1单片机最小体统stc89c52单片片内包含8kb的可反复擦写的只读程序存储器（perom）和256b的随机存取数据存储器（ram），片内配置有通用8位中央处理器（cpu）和flash存储单元。stc89c52单片机功能强大，应用领域广泛。本设计采用的是stc89c52rc的贴片芯片，有44个引脚，相比直插式的多了p4的i/o

13、口。单片机最小系统的设计是本设计的核心,通过其外围电路实现了数据的处理及各种控制功能。它要正常工作必须具备3个条件：首先供电要正常，其次是复位电路和晶振电路要工作正常。其硬件原理图如图2-1所示。图2-1 单片机最小系统1、电源与接地端 stc89c52单片机贴片pqfp-44封装的38脚为电源端，接+5v的电源；16脚为接地端。ea悬空为高电平（+5v）。2、复位电路复位电路使单片机初始化操作，作用是使cpu和系统中其它部件在通电的瞬间都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。本系统采用上电复位电路，在reset端接一个电容至vcc(+5v)和一个电阻至接地端。这样电源上电就会在res

14、et端出现一段时间的高电平，至使器件复位。3、晶振电路图中y1为12mhz晶振，c5、c6为20pf瓷片电容。晶振主要是决定所产生的时钟频率，电容c5、c6的作用有两个：其一是使振荡器起振，其二是对振荡器的频率f起微调作用。4、i/o口p0口：是8位双向i/o口，也是地址/数据总线的复用口。内部不带上拉电阻，故在程序校验时，需要外接上拉电阻。p1口：内部带上拉电阻，可用作8位双向i/o口。p2口：内部自带上拉电阻，可用于8位数据传输。在特定情况下，p2口亦可用作地址总线的高8位。p3口：内部自带上拉电阻的8位双向i/o端口。p3口除了作为一般i/o口作用外，还有它的第二功能。 5、其他引脚说明

15、ale/：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ale输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。：程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号。/vpp：外部访问允许。如果要使cpu只访问外部程序存储器，端必须保持低电平。如果端是高电平,cpu执行内部程序存储器中的指令。2.2电源模块2.2.1 芯片介绍lm2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3a的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150khz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了lm2596

16、的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。芯片引脚图如图2-2所示。图2-2 lm2596芯片引脚图vin：正输入端，在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压，同时为lm2596提供所需的开关电流。output：输出端，这个脚上的电压可在（+vin-vsat）和-0.5v（大约）间转换。为了减小耦合，pcb上连接到该引脚的铜线区域要尽量小。gnd:接地端。feedback：反馈端，这个管脚把输出端的电压反馈到闭环反馈回路。 on/off：这个管脚可以利用逻辑电平把lm2596切断，使输入电流就降到大约80a。将这个管脚的电压下拉到低于大约1.3v时，lm2596就被打开；而上拉到高

17、于1.3v（最大到25v）时，lm2596就被关断。如果不需要使用这个功能，就可以把这个管脚接地或开路，使ic处于打开的状态。2.2.2 电路设计该系统设计电路需要两个不同直流电压，电路板采用dc24v供电，控制器、水位检测器和烟雾传感器采用5v供电，净化1和净化2风扇、负离子设备、水泵采用dc24v供电。其硬件电路如图2-3所示。图2-3 电源模块选用lm2595这款开关电压调节器是因为它能够输出3a的驱动电流，本设计中共有六个外围器件，水泵额定电流为1.5a,负离子额定电流为0.5a，两个风机额定电流为0.38a，烟雾传感器和水位浮子额定电流较小，基本可以忽略。由上面的数据可以知道电路所需

18、的最小电流为2.76a。相比其他电压调节器，lm2596发热不是那么严重，相对来说可以保护元器件。2.3 水过滤模块2.3.1 芯片介绍pc817是常用的线性光藕器件，广泛用在电脑终端机、可控硅系统设备、测量仪器、影印机、自动售票、家用电器等，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，常常在各种要求比较精密的功能电路中被当作耦合器件，具有上下级电路完全隔离的作用，相互独立不产生影响。使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。芯片内部原理图如图2-4所示。 图2-4 pc817内部原理图当输入端加电信号时，发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从

