基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计

程序设计要放所造成的空气污染已成为一个十分突出的问题,所以空气质量的提高备受关注。粉尘设amDesigningonDustConcentrationedonSingleChipDetectorTRACTAlongwithsocialprogress,raisingthelevelofindustrialization,environmentalpollutionproblemisgettingworse,moreandmoretomaintainenvironmentalqualitybecomeanurgentrequirement.Inadditiontoenvironmentalpollution,wastegas,wastewater,theparticlesofdust,smokeanddustemissionstotheatmospherecausedbyairpollutionhasbecomeaveryprominentissue;sotheimprovementofairqualityconcern.Dustisanimportantindicatorofairquality,soitisimportanttothedetectionofdust.Therefore,environmentalmonitoringofthedustdetectorintomanyindustrialandminingsectorandessentialgoods.Dustdetectorismainlyusedfordetectionofdustconcentrationintheenvironment,thelabordepartmentforindustrialandminingproductionsitedeterminationofdustconcentration,theenvironmentdepartmentofenvironmentalmonitoringofairborneparticulatepollutiondetectionandinvestigation.ThisdustdetectordesignedforthecontrolofthecorearoundtheMCUtocompletethedatacollection,display,parametersettingandalarmoftheprogrammingofeachmodule,witheachmoduleofthehardwarecircuitforeachmodule,enablingthewholesystemFunction.KEYWORDS:dust,SCM,A/Dconversion,display,programming 标 4 5 12序设计 16 19 计 23 蜂鸣器报警部分程序设计 27 0 择 34 C 编译、连接、调试及其结果 35 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计1对生活质量要求的提高形成了矛盾,因此注重环境的保护问题已经慢慢步入了产业化。一同散入空气中，极易传播疾病。生产中许多及其工作环境对粉尘浓度也有要求,工厂 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)2可测定采样器采集的滤膜粉尘和其它形式粉尘的粒度分布(分散度)。粒度分布和浓度平的最新型粉尘仪。该仪器适用于公共场所可吸入颗粒物(PM10)浓度的快速测定以及量的缺点是需要保持光学镜头的相对清洁。对于烟道中烟尘的测量,实践证明,通过微由现代国内外所使用的各种粉尘检测仪的功能可以大体总结出粉尘检测仪具有以。(2)采用嵌入式单片机内核技术,将计算机嵌入到烟尘粉尘测量对象中,实现智能化控术,提供了一个裸设备与应用程序间的抽象层,可以在更高的层次上读写磁盘;允许多个 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计3转换数据经过AT89S52处理然后通过数码管显示出粉尘浓度的简易检测仪，主要用于站公共场所可吸入颗粒物的监测，环境环保监测部门大气飘尘检测和污染源调查等。本文主要是根据光学测尘原理--朗伯特-比尔定律测量光透过被测物质后，由于散V电压信号。器报警,同时可以通过独立按键控制当前粉尘浓度和设定限定值时的显示切换。看门狗 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)4统设计方案能和技术指标0℃原理尘检测原理光学测粉尘用到两个原理,朗伯特-比尔(Lambert-Beer)定律和米(Mie)理论。本设计检测原理用基于光学检测法中的浊度法。基于朗伯特-比尔定律测量光透过被测出射光强便会衰减。根据朗伯特-比尔定律，对均匀分布的粉尘，入射光强与出射光强 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计5Qmd式(1-3)是在单色入射光情况下得到的。采用多波长入射时，对每一波长λi,都有E=TW(1-4)对应的I0及I测得：TtijMlM(1-5)可能。再者，测量粉尘浓度的同时，还能测粉尘的粒度分布(分散度)。系统工作原理计方案的确立 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)6可编程看门狗电路可编程看门狗电路A/D转换单片机单片机AT89S52LED显示键盘输入3.1中心控制器系统设计的核心部件,它的结构特性对所研制仪器的性能有理器的选择尤为重要。我们通过选取和对比各种型号的微处理考虑到本设计的具体要求,发现AT89S52以低廉的价格、强大的则并且满足本系统的要求。所以,在本系统中我们选用AT89S52ATS52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计7XTAL内部，它是一反相放大器输入端，这个XTAL的反相放大器输出端和内部时HDISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG：ALE表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ALE信号负跳变来触发外部的8位锁存器(如74LS373)，将端口P0的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE引脚的输出频率是系统工作频率的1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。 