PM2.5空气质量检测仪的设计与制作 - 图文(4)

LED的特点非常明显，寿命长、光效高、辐射低与功耗低。作为目前全球最受瞩目的新一代光源，LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。本设计利用不同颜色的LED指示不同的测量信号。

3.4.2蜂鸣器驱动电路:

一般都包含以下几个部分：一个三极管、一个蜂鸣器、一个限流电阻。

蜂鸣器为发声元件，在其两端施加直流电压（有源蜂鸣器）或者方波（无源蜂鸣器）就可以发声，其主要参数是外形尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、驱动方式（直流/方波）等。这些都可以根据需要来选择。本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换风系统电路

主要原理是：用风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气，主要能够起到过滤粉尘、异味、有毒气体和杀灭部分细菌的作用。

3.6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，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。根据本设计的需要这里选用了独立式键盘接法。

3.6.1按键硬件电路如下图3-10所示：

图3-10按键硬件电路

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粉尘测试仪系统软件设计

系统程序流程如4-1图所示。

图4-1 系统程序流程

四 PM2.5 4.1

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4.2 浓度参考值的键盘设定程序设计

因为不同环境中粉尘浓度不同，粉尘流动量也不一样，人在不同环境中工作所承受的最大粉尘量也不一样，所以在更换环境时要设置不同的粉尘浓度参考值（该环境中能接受粉尘浓度最大值），当浓度超过所设定值时，粉尘检测仪报警，我们根据报警就可以采取相应措施或使人员撤离工作现场或动力降低粉尘浓度。 本模块利用独立按键方式通过三个独立按键累加输入参考值，通过单片机比较采集的数据与参考值来控制蜂鸣器是否报警。同时可以通过独立按键来进行参考值和当前浓度值的显示切换。

4.2.1 键盘扫描的设计

在单片机应用系统中，扫描键盘只是CPU的工作任务之一。在实际应用中要想做到既能及时响应键操作，又不过多的占用CPU的工作时间，就要根据应用系统中的CPU的忙闲情况，选择好键盘的工作方式，本次设计主要是设计的小型系统CPU工作比较空闲，所以用编程扫描方式。

(1) 键盘扫描程序的功能

(a) 判别键盘上有无键按下。其方法为扫描键盘接入口，若全为“1”，则键盘无键按下，若不全为“1”，则有键按下。

(b) 去除键的抖动影响。其方法为判断到有键按下后，软件延时一段时间（一般为10ms左右）后，再判断键盘状态，如果仍为按下状态，则认为有一个确定的键按下，否则按键抖动处理。当键盘释放时，判断到有键释放也软件延时一段时间，如果仍为键释放状态，则认为键确实释放了。

(c) 求按键位置，对各键进行逐个扫描，最后却定按下的键号。

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(2) 键盘扫描程序流程图如4-2图所示。

开始键盘扫描有键闭合Y延时去抖N扫描键盘找到闭合键YN计算键值N闭合键释放Y建立无效标志建立有效标志返回

图4-2 键盘扫描程序流程

4.3 信号采集部分的程序设计

因为粉尘浓度是连续变化的模拟信号，通过粉尘采集器可以将环境中的粉尘浓度转换为模拟电信号，然后通过信号放大器将转换来的电信号放大成0～5V的电压信号。

4.3.1 数据采集流程图设计

粉尘数据采集模块流程图如图4-3所示。

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开始设置模拟通道地址输出启动信号修改模拟通道地址等待读转换结果N是否读取完数据Y结束

图4-3 粉尘数据采集模块流程

4.4 蜂鸣器报警部分程序设计

该部分是当采集到的环境中的粉尘浓度大于参考值时，单片机就会驱动蜂鸣器报警，然后采取相应措施降低粉尘浓度或者使人员撤离工作现场。该蜂鸣器是通过P3^3口与单片机相连。

图4-4 报警电路流程设计

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