19、输出端输出，从而实现了电-光-电的转换。普通光电耦合器只能传输数字信号（开关信号），不适合传输模拟信号。线性光电耦合器是一种新型的光电隔离器件，能够传输连续变化的模拟电压或电流信号，这样随着输入信号的强弱变化会产生相应的光信号，从而使光敏晶体管的导通程度也不同，输出的电压或电流也随之不同。 2.3.2 电路设计 水过滤模块由水泵开关电路和水位检测电路组成，水泵供电电压为24v，功率为36w，计算得到额定电流为1.5a，所以在用mos管做开关使用时要注意选择mos管电流尽量大，防止电流过大击穿mos管。水位检测电路用浮子做开关，判断水位高低。其硬件电路如图2-5所示。图2-5 水过滤模块当mos

20、管gs之间有电压则ds之间导通，水泵j2引脚2接24v，引脚1接地，水泵工作。水位检测电路利用三极管做开关使用，防止信号干扰使水位浮子误判发出警报，图中ovt也为地，j7引脚1接地，引脚2接水位浮子信号线，高电平时水位正常，低电平为缺水，蜂鸣器报警。本设计中采用的水泵为水陆两用泵，可以不潜水使用，也可以潜入冷水中使用。此无刷直流水泵低功耗，性能好，使用寿命长，超过40000小时，工作时间长，可以24小时不间断工作，噪声非常低，效率高，低功耗，安全环保，低工作电压，保护环境，无垃圾，无火花，无震动，无辐射，性能稳定速度快，无干扰，较低的启动电流，操作简单。这款水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷

21、换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。水泵实物图如图2-6所示。图2-6 水泵实物图2.4烟雾传感器模块 烟雾传感器（tpm-300e-v2.2）探测气体：氨气、氢气、酒精、一氧化碳、甲烷等有机挥发气体；香烟、木材、纸张燃烧烟雾、油烟等。其接口定义及输出信号定义如图2-7所示。图2-7 烟雾传感器接口定义及输出信号定义烟雾传感器（tpm-300e-v2.2）能将空气质量的模拟信号自动转化为数字信号，由a、b端口组合输出，四种组合判断空气质量情况，分别用红黄蓝绿四种颜色的led灯表示。烟雾传感器模块实物图如图2-8

22、所示。 图2-8 烟雾传感器实物图2.5负离子模块 负离子模块负离子发生器供电电压为24v，功率为 12w，计算得出额定电流为0.5a，所以选用mos管要注意数据参数，防止电流电压过大击穿mos管。其硬件电路如图2-9所示。图2-9 负离子模块由于p3.6接单片机i/o口，而负离子发生器采用24v供电，属于弱电控制强电，为防止干扰，弱电强电用光电耦合器（pc817）隔离。当p3.6为高电平（+5v）时发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了电-光-电的转换。当mos管gs之间有电压则ds之间导通，j3引脚2接24v，引脚1接地，负离子发生器工作。

23、负离子发生器是一种生成空气负离子的装置，该装置将输入的直流或交流电经emi处理电路及雷击保护电路处理后，通过脉冲式电路，过压限流；高低压隔离等线路升为交流高压，然后通过特殊等级电子材料整流滤波后得到纯净的直流负高压，将直流负高压连接到金属或碳元素制作的释放尖端，利用尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子(e-),而电子无法长久存在于空气中（存在的电子寿命只有ns级）,立刻会被空气中的氧分子(o2)捕捉，从而生成空气负离子。负离子发生器实物图如图2-10所示。图2-10 负离子发生器实物图2.6 altium designer软件设计说明本设计硬件图采用pcb图，用altium desig