PSEN：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访问外部程序存储器读取 指令码时，每个机器周期产生二次PSEN信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生 PSEN信号，在访问外部数据时，亦不产生PSEN信号。P0：P0口(P0.0~P0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，内部没有上拉电阻，所以端口要外接八个上拉电阻。当访问外部数据时，它是地址总线(低8位)和数据总P2：P2口(P2.0~P2.7)是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当P3：P3口(P3.0~P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，P.0RXD串行通信输入P.1TXD串行通信输出PT0计数器0外部事件计数输入端PT1计数器1外部事件计数输入端P3.2INT0外部中断0输入,低电平有效P3.3INT1外部中断1输入,低电平有效 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)8 P3.6WR外部随机存储器的写选通，低电平有效P3.7RD外部随机存储器的读选通，低电平有效各外围电路模块和流程图序框图设计 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计9尘检测仪程序主流程图设计 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)10报警、显示NY报警、显示NY 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计11择I含命令"＃include"将其加入到程序中去。这样当需要修改某个参量时，只须修改相应软件质量。(而汇编语言编程者必须记住这些分配)CPU 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)12空间分布数据存储器空间(低128单元)数据存储器空间(低128单元)按功能划分为以下几部分。工作组为当前工作区，取决于专用寄存器PSW(程 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计13处理机(又称布尔处理机)功能，位处理机的存储空间就包括这个位寻址区。下的80个单元就是供用户使用的一般RAM区，地址单元为30H~7FH。功能寄存器(SpecialFunctionRegisters)。特殊功能寄存器的总数为21个，仅占用了80H~FFH中的很小一部分。凡是能进行位寻址的SFR，其特征是字节地址都能被8整除(字节地址的末位是0或8)。PC的计数器。其内容为将要执行的指令地址，寻址范围达64KB。PC有实现程序的顺序执行。PC没有地址，是不可寻址的(但在物理上是 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)14态字PSWC/PRS1、RS0(PSW.4，PSW.3)：当前寄存器区选择位；择和确定当前工作寄存器区。RS、RS0与寄存器区的关系当前区号(组)R0~R7地址00000H~07H01108H~0FH10210H~17H11318H~1FHOVA有效范围(–128~＋127)，即产生了溢出，因此运算结果是错误的；否则OV＝0，运 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计15示乘积只放在A中。P(PSW.0)：奇偶标志位；该位每个指令周期都由硬件来置位或清零，以表示累加器A中1的个数的奇偶性。P=1，则累加器A中1的个数为奇数；若P=0，则累加器A中1的个数为偶数。RAM也可访问ROM。(g)端口P0~P3:MTj寄存器:连接数据存储器(RAM)和I/O接口。单片机可访问的外部RAM的地址空间为0~64KB，最多可由16位地址线寻址；外部 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)16盘设定程序设计描的设计a键c 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计17 N N开开始键盘扫描有有键闭合Y延时去抖N扫描键盘找找到闭合键Y计算键值建立无效标志N闭合键释放建立无效标志NY 建立有效标志 返回考值设定的设计注：百位，十位，个位的独立输入按键分别接单片机的P2^5、P2^6、P2^7，且分别由定浓度参考值的程序ludereghefineucharunsignedchar 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)18**********************************延时**********************************voiddelayuinta{while(a--);}**********************************************************************eyscanucharkeynum{while1){{yus{while!key);}yuswhile!key);}rnnum}}ain{ 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计19ucharnumnumnum,num;while1){keyscankeynum;keyscankeynum;keyscankeynum;numnumnum*10+num3;}}的程序设计换为模拟电信号，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，本模块是将得到的0~5V的电压信号输入到模数转换器ADC0809中，然后ADC0809将0~5V电。