毕业论文-细颗粒物（PM2.5）检测系统的设计

1、 PAGE 0 本科毕业论文（设计）(2015届)细颗粒物（PM2.5）检测系统的设计 院 系 电子信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 指导教师 2014年5月摘要随着现代工业发展，污染越来越严重，空气质量也越来越受人们关注。PM2.5检测器也随之被广泛应用。本课题所研究的PM2.5检测器采用STC89C52为核心控制器，利用气体传感器MQ-2、ADC0809模数转换器的A/D转换原理，将被测的模拟量转化为数字量，然后已数字的形式显示出来，实现基本功能。并且还使用keil软件进行所需要的程序的编程还有调试，编程结束时，会生成一个hex文件，并将此文件导入已做好的仿真软件中，这样可

2、检测软件编程的正确与否。控制器STC89C52通过这些传感器和芯片，当环境中烟雾浓度或可燃气体浓度等发生变化时系统会发出相应的灯光报警信号和声音报警信号，以此来实现烟雾报警，当烟雾达到一定的范围时，系统还可以加上驱动继电器工作，继电器可以驱动负载，如换气风扇、报警信号灯、消火栓水龙头开关等。实现智能报警控制。关键词：气体传感器MQ-2；空气质量检测；单片机；智能控制AbstractWith the development of city, the pollution is more and more serious, air quality is becoming more and more

3、attention by people. PM2.5 detector has been widely applied.This topic research of PM2.5 STC89C52 detector is used as the core controller, using MQ - 2 gas sensor, A/D conversion principle of ADC0809 , the analogue into digital quantity will be measured, and then has digital display, in the form of

4、realization of basic functions. And also use the keil software programming and debugging of the required program, at the end of the programming, generates a hex file, and the file to import the simulation software has been completed, the software programming can be detected correctly or not. Control

5、ler STC89C52 through these sensors and chips, when the smoke concentration in the environment or combustible gas concentration change system have a corresponding light alarm signals and voice alarm signal, in order to realize the smoke alarm, when smoke reaches a certain scope, the system can also a

6、dd drive relay work, relay can drive load, such as ventilation fan, alarm lights, fire hydrant water faucet switch, etc.to intelligent alarm control.Key words: MQ-2 gas sensor;Air quality detection ;MCU;intelligent control目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc368343137 摘要 PAGEREF _Toc368343137 h 0 HYPE

7、RLINK l _Toc368343138 Abstract PAGEREF _Toc368343138 h 1 HYPERLINK l _Toc368343139 1 绪论 PAGEREF _Toc368343139 h 3 HYPERLINK l _Toc368343140 1.1 课题的研究背景 PAGEREF _Toc368343140 h 3 HYPERLINK l _Toc368343141 1.2 课题的研究目的与意义 PAGEREF _Toc368343141 h 3 HYPERLINK l _Toc368343142 1.3 PM2.5检测器的发展与现状 PAGEREF _T

8、oc368343142 h 3 HYPERLINK l _Toc368343143 1.4课题的研究内容 PAGEREF _Toc368343143 h 4 HYPERLINK l _Toc368343144 2 PM2.5检测器的总体方案设计 PAGEREF _Toc368343144 h 4 HYPERLINK l _Toc368343145 2.1系统的功能要求 PAGEREF _Toc368343145 h 5 HYPERLINK l _Toc368343146 2.2 系统的技术要求 PAGEREF _Toc368343146 h 5 HYPERLINK l _Toc36834314

9、7 2.3 系统的组成及方案设计 PAGEREF _Toc368343147 h 5 HYPERLINK l _Toc368343148 3 系统的硬件设计 PAGEREF _Toc368343148 h 6 HYPERLINK l _Toc368343149 3.1 主控电路 PAGEREF _Toc368343149 h 6 HYPERLINK l _Toc368343150 3.2 烟雾探测电路的设计 PAGEREF _Toc368343150 h 9 HYPERLINK l _Toc368343151 3.2.1 MQ-2介绍 PAGEREF _Toc368343151 h 9 HYP

10、ERLINK l _Toc368343152 3.2.2 ADC0809介绍 PAGEREF _Toc368343152 h 10 HYPERLINK l _Toc368343153 3.3 数码管显示电路设计 PAGEREF _Toc368343153 h 11 HYPERLINK l _Toc368343154 3.4 声光报警提示电路 PAGEREF _Toc368343154 h 12 HYPERLINK l _Toc368343155 3.4.1 灯光提示电路 PAGEREF _Toc368343155 h 12 HYPERLINK l _Toc368343156 3.4.2 声音报