24、ner软件设计硬件原理图，用altium designer绘制印制电路板的流程图如图2-11所示。图2-11 altium designer绘制印制电路板流程图用altium designer软件设计好硬件pcb印制板图后，送到工厂进行加工，等拿到板子后再进行元器件焊接。第三章 软件设计3.1软件总流程图软件控制程序由主程序和子程序两部分组成，主要实现按键检测、电机pwm调速、led灯闪烁、蜂鸣器报警等功能。该程序由一个主程序和七个子程序构成，子程序包括：延时子程序、按键检测子程序、电机调速子程序、水过滤子程序、负离子子程序、空气质量判断子程序和智能净化子程序。主程序流程图如图3-1所示。图3

25、-1 主程序流程图3.2各子程序设计3.2.1 延时子程序延时程序用来将信号的占空比增大，提高有效电压，从而保证按键消抖和蜂鸣器发出响声的有效时间，满足时序要求。其流程图如图3-2所示。图3-2 延时程序流程图延时子程序首先设置延时初值x，然后用两个for语句构成内循环，由于本设计采用12.000mhz晶振，机器周期是1微秒，int数据类型是16位，也就是说一个循环最多延时65536微秒，达不到设计要求，所以用内循环构造一个基准延时，调用时通过设置循环次数x达到延时效果。3.2.2 按键检测子程序按键检测程序是用来判断功能按键是否按下，按键按下执行具体功能。本设计设置了5个按键，分别是电源按键

26、、风机一按键、风机二按键、水泵按键和负离子按键。其中电源按键控制电源的开启和关闭，风机一和风机二按键可以调节风机转速，三档调速，水泵按键和负离子按键控制水泵和负离子发生器的开启和关闭。其流程图如图3-3所示。 图3-3 按键检测程序流程图按键低电平有效，当检测到接按键i/o口为低电平，进行延时消抖，然后再检测按键i/o口是否仍然为低电平，是则表示按键确实被按下，读取按键代表的功能执行功能。我们常用的按键大多都是机械的，机械按键就会出现机械振动，抖动会在单片机上面出现重复扫描次数，次数多少与单片机的时钟晶振有关，时钟晶振越高单片机执行速度越快，重复次数就越多。这样就会出现检测错误，把抖动也理解为

27、按键按下。所以这里用延时程序消抖，在延时期间按键出现机械振动不会被单片机读取，这样就能保证按键功能正确。3.2.3 电机调速子程序本设计采用的是24v直流风扇，直流电机的转速是由单片机输出脉冲的占空比决定的，本设计使用的stc89c52单片机，不能直接输出pwm波，所以用定时器中断输出高低脉冲。在主程序中允许定时器t1中断，设置脉冲周期和高电平时间，当脉冲为高电平电机转动，低电平电机停止，改变脉冲的占空比就可以控制电机的转速。其流程图如图3-4所示。图3-4 定时器中断产生pwm波流程图定时器1中断产生pwm波，风机一和风机二按键控制电机转速，输出相应的pwm波，其流程图如图3-5所示。图3-

28、5 按键控制电机转速流程图设置pwm波频率为300hz，即周期为33ms，用定时器定时低电平时间，定时到了就转为高电平，这样就可以达到输出pwm波的要求。用风机的按键控制风机的转速，计数按键的次数，共4个数表示4个风机状态，停止、低档、中档和高档，分别设置高电平时间就可以达到变速的效果。3.2.4 水过滤子程序水过滤模块包括两部分程序，水位检测报警和水泵开关。当水位为缺水状态是蜂鸣器报警，红灯亮，水泵关闭；当加水水位正常后，绿灯亮，可重新启动水泵。具体流程图如图3-6所示。图3-6 水过滤流程图首先水位浮子检测水位，水位正常则计数水泵按键按下的次数，只有0和1两种状态，1表示水泵功能打开，0表

29、示水泵功能关闭。水位缺水时则蜂鸣器响，水泵关闭，这时水泵按键键值为0。3.2.5 负离子净化子程序控制负离子发生器通断的是一个开关量，当单片机输出信号为高电平时负离子发生器工作，输出信号为低电平时负离子发生器关闭。具体流程图如图3-7所示。图3-7 负离子净化子程序流程图计数负离子按键按下的次数，只有0和1两种状态，1表示负离子发生器打开，0表示负离子发生器关闭。3.2.6 空气质量判断子程序空气质量检测采用的是烟雾传感器（tpm-300e-v2.2），实时检测空气质量并且智能控制净化过程。空气质量分为优、良、中、差四个等级，分别用led灯指示，但是，因为tpm-300e系列传感器需要预热时间