REF(+)：参考电压正端。REF(-)：参考电压负端。 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)20(以上两种信号用于启动A/D转换).CLK：时钟信号输入端(一般为500KHz)。N信号输入信道选择CBA000001010011100101110111提供，通常使用频率为500KHZ，VREF(＋)，VREF(－)为参考电压输入。 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计21(1)ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S52单片机直接相连。(2)初始化时，使ST和OE信号全为低电平。(3)送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。(4)在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。(5)是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。(6)当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。ADC集流程图设计 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)22修改模拟通道地址 等待修改模拟通道地址 等待开开始 设置模拟通道地址 输出启动信号读转换结果 N是否读取完数据NY结束结束集的程序设计ludereghefineucharunsignedcharsbitSTP//模数转换控制位设置unsignedcharchannelxbc/选择模数转换器IN3作为模拟信号输入端nsignedcharvaluen*****************************************延时*****************************************voiddelayuinta{while(a--);} 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计23******************************************************************************dad{whileEOC==0);P}A/D转换器各状态控制位工作的各个引脚和模拟信分的程序设计机系统来说，不仅需要响应用户输入，同时也需要将一些测控，在单片机中最常用的是LED数码管显示。其成本低廉、使用简LED构，如下图3-4所示。从图中可以看出，其中7个发光二极管示数字，另一个发光二极管构成小数点。因此，这种数码 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)24方式的选择系统中，使用单个LED数码管的情况比较少，经常需要同时使999~9999之间的任何数字，也可以同时显示4个字符构成的字符LED的场合，直接用单片机的一个并行口便可以控制显示。如应，当循环点亮的速度很快的时候，可以认为各个LED是稳定显示IO端口便可以动态显示4个8位LED数码管。其中一个并口作为LED数码管的控制引脚(位选)，另一个并口作为公共的数据总线(段选)。LEDLEDLED应显示 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计25输出到数码管 设置显示模式 字段码 显示数据输出到数码管 设置显示模式 字段码 显示数据 输出到数码管接口的程序设计换成LED的7位显示代码，方可显示相应的数字或者字母。通采用的4个共阳LED数码管，因为I/O口输出驱动电流过小，所以每字显示与输出段码之间的关系0123456789流程图设计开始开始 初始化 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)26示程序设计ludereghefineucharunsignedcharuchartable0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//段选uchartable0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选***************************************延时***************************************voiddelayuinta{while(a--);}******************************************************************************ddisplayucharvalue{ucharl,m,s;ml0;while1){Ptable;PtablesPtable;PtablemPtable;Ptablel 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计27}}IO软件控制数码管的段选和位选，从而实现数码管换部分和蜂鸣器报警部分程序设计制显示转换程序设计ludereghefineucharunsignedcharcharxieyixffsbitsbitsbitsbitsbitvoid{key0=P2^4;key1=P2^5;key2=P2^6;key3=P2^7;noise=P3^3;main()ucharnumnumnum,num,value;while1){keyscankeynum;keyscankeynum;keyscankeynum;numnumnum*10+num3;}{yus 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)28{umewhile!key0);}yuswhile!key0);}{adm{e集值e}value}报警程序设计ludereghefineucharunsignedcharcharxieyixffsbitsbitsbitsbitsbitkey0=P2^4;key1=P2^5;key2=P2^6;key3=P2^7;noise=P3^3; 