51单片机空气质量检测设计全套资料(仿真 原理图 PCB 源码)

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51单片机PM2.5+DHT11上下限报警 GP2Y1010AU空气质量监测程序原理图PCB与Proteus仿真制作出来的实物图如下:
4.png

元件清单:
Comment    Designator    LibRef
蜂鸣器    BUUZER    BUZZER
电解电容    C1    10uF
电解电容    C2    220uF
瓷片电容    C3, C4    18pF
电解电容    C5    470uF
瓷片电容    C6    104
排针    DC 5V    Header 2
触点开关    JIA, JIAN,RESET    SW-PB
液晶    LCD1602    LCD1602
发光二极管    LED1, POWER    SI3317-H
灰尘传感器    PM1    GP2Y1010AU
温湿度传感器    U3    dht11
三极管    Q1    S8550
排阻    R1    4.7K
电阻    R2, R4, R5, R6    2K
电阻    R10    150
电阻    R3    10K
自锁开关    SW1    SW-SPDT
单片机座    U1    DIP-40
单片机    U1    STC89C52
A/D模数转换芯片    U2    ADC0832
晶振    Y1    11.0592M

流程图.jpg

Altium Designer画的原理图和PCB图如下:(附件中可下载工程文件)
2.png 1.png

仿真原理图如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载)由于Proteus里面没有pm2.5模块的库 所以用的一个可变电阻来代替
3.png

部分单片机源程序如下:完整源码可以下载附件
  1. #include"LCD1602.h"  //添加LCD1602头文件
  2. #include"dht11.h"          //添加DHT11头文件
  3. #include"adc0832.h"
  4. #include<math.h>
  5. sbit BUZZER = P1^3;         //蜂鸣器驱动端口==P1^3
  6. sbit Reduc  = P3^2;         //按键键输入端口==P1^7
  7. sbit Add = P3^3;         //按键加输入端口==P3^1
  8. sbit Mode = P3^4;         //按键加输入端口==P3^1
  9. sbit LED1=P2^0;
  10. sbit LED2=P2^1;
  11. uchar Rx_buf[4],Rxnum=0;
  12. uchar T1L=15,T1H=35,R1L=30,R1H=80;
  13. void InitUART(void)                         //这是串口的基本配置,配置他的波特率是9600.这些参数都是标准的。
  14. {
  15.     TMOD = 0x20;
  16.     SCON = 0x50;
  17.     TH1 = 0xFD;
  18.     TL1 = TH1;
  19.     PCON = 0x00;
  20.     EA = 1;
  21.     ES = 1;
  22.     TR1 = 1;
  23. }

  24. /*
  25. * UART 发送一字节
  26. */
  27. void UART_send_byte(char dat)
  28. {
  29.         SBUF = dat;
  30.         while (TI == 0);
  31.         TI = 0;
  32. }

  33. /*
  34. * UART 发送字符串
  35. */
  36. void UART_send_string(unsigned char *buf)
  37. {
  38.         while (*buf != '\0')
  39.         {
  40.                 UART_send_byte(*buf++);
  41.         }
  42. }
  43. /************************************************
  44. ** 函数名称 : void main(void)
  45. ** 函数功能 : 主函数
  46. ** 输    入 : 无
  47. ** 输    出 : 无
  48. ** 说    明 :
  49. ************************************************/
  50. void main(void)
  51. {
  52.         double PM,pm1,pm2;
  53.         int PMVAL=0,HPM=200,PM_count=0,pm1_count=0;
  54.         uchar T1_data=0,R1_data=0,T2_data=0,R2_data=0;//温度、湿度变量
  55.         uchar shezhi_flag=1,Mode_flag=1,n=1;//设置变量
  56.         uchar bueezr_flag=0,count=0,buzzer_time=9;//蜂鸣器报警变量
  57.         uint Mode_count=0;
  58.         uchar disp[16]  ={"PM2.5:0000ug/m3 "};
  59.         uchar disp1[16]= {"T :00C    RH:00%"};
  60.         uchar Tx_Buf[15];
  61.          InitUART();                        //初始化串口                                          
  62.         LCD_Init();
  63.     WriteChar(1,0,16,disp); //在第一行显示‘内容’
  64.         WriteChar(2,0,16,disp1); //在第二行显示‘内容’
  65.         while(1)
  66.         {
  67.                
  68.                 T1_data=Read_TRH(0,0);//温度
  69.                 disp1[3]=T1_data/10+0x30;//十位
  70.                 disp1[4]=T1_data%10+0x30;//个位