30、，否则检测空气质量会不准确，所以预热时间四个指示灯会闪烁。具体流程图如图3-8所示。图3-8 空气质量判断流程图led灯闪烁的子程序在中断子程序中，用定时器定时一个基准时间，然后用循环程序设置循环时间，使led灯闪烁。等烟雾传感器预热3分钟之后，进行空气质量判断，本设计采用的烟雾传感器能将空气质量的模拟量转化为数字量，用ba信号进行表示，00表示空气质量为优，01表示空气质量为良，10表示空气质量为中，11表示空气质量为差。3.2.7 智能净化子程序烟雾传感器预热之后，用4个不同颜色的led灯代表空气质量，根据空气质量进入智能净化模式，此时不能再用按键控制净化功能。具体流程图如图3-9所示。图

31、3-9 智能净化子程序流程图当空气质量为差时，两个风机均以最高档运转，水泵和负离子发生器开；当空气质量为中时，风机1以最高档运转，风机2以中档运转，水泵和负离子发生器开；当空气质量为良时，两个风机均以中档运转，水泵和负离子发生器开；当空气质量为优时，两个风机均以低档运转，水泵开，负离子发生器关。第四章 软硬件联合调试4.1 硬件调试 本设计是基于单片机的空气质量净化系统，在设计中首先进行了硬件设计，硬件电路完成后进行硬件调试，具体过程如下：（1）通电前先进行静态调试，因为电路板为pcb印制板，元器件大多使用贴片元器件，首先用万用变测量元器件焊接是否有短路、虚焊的情况。确保元器件焊接正确后通电测

32、量。（2）通电后首先检查电源模块，将开关电源24v接在电路借口，看是否输出为+5v电压。（3）检查蜂鸣器电路是否工作，将接蜂鸣器电路的单片机i/o口接+5v，看蜂鸣器是否会响。（4）检查led灯是否会亮，将+5v串联1k电阻接发光二极管正极，地接负极，检测是否每个led灯都会亮。这些检查完了之后还要检查每个负载的功率，计算元器件是否能承受，会不会存在电流过大击穿元器件的情况。所有检查完毕后再进行软件调试4.2 软件调试由于已经进行了硬件调试，所以软件调试主要是软件的编译和功能的仿真。在进行功能调试前必须用keil c软件对所有程序进行编译，编译成功产生可执行的.hex文件后方可进行硬件仿真。进

33、行软件调试时不在pcb板上调试，而是用51单片机开发板，用led灯模拟子程序是否工作正常。本系统设计是分模块进行程序设计的，所以调试时要对各个模块程序进行调试。调试从最简单的子程序开始，先调试按键检测模块，看按键按下对应led灯是否会亮，然后用示波器接pwm波输出端口，看输出脉冲占空比是否正确，最后一次检查剩下的模块子程序，全部调试成功后再对各个子程序进行整合，进行整个程序的功能调试。4.3 软硬件联合调试 本系统设计采用的是模块设计的方法，所以调试时要对每个模块逐一调试，各个模块都调试成功后再整合调试，先将总程序编译无误后下载到单片机中，进行综合调试。将外围器件端口与硬件连接好，确保连接无误

34、后通电，首先检查空气质量指示灯是否闪烁正常，其次按功能键，看对应元件是否工作，最后按下电源键，看各元器件是否停止工作。反复调试几次，一定要在达到功能的情况下系统稳定不出错。4.4 指标测量及结果4.4.1 指标测量及分析测量仪器包括数字万用表、示波器、转速仪。数字万用表用来测量电源模块输出电压，测量结果为5.00v。示波器用来测量风机控制信号pwm波脉冲，分为高、中、低三档，具体波形如图4-1，图4-2，图4-3所示。图4-1 风机净化高档pwm波形图4-2 风机净化中档pwm波形图4-3 风机净化低档pwm波形风机满转时转速为1500rad/min,由上面三幅图可以看出当转速为高档时，脉冲全