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计29ain{ucharnumnumnum,num,value;while1){keyscankeynum;keyscankeynum;keyscankeynum;numnumnum*10+num3;}{yus{umewhile!key0);}yuswhile!key0);}elseifn集值{ead}{e集值e}value} 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)30复位单片机复位单片机程序设计电路的选择或死机时,对系统进行复位重新置位,以使系统恢复正常运定值时，发生一个信号给单片机和电源切换电路，那么就使CPU及时流程图设计开始开始初始化看门狗 N程序是否正常执行<1.6 NYYSETWDICLRWDI结结束 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计31程序设计og{WDI;WDI;}设计voidvoid)[模式]interruptn[usingr]CC数器使用步骤根据所要求的定时时间长短、定时的重复性，合理选择定时/计数器的工作模式， 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)32数初值的计算值为216x1us=65.536ms。s。用程序设计ludereghefineucharunsignedchar 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计33ain{ieyiODxTH6-50000)/256;TL6-50000)%256;作方式1n{ead}}voidtime_5s()interrupt1{TH36-50000)/256;TL36-50000)%256;}浓度值 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)34器的选择与程序的编译调试及其结果1编译器的选择CsI取it器．存储模式(大，中，小)决定了变量的存储类型。M 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计35既可以用汇编语言来编写应用系统程序代码、也可以用C语言，或用C和汇编混合语言来编程。特别是可以使用Keilx有的文件包括源程序(包括C程序、汇编程序)、头文件、甚至说明性的技术文档都可择目标器件(本设计选择的是AT89S52)；C程序文件的编译、连接、调试及其结果2.1编译连接环境设置，用户可以通过点击菜单Project选项，在弹出的下拉菜单中选择 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)36Use。其中UseSimlator选项是将uVision3调试器设置成软件模拟仿真模不需要实际的目标硬件就可以模拟80C51微控制器的很多功能，在准.2程序的编译和连接及其结果以编译程序了。点击菜单Project选项，在弹出的下拉输出窗口输出一些相关的信息。由提示信息可知：第一行BuildTarget‘Target1’示此时正对工程1进行编译操作，第二行Compilingwenjian.c表示此时正在编译V新编译直至完全正确为止，至此我们所需的目标代码wenjian.hex文件已经生成，用 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计37 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)385结论器报警,同时可以通过独立按键控制当前粉尘浓度和设定限定值时的显示切换。看门狗如何控制ADC0809进行数据的采集和转换并将转换的数字信号 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计39致谢的父母，谢谢你们! 陕西科技大学毕业论文(设计说明书)40何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,1993.刘任庆.基于蓝牙技术的粉尘检测器的设计[J].通信技术,2009,(3):252-254.报,2004,(S2):688-689.报,2003,(S2):282-284.[7]梅丽凤,王艳秋,汪琉铎,任国臣.单片机原理及接口技术(第3版)[M].北京：清华荣蓉.煤炭粉尘监控系统的设计[J].工矿自动化,2010,(1):96-97.[9]李晓帆,刘天生,王鹏飞.基于光散射测量原理的粉尘浓度检测仪的设计[J].机械管[11]杨振江.A/D、D/A转换器接口技术与实用电路[M].西安：西安电子科技大学出版社,1996.田贻丽.粉尘浓度测量方法的研究[D].重庆：重庆大学,2003.[13]王乃宁,虞先煌,竺晓程.烟尘和粉尘排放浓度的直接和连续测量[J].环境科学学报,2001,(6):25-30.测技术研究及应用[D].保定：河北大学,2004.袁凤东.水泥气力输送系统粉尘污染治理的研究[D].天津：天津大学,2004.[17]熊庆国,贺风云.大气粉尘自动监测仪的研制[J].仪表技术与传感器,2003，10-11. 基于单片机的粉尘检测仪控制程序设计41ludereghefineucharunsignedcharuchartable0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//段选uchartable0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选设置unsignedcharchannelxbc/选择模数转换器IN3作为模拟信号输入端,蜂鸣器抑制态nsignedcharvaluencharxieyixffsbitsbitsbitsbitsbitkey0=P2^4;key1=P2^5;key2=P2^6;key3=P2^7;noise=P3^3;******************************************