11、警电路 PAGEREF _Toc368343156 h 13 HYPERLINK l _Toc368343157 3.5 按键电路 PAGEREF _Toc368343157 h 14 HYPERLINK l _Toc368343158 4 系统的软件设计 PAGEREF _Toc368343158 h 15 HYPERLINK l _Toc368343159 4.1 软件介绍 PAGEREF _Toc368343159 h 15 HYPERLINK l _Toc368343160 4.2 系统程序流程图 PAGEREF _Toc368343160 h 16 HYPERLINK l _Toc3

12、68343161 5 PM2.5检测器的测试结果及结论 PAGEREF _Toc368343161 h 18 HYPERLINK l _Toc368343162 5.1 调试 PAGEREF _Toc368343162 h 18 HYPERLINK l _Toc368343163 5.2 结论 PAGEREF _Toc368343163 h 20 HYPERLINK l _Toc368343164 致谢 PAGEREF _Toc368343164 h 22 HYPERLINK l _Toc368343165 参考文献 PAGEREF _Toc368343165 h 231 绪论1.1 课题的研

13、究背景 随着社会的发展，工业的发展，城市家庭的私家车持有量剧增，气候的变化使污染物不断积累，还有草原的沙漠化，生物质燃烧量，如秸秆焚烧，对大自然的排放的废物越来越多，其中对空气质量有着比较大的影响，最明显的就是近几年的雾霾现象，就是空气质量明显下降所表现出的现象，形成这一现象原因就是空气中细颗粒物的含量过高的所产生的，细颗粒物又称作PM2.5.PM2.5面积大，颗粒直径下，活性强，有可能附带有毒、有害物质，例如，重金属、微生物等，而且在大气中的飘行距离比较远，在空气中滞留的时间也比较长，从而对人们的身体的健康产生一些影响. 1.2 课题的研究目的与意义人们的身体健康会受细粒颗粒的影响，因为细粒

14、颗粒物的直径足够小，就可以足够的深入呼吸道。10m直径的细粒颗粒会在呼吸道上随着时间进行积累，2m以下的，因为细粒颗粒足够的小，就可以足够的深入呼吸道的内部。如果肺泡有细粒颗粒物，则通气功能会被其影响，人体就会有缺氧的可能。细颗粒物会使呼吸道受刺激，咳嗽，呼吸困难，降低肺功能，加重哮喘，导致慢性支气管炎，心率失常，因此，对细颗粒物进行研究并预防就很有必要，此时可利用烟雾传感器对空气进行检测，如果目标空气的pm2.5含量超过预定值，则烟雾传感器报警，此时就不适宜在此空气条件下进行活动。而且最近几年火灾事故的频发，使得人们提高了对火灾的警惕，故烟雾传感器可用于火灾易发生的场所，对于火灾的预防和检测

15、起到非常显著的作用1.3 PM2.5检测器的发展与现状国内外有很多PM2.5检测器，主要由信号采集，信号处理，数字显示以及对参数控制等一些部分组成。世界各国对PM2.5检测都做了大量的研究，开发出一系列检测器，尤其是细颗粒物浓度传感器的出现，解决了粉尘以往传感器不能实时监测作业场所细颗粒物浓度的问题。国内PM2.5检测技术发展比较晚，主要以采样器，直读式检测器为主，最近几年，随着信息技术的发展及光电技术，计算机技术的提高，国内产的GCG500传感器在市场上得到了广泛的使用。1.4课题的研究内容烟雾报警器，主要检测可燃气体和烟雾，再通过单片机控制相应的声光报警。通过数码管显示当前的烟雾值，通过按

16、键设定相应的阀值。该项目主要是为了完成任务，包括：硬件部分：包括传感器的选择，显示模块的选择，烟雾信号转换电路的设计，报警驱动电路的设计。（2）软件部分：包括微处理器控制程序的编制和原理图的绘制。（3）系统的综合调试与分析：在其他的工作完成后，对系统完成任务的情况进行调试和评测，然后分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足。2 PM2.5检测器的总体方案设计本课题主要是实现对已设置的pm2.5值的报警及控制，下面分别对系统功能要求、系统技术要求及系统实现方案总体阐述。2.1系统的功能要求本系统的研制主要包括以下几项功能：(1)烟雾探测功能：为了提高烟雾报警的准确性和及时性，烟雾报警系统需要使用

