核心内容摘要
美胸-年美-造相Z-Turbo进阶：VSCode远程开发环境配置
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设计简介本设计是基于单片机的室内空气质量检测系统主要实现以下功能可通过LCD1602显示当前甲烷和甲醛的值可通过按键调整甲醛甲烷的最大值可通过MS1100检测甲醛的值可通过MQ-4检测甲烷的值。
标签51单片机、LCD
ADC
MQ-
MS1100题目扩展有害气体检测系统。
中控部分核心控制器采用STC89C52单片机负责获取输入数据、进行数据处理并控制输出部分的操作。
功能实现室内空气检测系统的核心逻辑包括数据采集、异常判断、显示控制、报警处理等。
输入部分MS1100 ADC0832测量电路检测当前环境中的甲醛浓度。
MQ-4 ADC0832测量电路检测当前环境中的甲烷浓度。
独立按键通过三个独立按键切换显示界面并调整甲醛和甲烷的最大设定值方便用户操作。
供电电路为整个系统提供稳定的电源支持。
输出部分LCD1602显示模块显示当前甲醛浓度、甲烷浓度以及设置的甲醛和甲烷的最大值方便用户实时查看系统状态。
模拟风扇的继电器当检测到的甲醛或甲烷浓度超过设定最大值时继电器工作模拟风扇启动以改善空气质量。
模拟空气净化器的继电器控制模拟空气净化器的开关当检测到异常时启动净化设备。
蜂鸣器当检测到的甲醛或甲烷浓度超过设定最大值时蜂鸣器进行间断报警提醒用户注意异常情况。
LED灯当有按键按下时LED灯亮起用于提示用户操作成功。
5 仿真调试及实物测试
1仿真调试
5.
1 仿真总体设计如下图
所示为仿真总体设计其中包括单片机的最小系统LCD1602显示屏、气体浓度检测模块、独立按键调整、蜂鸣器报警、LED指示灯、继电器净化空气、直流电机驱动风扇模块。
其中单片机最小系统包括主芯片STC89C
外部晶振电路和外部复位电路三个独立按键设置键用于切换界面加减键用于设置甲醛值和甲烷值的最大值气体浓度检测模块由SGP30芯片和MQ-4芯片配合完成SGP30芯片主要获取甲醛值MQ-4芯片主要获取甲烷值但在proteus
8仿真软件中没有气体浓度检测芯片所以本次仿真设计通过ADC0832将采集到的电压值进行模数转换模拟气体浓度的变化继电器模块用于模拟空气净化器净化空气直流电机模块控制风扇转动减小室内可燃性气体的浓度蜂鸣器在气体浓度大于设置的最大值时报警提醒。
图
仿真总体设计
5.
2 气体浓度检测仿真测试如图
所示图中显示屏显示的是界面1状态下的内容显示测得的甲醛值和甲烷值。
本课题使用SGP30芯片获取甲醛值MQ-4芯片获取甲烷值但在proteus
8没有现成的气体浓度检测芯片所以采用ADC0832芯片进行模数转换模拟气体浓度的变化。
另外在界面1状态下可通过按键设置中的加键和减键来改变继电器和风扇的状态完成模拟净化空气。
图
气体浓度检测测试图
5.
3 设置气体浓度最大值仿真测试如图
所示在界面2状态下显示屏显示色设置的甲醛最大值和甲烷最大值。
在界面1向界面2切换时可以通过按键设置模块中的“设置”键来完成。
另外也可以通过“设置”键来完成设置甲醛最大值向甲烷最大值的跳转。
通过“加”键和“减”键修改“CH2O_Max”的值再次按下“设置”按键可通过“加”键和“减”键修改“CH4_Max”的值。
“CH2O_Max”和“CH4_Max”这两个值是甲醛最大值和甲烷最大值当测得的气体浓度大于设置的最大值空气净化器继电器闭合开始进行净化空气直流电机驱动风扇转动减小可燃性气体浓度蜂鸣器间断报警直到室内气体浓度小于设置的最大值继电器打开停止净化空气风扇停止转动蜂鸣器停止报警。
图
设置气体浓度最大值仿真图
2 实物制作与调试过程
5.
1 电路焊接总图首先要做的是电路焊接分为八个模块
分是电源模块将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接焊接好之后插入DC 电源指示灯点亮电源模块测试正常。
分是显示模块排针焊接好后将LCD1602显示屏插入排针。
分是单片机模块本次课题使用的是STC89C52单片机。
分是复位电路模块一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接构成复位电路。
分是晶振电路模块由两个30pF瓷片电容、一个
1
05926MHz晶振焊接而成。
分是USB转TTL模块焊接下载接口GND、TXD、RXD将HEX文件下载到单片机中查看是否能下载正常,测试验证一切正常。
分是独立按键模块依次焊接K
K
K3。
分为蜂鸣器和LED指示灯。
下图
为焊接完整实物图图
电路焊接总图
5.
2 各元器件接线总图如图
所示此系统共4个模块甲醛值检测模块由SGP30芯片组成SGP30芯片接单片机P
1.
P
1两个个引脚甲烷值检测模块由ADC0832芯片、模拟量数字量转化模块、MQ-4芯片三个部分组成ADC0832芯片接在单片机P
1.
P
1.
P
4三个引脚直流电机驱动风扇模块由直流电机和风扇两部分组成直流电机接在单片机P
1.
P
6两个引脚净化空气模块为净化空气继电器接在单片机P
7引脚。
完成接线如下图所示图
各元器件接线总图
5.
3 甲醛甲烷值检测实物测试图
为系统上电后此时测得当前室内的甲醛值为17ppm测得的甲烷值为55ppm。
图
甲醛甲烷值检测实物图
5.
4 设置甲醛甲烷最大值实物测试如图
所示在此课题中设置了甲醛最大值为80ppm甲烷最大值为150ppm。
当室内的甲醛和甲烷值大于设置的最大值则净化空气继电器闭合开始净化空气直流电机驱动风扇开始转动以此减少室内可燃性气体的浓度蜂鸣器间断报警直到室内的气体浓度小于设置的最大值净化空气继电器打开停止净化空气风扇停止转动蜂鸣器停止报警。
图
设置甲醛和甲烷最大值实物图
3 本章小结本章主要内容是对设计进行仿真、实物的测试首先是对总体进行仿真其次是各个功能实现的仿真、实物的测试并以图片的形式展现出来对每个仿真及实物图进行了对应的解释以及每个情况实现的操作方法。
先进行仿真的目的是对此次设计进行检测模拟其是否能实现功能以及确定一些主要的参数为最后的实物能实现最好的功能进行测试最后实物测试经过调试最终能实现此次设计所预期的功能。