  71.                 R1_data=Read_TRH(1,0);//湿度
  72.                 disp1[13]=R1_data/10+0x30;//十位
  73.                 disp1[14]=R1_data%10+0x30;//个位
  74.                                                                           
  75.                 pm1+=read_data(1);
  76.                 if(++PM_count>=20)
  77.                 {
  78.                           PM_count=0;
  79.                            pm1=pm1/20;
  80.                         pm2+=pm1;
  81.                         pm1=0;
  82.                         if(++pm1_count>=5)
  83.                         {
  84.                                 pm1_count=0;
  85.                                 PM=pm2/5;
  86.                                 PM=PM*50/255;
  87.                                 PM-=4;
  88.                             PM/=5;
  89.                                 PM*=1000;
  90.                                 PMVAL=PM;
  91.                                 PMVAL+=235;        PMVAL=PMVAL/9;
  92.                                 if(PMVAL>=9999)PMVAL=9999;
  93.                                 WriteCOMDATA(0x86,0);
  94.                                 if(PMVAL<0)//PMVAL=0;
  95.                                 {WriteCOMDATA(0+0x30,1);PMVAL=abs(PMVAL);}
  96.                                 else WriteCOMDATA(PMVAL/1000+0x30,1);
  97.                                 WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1);
  98.                                 WriteCOMDATA(PMVAL/10%10+0x30,1);
  99.                                 WriteCOMDATA(PMVAL%10+0x30,1);
  100.                                 PM=pm1=pm2=0;
  101.                         }
  102.                 }

  103.                 /*调用报警函数,温湿度是否在设定范围内*/
  104.                 //温度值与报警值比较
  105.                 if(T1_data<T1L)
  106.                 {
  107.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
  108.                 }
  109.                 else if(T1_data>T1H)
  110.                 {
  111.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
  112.                 }
  113.                 //湿度值与报警值比较
  114.                 if(R1_data<R1L)
  115.                 {
  116.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
  117.                 }
  118.                 else if(R1_data>R1H)
  119.                 {
  120.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
  121.                 }
  122.                 //PM值与报警值比较
  123.                 if(PMVAL>HPM)
  124.                 {        
  125.                         bueezr_flag=1;
  126.                 }
  127.                 if(T1_data>T1L&&T1_data<T1H  && R1_data>R1L&&R1_data<R1H  &&  PMVAL<HPM)
  128.                 {
  129.                         bueezr_flag=0;
  130.                         BUZZER=1;
  131.                 }
  132.                 /*******蜂鸣器报警********/
  133.                 count++;if(count>buzzer_time*10)count=buzzer_time+1;
  134.                 if(count%buzzer_time==0 && bueezr_flag)
  135.                 {
  136.                         BUZZER=~BUZZER;//蜂鸣器取反  发出声音提示
  137.                 }
  138.                
  139.                 /*******Mode键设置报警参数********/
  140.                 if(Mode==0 && Mode_flag)
  141.                 {         
  142.                         WriteCOMDATA(0x0F,0);//LCD显示光标
  143.                         Delay(100);
  144.                         if(Mode==0)
  145.                         {
  146.                                 BUZZER=1;
  147.                                 bueezr_flag=0;

  148.                                 Mode_flag=0;
  149.                                 shezhi_flag=1;
  150.                                 n=1;
  151.                                 while(1)                  
  152.                                 {                                                                        
  153.                                         switch(shezhi_flag)
  154.                                         {
  155.                                                 case 1:
  156.                                                 if(n)
  157.                                                 {
  158.                                                         n=0;
  159.                                                         WriteChar(1,0,16,"T1L:00C  T1H:00C");//在第一行显示内容                                 
  160.                                                         WriteChar(2,0,16,"R1L:00%  R1H:00%");//在第二行显示内容
  161.                                                         WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);
  162.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);
  163.                                                         WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);
  164.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);
  165.                                                         WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);
  166.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);
  167.                                                 }
  168.                                                         WriteCOMDATA(0x84,0);WriteCOMDATA(T1L/10+0x30,1);
  169.                                                         WriteCOMDATA(0x85,0);WriteCOMDATA(T1L%10+0x30,1);
  170.                                                         WriteCOMDATA(0x85,0);
  171.                                                 break;
  172.                                                 case 2:
  173.                                                         WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);
  174.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);
  175.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);
  176.                                                 break;
  177.                                                 case 3:
  178.                                                         WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);
  179.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);
  180.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);
  181.                                                 break;
  182.                                                 case 4:
  183.                                                         WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);
  184.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);
  185.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);
  186.                                                 break;