17、各种方法进行烟雾探测。在实际使用中，根据不同的场所，有效的探测烟雾的方法是根据一些物理特性来进行探测，比如温度，可燃性气体，可根据用户的需求来选择；(2)灯光报警功能：当被测对象空气中的颗粒物浓度大于所设定的值得浓度，报警器就会用灯光来报警，驱动电路可以驱动火灾控制负载工作。2.2 系统的技术要求为了实现我们实验的目的，我们就知道我们的实验所需的要求，也就可以确定这个系统的所需的要求，根据这些要求，我们可以选用单片机，因为它的成本低，而且产能也很充足，可以应付我们实验的要求，这样可以使我们实验的系统具有体积小，耗能低，而且性能相对稳定的优点，也可以使我们的实验更容易完成，具体的要求如下:(1)

18、体积小：探测器的体积要很小，这样才能使占用的空间减少，使用或者更换才会更方便；(2)功耗低：系统可以5v电源供电。(3)可靠性高:由数码管显示，既可以灯光报警，也可以声音报警，二者可以同时进行。提高报警的可靠性。2.3 系统的组成及方案设计本设计主要由烟雾探测传感器电路、单片机、灯光报警电路、负载驱动电路、控制程序和编解码程序等组成。系统的组成结构如下：图2.13 系统的硬件设计3.1 主控电路STC89C2是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，并且还是一种高性能，低能耗的的一种单片机，而且这种单片机还拥有更加丰富的硬件资源，而且它的存储也为开发和应用带了不小的方便，这就是为什么STC89

19、C52可以为一些嵌入式控制系统提供高灵活、高效率的运行结果。也就是为什么此次实验我们采用STC89C2的原因。 STC89C52引脚介绍 2根主电源引脚VCC一端是用正5伏的电源来接通的，其引脚为Pin40。GND一端和地线相连接，其引脚为Pin20。2根外接晶振引脚XTAL1一端是输入片内振荡电路的一端，其引脚为Pin19。XTAL2一端是输出片内振荡电路的一端，其引脚为Pin20。4根控制引脚RST/VPP是改引脚出现用2个机器周期的高电平就可以来进行复位功能的引脚，其引脚为Pin9。ALE/PROG是会使地址锁存的信号锁存的一端引脚，其引脚为Pin30。PSEN是会使外部存储器读选通的信

20、号的一端引脚，其引脚为Pin29。EA/VPP是会让程序存储器的内部和外部进行选通，如果接入低电平，会从外部程序存储器读取指令，如果接入高电平，会从内部程序存储器读指令的一端引脚，其引脚为Pin31。32根可编程输入/输出引脚STC89C52单片机有8位的可编程I/O口，一共有4组，这些位是P0、P1、P2、P3口，每个口有8位，即8根引脚，一共32根。P0口为P0.0P0.7，是8位双向I/O口线，Pin39Pin32P1口为P1.0 P1.7，是8位准双向I/O口线，Pin1Pin8 P2口为P2.0P2.7，是8位准双向I/O口线，Pin21Pin28P3口为P3.0P3.7，是8位准双

21、向I/O口线，Pin10Pin17工作频率为35Mhz，可选6T/12T。 图3.2 STC89C52 DIP封装图最小系统包括单片机包括其所需要的时钟，电源、复位等部件，这样单片机会处于正常的运行状态。单片机能运行的必备条件是有电源、时钟等电路，核心部分就是最小系统的应用系统，通单片机能完成较复杂的功能，是因为有存储器扩展，模数转换扩展等。STC89C52是一种拥有简单并且可靠的芯片的单片机，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。(1) 时钟电路STC89C52单片机的时钟信号一般有两种方式来产生：内部时钟方式是第一种，外部时钟方式是第二种。在我们的试验中，我们使用的时钟