35、为+5v高电平，风机全速运行；转速为中档时，脉冲占空比约为74.48%，计算得出理论转速为1117rad/min；转速为低档时，脉冲占空比约为37.07%，计算理论转速为556rad/min。转速仪用来测量风机高、中、低三档转速，具体测量数据如表4-1。表4-1 风机转速测量数据风机档位低中高实际风机转速520rad/min1040rad/min1370rad/min理论电机转速556rad/min1117rad/min1500rad/min由上表数据可得，转速存在误差，因为理论转速是空载时测量，另外风机在转动过程中会受到外界环境的干扰，会减慢转速，所以误差可以接受，高、中、低三档实际转速基本

36、成比例。4.4.2 存在问题 经过软硬件联合调试之后，发现系统设计存在一些问题，具体问题和解决方案如下：（1） 板子存在静电 解决方案：静电主要是负离子发生器产生的，工作时负离子发生器中的高压产生直流负高压，正高压无法排除积聚在板子上所以存在静电。解决方案是将负离子的地线连地（不是电路板的地）。（2） 烟雾传感器在预热时，led灯闪烁，此时按按键不能实现其他功能 解决方案：之前led灯闪烁程序用的是延时循环，在循环中无法检测按键，所以就在程序中改用定时器中断，可以达到设计要求。第五章 总结与展望经过四年的学习，终于完成了我的空气质量净化系统的设计，基本完全达到设计要求，我感到很开心很满足。过程

37、当中用到的单片机作为控制核心，led灯作为显示部分，及其他外围电路，共同组成了我的毕业设计。首先设计的是它的硬件电路，最重要的部分是stc89c52控制芯片，所有的数据处理都是采用的单片机控制，其次是电源模块电路，水过滤模块电路，负离子净化电路等功能电路。其次我们设计了它的软件部分，通过用c语言编程实现对元器件的控制。从这次的毕业设计中，我意识到在以后的学习中，要理论和实际相结合，把我们所学的理论知识用到实际当中，而不是纸上谈兵。另外我相信通过这次的学习我能够达到举一反三的效果，在以后的工作中做更多的设计。但是这次设计还有些不足之处，在有些细节方面刚开始做的很不详细，没有考虑周全，所以硬件pc

38、b有瑕疵。我想原因在于自己平时对自己的学习要求的不够严格才会出现这样那样的问题，在将来我会克服这些缺点的，力争做到更好。参考文献1 丁建，胡昱希.无线传感器网络节点应用的硬件设计j.国外电子元器件，2008，(08):37-40.2 张大踪，杨涛，魏东梅.一种低功耗无线传感器网络节点的设计j.仪表技术与传感器，2006，(10):54-57.3 铁勇，邦改枝，李媛.基于cpld控制的直流电机pwm控制器的设计j.内蒙古大学学报（自然科学版），2006，(06):69-73.4 黄安贻，罗全成，胡业发.全数字智能直流调速系统设计j.微计算机信息，2006，(02):114-116. 5 张新荣，

39、徐保国.单片机控制pwm直流双闭环调速系统设计j.电气应用，2010，(16):66-69.6 邓星钟.机电传动控制m.武汉:华中科技大学出版社，2001.7 陈景贤.单片机控制的直流电机pwm调速控制器设计j.湛江师范学院学报，2008，(03):123-126.8 高峰.单片微机应用系统设计及实用技术m.北京:机械工业出版社，2004.9 杨靖.用单片机控制的直流电机调速系统j.机床电器，2008，(01):45-47. 10 茹占军，谢家兴.基于at89s52单片机直流电机调速系统的设计j.软件导刊，2010，(08):106-107.11 彭小峰，雷李.基于proteus和keil的整

