基于单片机的空气质量检测系统设计.doc

摘要：随着我国经济的快速发展，环境污染日益严重问题，空气质量日益下降。近年来，我国大部分地区雾霾频繁发生，空气中PM2.5浓度严重超标。众所周知，PM2.5中含有大量有毒物质，对人体的伤害极大，过多的吸入PM2.5会增加肺部癌变的几率，同时增加了人类的死亡率。因此，PM2.5含量超标给人们的生活带来了极大的不便，对人类的健康产生了极大的威胁。

为改善这种空气状况提高人们的健康水平，空气质量检测和处理以及净化技术逐渐发展起来，并已有大量产品投入生产和使用了。要实现对空气的治理首先要知道需要空气的质量如何，因此，研究并制作出空气质量检测系统成为了我们的首要任务。本文基于以上背景搭建了一套空气质量检测系统硬件平台，具体内容安排如下：

本论文首先介绍了目前有关空气质量检测系统的研究现状与研究背景并根据课题要求，对系统的总体设计方案进行了研究与设计；其次，详细介绍了单片机、PM2.5检测传感器、液晶显示屏等相关硬件模块的知识，并完成了系统硬件的选型与设计；然后基于MDK5软件开发环境，完成了各模块间的数据通信、数据处理、结果显示以及超限报警等程序的编写与编译，完成了系统软件设计。最后软硬件联调，通过测量大量数据对比空气质量状况，确保了该系统各项指标都能达到预期设计要求，能够实时检测PM2.5浓度并显示，给人们提供准确的室内空气质量信息。

关键词：STM32单片机，PM2.5，传感器，TFTLCD

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-3

1.1课题研究的背景和意义-3

1.2国内外研究现状-4

1.2.1国外研究现状-4

1.2.2国内研究现状-4

1.3论文的研究工作和内容安排-5

1.3.1论文的研究工作-5

1.3.2论文的内容安排-5

第二章 系统总体设计方案-7

2.1系统需求分析-7

2.2系统总体结构框图-7

2.3关键模块介绍-8

2.3.1处理器模块-8

2.3.2传感器模块-8

2.3.3显示模块-9

第三章 系统硬件设计-10

3.1 STM32F103简介及其外围电路设计-10

3.1.1 STM32F103简介-10

3.1.2 STM32F103外围电路设计-11

3.2 GP2Y1014简介及其外围电路设计-12

3.2.1 GP2Y1014简介-12

3.2.2 GP2Y1014传感器的外围电路设计-13

3.3 TFTLCD简介-13

3.4报警模块及其外围电路的设计-15

3.4.1蜂鸣器简介-15

3.4.2蜂鸣器外围电路-16

第四章 系统软件设计-17

4.1系统的程序设计框图-17

4.2 ADC采集子模块的程序设计-18

4.2.1 STM32的ADC模块简介-18

4.2.2 ADC模块的初始化过程-18

4.2.3数据采集与处理-20

4.3显示与报警子程序的设计-21

4.3.1 PM2.5含量显示子程序设计-21

4.3.2报警子程序设计-23

第五章 系统测试-24

5.1系统测试目标与思路-24

5.2系统模块测试-24

第六章 总结与展望-27

6.1研究总结-27

6.2研究展望-27

参考文献-28

致   谢-30