22、信号方式是内部时钟的方式，如图3.4所示。内部的时钟脉冲信号是由单片机的自激振荡器形成。图3.4 STC89C52内部时钟电路 （2） STC89C52中断技术 如果没有中断技术，那么CPU不能处理其他的事情，只能等到任务完成才可以继续进行，这样的话效率就会低很多，于是就算出现了中断技术，当任务中有其他的需要优先处理的任务时，先中止当前任务，先去处理更高优先级的任务，更好优先级的任务完成后，才返回原来的任务，继续从刚刚的中止的地方继续完成任务，这样就可以高效的利用CPU，并且节约了不少的时间。3.2 烟雾探测电路的设计图3.7 烟雾探测电路如图3.7所示，在这个电路中，有两个部分，一个是烟雾传

23、感器，这部分的功能是来检测烟雾，ADC0809将受到刚刚由烟雾传感器检测完的电压信号，单片机会读取模数转换电路将模拟信号转换成数字信号的数值由并进行处理。3.2.1 MQ-2介绍MQ-2型气体传感器用于以氢气为主要成分的城市煤气、天然气、液化石油的测量，而且它抗干扰能力强，水蒸气、烟等干扰气体对它的影响小。MQ-2型气敏元件具有以下特点：（1）长期工作的稳定性。（2） 单功耗低。（3） 性能优秀。（4）广泛的探测范围 （5）高灵敏度快速响应恢复（6）优异的稳定性长寿命 （7）简单的驱动电路 MQ-2型气敏元件有两种型号。一种适用于一般的无毒的气体，另一种适用于有毒的气体。3.2.2 ADC08

24、09介绍ADC0809芯片有28条引脚， HYPERLINK /view/154910.htm t _blank 封装是双列直插式，如图所示。各引脚功能如下。IN0IN7是具有8路模拟量的输入端。2-12-8是具有8位数字量的输出端。3位地址输入线分别是ADDA、ADDB、ADDC，功能是选通8路模拟输入中的一路ALE的作用是地址锁存允许的信号，不过要输入高电平才有效。START是A/D转换启动脉冲输入端，启动它要输入一个正脉冲（ADC0809复位是由脉冲上升沿触发，启动A/D转换由下降沿触发）。A/D转换的结束信号是EOC，当此端输出一个高电平，则A/D转换结束时（转换期间一直为低电平）。

25、HYPERLINK /view/324739.htm t _blank 数据输出允许信号是OE，高电平才可以触发。如果此端输入一个高电平，并且输出三态门打开，然后进行数字量输出，则表示A/D转换结束。CLK是时钟脉冲输入端。功能是使 HYPERLINK /view/1087.htm t _blank 时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）是基准电压。Vcc接入+5V的电源。GND：地。首先输入3位地址，并使ALE=1，这样会让 HYPERLINK /view/1498669.htm t _blank 地址锁存器存入地址。 HYPERLINK /view/189742.htm t

26、 _blank 译码选通8路模拟输入之一会让此地址译码到 HYPERLINK /view/421754.htm t _blank 比较器。 HYPERLINK /view/6159.htm t _blank 寄存器复位使用的是START上升沿将逐次逼近的方法。 A/D转换由下降沿启动，EOC输出信号变低，与此同时表示转换正在进行。到A/D转换完成时，它的输出值变为高电平，与此同时表示A/D转换结束，已存入 HYPERLINK /view/629932.htm t _blank 锁存器保存结果数据，中断申请可以使用该处理过的信号。当高电平输入OE时，与此同时输出三态门会打开， HYPERLINK

27、 /view/712987.htm t _blank 数据总线上会接收输出结果。刚刚的结果在传送给 HYPERLINK /view/1012.htm t _blank 单片机进行处理，而这些数据是由A/D转换后得到。如何确认A/D转换的完成是 HYPERLINK /view/5593592.htm t _blank 数据传送的关键，因为只有确认数据传输完成后，才能进行下一步的传送过程。这里会介绍三种传送方式。（1）定时传送方式 无论哪一种A/D HYPERLINK /view/110440.htm t _blank 转换器，它的转换时间是一个固定的，因为它的硬件是固定的，是已知的。有个例子，比

28、如ADC0809转换时间为128s，这个值是固定的，就是和64个机器周期的6MHz的MCS-51单片机是差不多的。一个延时 HYPERLINK /view/933538.htm t _blank 子程序就可以根据这个特性来进行设计，调用此子程序可以实现A/D转换启动，延迟时间一到，就可以完成转换， HYPERLINK /view/5593592.htm t _blank 数据传送就可以继续进行。（2）查询方式A/D转换芯片有一种信号，它表示转换完成，有个例子，就比如ADC0809的EOC一端。如果转换完成，就可以用此查询方式，并且查询EOC的状态，如果完成了， HYPERLINK /view/