40、合构建单片机虚拟实验室j.重庆工学院学报，2007，(04):67-68.12 何立民.单片机应用系统设计m.北京:北京航空航天大学出版社，1997. 13 naderi-boldaji，mojtaba；sharifi，a；alimardani，r；hemmat，a；keyhani，a；loonstra，e. h；weisskopf，p；stettler，m；keller，t.use of a triple-sensor fusion system for on-the-go measurement of soil compaction j soil & tillage research，20

41、13, 128.14 林益平.单片机c语言课程教学的探索与实践j.电气电子教学学报，2007，(04):104-106.15 arshad，wm；ryckebush，t；broddefalk，a；magnussen，f；lendenmann， h；lindenmo，m. characterization of electrical steel grades for direct application to electrical machine design tools j.journal of magnetism and magnetic materials，2008，320(20).致 谢

42、 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。走出校园，我们的人生将有一番新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去，本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先要感谢带我毕业设计的戴霞娟老师，在毕业设计中遇到的问题，都能得到老师的悉心指导和帮助，在设计遇到瓶颈的时候，老师为我们留在学校指导毕业设计，为我们找到突破口。通过这次毕业设计我不但更深

43、地掌握了单片机控制方面的知识，更为重要地是也学到了做人做事应该所必要的素质，那就是戴老师那种治学严谨、平易近人、无私奉献的精神。 其次要感谢我的同学们，感谢他们在毕业设计的过程中给我的帮助，感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。同时感谢从我进入大学以来，学校所有在学习和生活方面对我关心的老师。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。附录一 硬件原理图附录二 元器件清单元件名型号个数贴片电阻（0805）5111k1710k236k

44、1贴片电容（0805）20pf20.01uf10.1uf210uf1贴片发光二极管（0805）红色2黄色1蓝色1绿色11电解电容220uf/25v1470uf/50v1电感100mh1稳压二极管ss141三极管ss80502场效应管bf5101irf37101蜂鸣器1晶振12.000mhz1单片机stc89c521光电耦合器pc8172电平转换芯片lm25961烟雾传感器tpm-300e-v2.21负离子发生器1水泵24v/36w1风机24v/0.38a2水位浮子1开关电源24v/5a1插座、插针若干附录三 程序清单端口定义文件define.h：#include stc89c52.h#ifnd

45、ef _define_h_ #define _define_h_extern void define();sbit power=p33;/定义按键端口：电源，风机1，风机2，水过滤，负离子sbit dianji1=p17;sbit dianji2=p32;sbit filter=p16;sbit anion=p15;sbit water=p12;/水位检测信号sbit shuibeng=p37;/水泵开关信号sbit bee=p40;/蜂鸣器信号sbit dianji_1=p34;/风机1控制信号sbit dianji_2=p35;/风机2控制信号sbit fulizi=p36;/负离子开关信

46、号sbit sensor_a=p13;/烟雾传感器a信号sbit sensor_b=p14;/烟雾传感器b信号sbit high=p11;/给p1.1高电平sbit d3=p01;/水位检测缺水sbit d1=p03;/水位检测正常sbit d2=p05;/空气质量优sbit d4=p06;/空气质量良sbit d6=p02;/负离子灯sbit d7=p07;/空气质量中sbit d8=p04;/水过滤灯sbit d5=p27;/空气质量差sbit d9=p26;/净化1高sbit d11=p25;/净化1中sbit d13=p24;/净化1差sbit d15=p23;/净化2高sbit d1

47、4=p22;/净化2中sbit d12=p21;/净化2差sbit d10=p20;/电源灯#endif主程序：#include stc89c52.h#include define.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define led_time 500#define dianji_time 33uint t1,t2,t3,t4,t5,t6,tt1;/定义按键计数次数uint pwm1,pwm2,pwm_on1,pwm_on2;uint wait,led,bee_time,bee_time2;/*延时子程序void delay(uint x)uint i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j1) t1=0; if(filter=0)/判断水泵按键 delay(50);/延时消抖 if(filter=0) while(filter=0); t2+; bee=1; delay(50); bee=0; if(t21) t2=0; if(dianji1=0)/判断净化1按键 delay(50); /延时消抖 if(dianji1=0) while(dianji1=0); t3+; bee=1; delay(50); bee=0; if(t33