  187.                                                 case 5:
  188.                                                 if(n)
  189.                                                 {
  190.                                                         n=0;
  191.                                                         WriteChar(1,0,16,"    PM2.5 SET   ");//在第一行显示内容                                 
  192.                                                         WriteChar(2,0,16,"HPM2.5:    ug/m3");//在第二行显示内容                                                        
  193.                                                 }
  194.                                                 WriteCOMDATA(0xC7,0);
  195.                                                 WriteCOMDATA(HPM/1000+0x30,1);
  196.                                                 WriteCOMDATA(HPM/100%10+0x30,1);
  197.                                                 WriteCOMDATA(HPM/10%10+0x30,1);
  198.                                                 WriteCOMDATA(HPM%10+0x30,1);
  199.                                                 WriteCOMDATA(0xCA,0);
  200.                                                 break;                                                
  201.                                         }
  202.                                         Delay(200);
  203.                                         //加
  204.                                         if(Reduc==0)
  205.                                         {
  206.                                                 Delay(200);
  207.                                                 //while(Reduc==0);
  208.                                                 switch(shezhi_flag)
  209.                                                 {         
  210.                                                         case 1:T1L+=1;break;
  211.                                                         case 2:T1H+=1;break;
  212.                                                         case 3:R1L+=1;break;
  213.                                                         case 4:R1H+=1;break;
  214.                                                         case 5:HPM+=1;break;
  215.                                                 }               
  216.                                         }
  217.                                         //减
  218.                                         if(Add==0)
  219.                                         {
  220.                                                 Delay(200);
  221.                                                 //while(Add==0);
  222.                                                 switch(shezhi_flag)
  223.                                                 {
  224.                                                         case 1:T1L-=1;break;
  225.                                                         case 2:T1H-=1;break;
  226.                                                         case 3:R1L-=1;break;
  227.                                                         case 4:R1H-=1;break;
  228.                                                         case 5:HPM-=1;break;
  229.                                                 }               
  230.                                         }
  231.                                         //短按切换设置项目   长按退出设置页面
  232.                                         if(Mode==0)
  233.                                         {
  234.                                                 Delay(300);
  235.                                                 while(Mode==0)
  236.                                                 {
  237.                                                         Delay(300);
  238.                                                         Mode_count++;
  239.                                                         if(Mode_count>6)
  240.                                                         {
  241.                                                             WriteChar(1,0,16,"PM2.5:0000ug/m3 ");//在第一行显示内容
  242.                                                                 WriteCOMDATA(0x86,0);
  243.                                                 if(PMVAL<0)//PMVAL=0;
  244.                                                {WriteCOMDATA(0+0x30,1);PMVAL=abs(PMVAL);}
  245.                                                else WriteCOMDATA(PMVAL/1000+0x30,1);
  246.                                                WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1);
  247.                                                WriteCOMDATA(PMVAL/10%10+0x30,1);
  248.                                                WriteCOMDATA(PMVAL%10+0x30,1);
  249.                                                                 WriteChar(2,0,16,disp1); //在第二行显示内容
  250.                                                         }
  251.                                                 }
  252.                                                 if(Mode_count>6)
  253.                                                 {
  254.                                                         Mode_count=0;shezhi_flag=0;
  255.                                                         //当下限值大于上限值时,蜂鸣器鸣叫1S提示,参数设置有误
  256.                                                         if(T1L>T1H || R1L>R1H)
  257.                                                         {
  258.                                                                 BUZZER=0;Delay(1000);BUZZER=1;
  259.                                                         }
  260.                                                         //否则退出设置页面,返回主页面
  261.                                                         else
  262.                                                         {               


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