29、5593592.htm t _blank 数据传送就可以继续进行。（3） HYPERLINK /view/2595212.htm t _blank 中断方式 HYPERLINK /view/600250.htm t _blank 中断请求信号是一种表示转换已经完成的一种信号即EOS，进行数据传送是用中断方式的来完成的。无论哪一种方式让转换完成进行确认，那么数据传送就可通过指令来进行。首先送OE信号有效，然后让单片机接受送上 HYPERLINK /view/712987.htm t _blank 数据总线的转换数据。3.3 数码管显示电路设计图3.8 数码管显示电路设计LED数码管（LED Se

30、gment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管分为动态显示和静态显示驱动两种。，第一种静态显示方法是都用一个单片机的I/O端口来驱动任何一个段码，第二种是使用二-十进制的译码器进行驱动译码，比如BCD。编程简单，这是静态驱动的优点，显示亮度高也是他的优点，占用I/O端口多，这就是它的缺点，如果要58=40根I/O端口来驱动，才可以驱动5个数码管用于静态显示，这样占用的端口实在是太多了，在一些的条件下是无法实现的占用这么多的端口，实际条件的应用下若要驱动就必须要增加其他的设备，这样的话设计起来考虑的东

31、西就会更多，更加不好设计，时间和材料的成本和也就会提高。但是单片机中实际运用中应用最为广泛的一种显示方式是数码管动态显示接口，就是通过每个数码管的选通控制电路是可以由数码管的公共极COM增加位来实现，当单片机输出字形码时，相同的字形码会输入所有数码管，但字形会由数码管怎样显示，是受对位选通COM端电路的控制来影响的。在轮流显示过程中，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，并且每位数码管的点亮时间只有1到2ms，所以实际上各位数码管不会同时接通，但只要有足够快的扫描的速度，人体就会感觉就是显示了一组稳定的显示数据。动态显示比静态显示的优点是如下，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。本设

32、计利用三极管驱动数码管，用4.7k电阻起到限流作用，使得数码管亮度适中。3.4 声光报警提示电路3.4.1 灯光提示电路图3.9左下为灯光提示电路LED英文单词的缩写，主要含义：LED = Light Emitting Diode，发光二极管。，它的作用是能够将电能转化为可见光的的一种装置，；它改变了HYPERLINK /view/23342.htm白炽灯钨丝发光和HYPERLINK /view/8413.htm节能灯三基色粉发光的原理是通过这个装置来改变的，并且，这个装置采用的的原理是HYPERLINK /view/63151.htm电场发光。根据有效的资料和实验，LED的特点有如下，使用时

33、间长、能量转换的效率高、产生的HYPERLINK /view/2121.htm辐射低与产生的耗能低。这是新世纪的新一代光源代表，LED因其产生的高尼特的亮度、热损耗低的耗能、长时间使用、无毒物质的产生、可回收再利用等是LED之所以成为新一代光源的原因，这就是为什么21世纪最有发展前景的绿色照明光源是LED。我国的LED产业起步于20世纪70年代，经过多年的开发与发展，景观照明和普通照明等场景是产品的主要运用的地方，我国是世界上运用照明和生产照明电器的主要大国之一。近几年来，随着人们对半导体发光材料不断开发，对材料的不断地研究，人们对这项技术不断地了解，于是就让LED制造工艺的不断的上升和对新材

34、料的开发与应用，比如氮化物晶体和荧光粉这些材料就运作在LED显示技术上，LED已经有了一些飞跃式的进展，比如运用各种颜色的高亮度显示，还有功耗的明显降低，也就使其的效率上升了近1000倍，可见光波段可以显示各种颜色，这是在色域一方面的明显进步，还有最具发展潜力的LED就是超高亮度的白色LED，这就有这样一种潜能，让LED运用到市场，最终普及的可能。还有这么一种可能，LED是新世纪最有用的创造。本设计利用LED显示来指示PM2.5报警。3.4.2 声音报警电路图3.10右上为声音报警电路这种装置是一个电子报警器，具有报警的功能，也就是蜂鸣器，这种装置需要使用直流电压的方式来进行供电的方式，这种装

35、置的使用场景比较广泛，玩具中，家用电器，汽车电子，它最为一种报警器件来报警以示提醒。 这种装置有2种类型，第一种是压电式，第二种是电磁式。第一种的压电式是由压电蜂鸣片、 HYPERLINK /view/746794.htm t _blank 多谐振荡器、共鸣箱及阻抗匹配器、外壳等组成。一些压电式的外壳上还装有 HYPERLINK /view/84213.htm t _blank 发光二极管来进行光源报警。 HYPERLINK /view/30363.htm t _blank 晶体管或集成电路构成的多谐振荡器。它的作用是接通电源后，比较低的电压,多谐振荡器起振,会产生音频信号，这些信号的频率是1

36、.52.5kHZ，匹配的阻抗会让蜂鸣器工作即报警警示。第二种是电磁式 ，电磁式蜂鸣器由电磁线圈、振荡器、振动膜片，磁铁及外壳等组成。接通电源后，通过电磁线圈音频信号电流是由振荡器产生的，产生的磁场就是由电磁线圈产生的。本次的设计采用有源蜂鸣器。三极管Q1起开关作用，其基极的低电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声；而基极高电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声。 3.5 按键电路本设计采用按键接低的方式来读取按键，单片机初始时，因为为高电平，当按键按下的时候，会给单片机一个低电平，单片机对信号进行处理单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键盘每一个I/O 口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地

37、（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的I/O少。独立式键盘接法比较适合我们实验的场景。根据单片机I/O口读取口的电平高低来取决于是否有键按下，这样可以实现独立式键盘。让常开键的一端I/O 口，另一端接地，一开始I/O口置于高电平这是有程序控制的，若要I/O口保护高电平，则表示此时无键按下。若I/O 口为低电平，则表示有按键按下。按键松开后，单片机内部的上拉电阻使I/O口仍然保持高电平。如果我们想知道按键动作的产生与否，我们所要做的就是在程序中查寻此I/O口的电平状态就可以知道了。在用单片机有一个不可缺少的一步对于键盘的处理，那就是键盘去抖。

38、这里的键盘抖动，不是我们在按键时通过注意可以避免的，而是当键盘在未按到按下的临界区产生的电平不稳定正常现象。这种抖动一般10200毫秒之间，这种抖动对人来说是不可感知的，但是对机器来说是可以感知的。硬件去抖动就是用硬件电路的方法来改善抖动的可能性，软件去抖动不是去掉抖动，而是处理已经稳定的键盘，而这稳定的键盘是避开键盘抖动的时候。所以这里选择了软件去抖，实现的方法是检查按键当有低电平出现时延时100毫秒以避开抖动的时间（经典值为20毫秒），再检查一次I/O 口的值在延时完成之后，若此时的值为1 表示低电平的时间不到100毫秒，则此时的信号为干扰信号。若此查询的值是0时，则此时的信号表示按键按下

39、了，就会调用对应的处理程序。硬件电路如图3.12所示：图3.12 按键电路图3.1总体电路如图3.1所示，上面的图为protel99se所画，实时显示当前的PM2.5值，共有3个按键来设置报警值。4 系统的软件设计4.1 软件介绍Keil C51是美国Keil Software公司出品的一种软件开发系统，它可以兼容单片机的软件开发，并可以使用的是C语言，而且C语言比汇编更有一些优点，比如方便，易被开发者理解，传递性理解更加有可能，所以，C语言传播性比汇编更加广泛，而且在修改上也更加容易。 Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只

40、要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。Protel99SE是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件。Windows操作系统里的软件设软件就可以使用这个软件，这个软件可以用于网页设计以及电路原理图的设计，pcb的电路板设计和plc器件等的设计和工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层。Protel99SE软件的特点：(1)可生成多种的电气连接网络表； (2)比较完善的全局编辑功能； (3)原理

41、图和pcb图的同步功能； (4)原理图和PCB同步时，原理图和PCB图中可以双向交叉查找引脚、元器件、网络表格；(5)可以从电气原理图标注元器件符号到pcb图中，同时也可以从pcb图中注释到原理图中； (6)满足国际化设计要求； (7)支持用CUPL语言和原理图设计，可以生成标准的JED文件的， PCB设计可生成32个信号层，并且支持16个电源地层还有16个机加工层； (8)比较完善的设计环境，符合现实中常规的批量的设计处理规则检查； (9)比较智能覆铜系统，可以自动重铺覆铀； （10）设计可以参考许多的标准电路板； Protel99SE的工作界面是一种标准的Windows界面，如图所示，包括

42、：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 4.2 系统程序流程图4.3系统仿真 图4.1为proteus仿真截图，此图共有1个报警值，报警值可以通过按键进行设定，默认开机时报警值是45，当浓度值大于45时，黄灯闪烁.图4.1仿真截图5 PM2.5检测器的测试结果及结论5.1 调试调试过程中首先要检测的就是硬件电路的设计原理是否正确、能否达到预期效果以及实现方法是否简便等等；其次在焊接好难有线电路之后，认真检查电路的焊接情况。这次采用的是分块调试的方法，烟雾探测电路，控制电路以及单片机控制电路

43、进行调试。在对每个模块的进行调试过程中又采用了由局部到整体，由简单到复杂的调试方法，最后再将各个模块总和成一个整体。在调试过程中遇到的问题有：由于在焊电路之前没有认真的查看STC89C52的管脚，使得管脚的顺序全部焊错了，最后只能重焊；烟雾值一直显示很高，经过查阅资料和换元件测试发现，烟雾传感器初次使用得通电几小时以上才可以正常使用，要做老化试验。在解码程序的编写过程中，随着理解的深入也作了相应的修改。 5.2 结论烟雾传感器可用于PM2.5检测，PM2.5为一种由于工业发展所导致的一种环境恶化的空气问题，对人类的生命和环境的可持续发展构成了极大的威胁。所以人类一直也未停止过对PM2.5的研究

44、，空气的细粒颗粒检测是使用烟雾传感器最多的地方，故烟雾传感器在PM2.5的检测上可以起到巨大的作用。本文在参考了国内外大量资料的基础上，针对传统的一系列PM2.5报警探测器存在的问题，合理地提出了PM2.5报警器的设计方法。极大地提高了产品的实用性和市场竞争力。本课题中设计的PM2.5报警探测器由传感器电路与无线通信电路两大部分构成。控制处理器是以管脚资源丰富的STC89C52为核心，实现对探测器写入信号和对信号进行编译等人机交互功能。应用程序以C语言编写，充分利用芯片的内部资源，提高了代码执行效率，减小了代码的容量。由于该探测器具有体积小、功耗低、安装调试简单、可靠性高等优点，因此，该烟雾探

45、测器有着良好的市场前景。但是，由于本人在各方面的知识不够全面，该报警器还有较多需要提高的地方。比如：添加感应温度的传感器，可以判断实验环境的温度情况。致谢这次毕业设计得到了很多人的帮助，其中王俊杰老师对我的关心和支持尤为重要，每次遇到难题，我首先想到的就是向王老师寻求帮助。另外，他严谨的作风使我的论文即使在谨小细微处也给予了纠正，让我的论文无论是结构还是内容变得更加公整、紧凑，感谢王老师对我的悉心指导。这是一次印象深刻的实验，而且我可以完成这样一个设计，作为检验这些年来学习的成果,在这次试验中，我们在学习的最后时光里，可以动手去学习一些实践知识，提高自己最基本的操作，在反复思考中去锻炼思维。感

46、谢在此次设计期间和我共同来完成设计的11级同学，还有给予过我帮助的伙伴们，正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我学习到了知识以外的东西。参考文献1陈权昌,李兴富.单片机原理及应用M.广州:华南理工大学出版社,2007.82李庆亮.C语言程序设计实用教程M.北京:机械工业出版社,2005.33杨志忠.数字电子技术M.北京:高等教育出版社,2003.12.4及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程M.北京:电子工业出版社,2007.8.5徐江海.单片机实用教程M.北京:机械工业出版社,2006.126胡宴如.模拟电子技术M.北京:高等教育出版社,2008

47、.67 刘宁.单片机多功能时钟的设计M.浙江:浙江海洋学院,2009. 8 汪文，陈林.单片机原理及应用M.湖北:华中科技大学出版社,2007.9 康华光.电子技术基础数字部分M.北京:高等教育出版社,2008.附录1 pcb截图2 系统程序/程序头函数#include /宏定义#define uint unsigned int #define uchar unsigned char#define Data_ADC0809 P1 /管脚声明sbit Feng = P30;/ADC0809sbit ST=P33;sbit EOC=P34;sbit OE=P32;/按键sbit Key1=P35;sbit Key2=P36;sbit Key3=P3