[15]。按鍵電路圖如圖8所示。按鍵功能介紹如表6所示。本設計設計了3個按鍵，K1、K2、K3分別代表了按鍵1、按鍵2、按鍵3，它們的功能介紹如表6所示。表6按鍵功能介紹按鍵功能K1切換顯示K2增加上限K3減小上限4軟件設計4.1主程序設計本次設計的目的是要對空氣的質量進行檢測，在硬件選擇完成后，就應該對軟件主體流程進行設計。GP2Y1014AU0F粉塵傳感器與單片機STM32F103通過I/O端口進行數(shù)據(jù)交換，完成對灰塵濃度數(shù)據(jù)的傳輸，而SHT20同STM32F103數(shù)據(jù)交換則是對溫濕度的A/D轉換。由于在不同環(huán)境中對空氣質量的檢測要求不同，所以為了方便針對不同環(huán)境帶來的影響，可以通過按鍵來對溫濕度和灰塵濃度的預設值進行增加或減少，當限定值設置好后，收集到的數(shù)據(jù)大于設定時蜂鳴器會進行發(fā)聲提醒，同時LCD1602也會同步顯示兩個傳感器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。主體流程開始啟動，首先對STM32F103單片機進行初始化，然后對傳感器GP2Y1014AU0F和SHT20進行初始化工作，之后LCD1602上顯示兩個傳感器收集的當前環(huán)境的空氣質量數(shù)據(jù)，我們可以利用按鍵對各數(shù)據(jù)的上限值調(diào)整，如果測試點的空氣質量數(shù)據(jù)超過我們預設的值時，蜂鳴器會提示當前測試地的空氣質量不好，反之則對數(shù)據(jù)更新顯示出來。主程序的流程圖如圖9所示。4.2數(shù)據(jù)采集程序設計4.2.1GP2Y1014AU0F粉塵傳感器模塊GP2Y1014AU0F粉塵傳感器（PM2.5傳感器）u16PM25_Value_max=260；設置PM2.5濃度的最大值為260u8pmBuf[7];接收數(shù)據(jù)數(shù)組。voidGet_PM(void)；得到PM2.5濃度值。4.2.2SHT20溫濕度傳感模塊SHT20溫濕度傳感器涉及到的函數(shù)：voidSHT2X_Init(void)；初始化與SHT20進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈⒖刂破鱅/O口。FunctionalStateSHT2X_IIC_WriteByte(uint8_tWriteAddress,uint8_tSendByte)；向SHT20寫入一串數(shù)據(jù)，返回值為1時表示寫入成功，返回值為0時表示寫入失敗。FunctionalStateSHT2X_IIC_ReadByte(uint8_tReadAddress,uint16_tlength,uint8_t*pBuffer)；從SHT20中讀取一串數(shù)據(jù)，返回值為1時表示寫入成功，返回值為0時表示寫入失敗。SHT20溫濕度傳感器的工作流程圖如圖10所示：4.3LCD液晶顯示屏程序設計首先對LCD1602進行程序初始化，在初始化完成后檢測LCD有沒有清屏，如果沒有進行清屏程序回到開始，在確定LCD1602已經(jīng)清屏之后，再對LCD1602進行判忙，然后向LCD1602寫入命令和數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)顯示在LCD上。LCD的工作流程如圖11所示。4.4按鍵設置程序設計本設計設置了3個按鍵，在按鍵初始化后，對按鍵1（K1）進行循環(huán)檢測，當檢測到按鍵1按下時，就可以對溫度值、濕度值和PM2.5濃度值的閾值進行切換，再通過按鍵2（K2）對其值進行增加，通過按鍵3（K3）對其值進行減小，按鍵設置流程圖如圖12所示。5系統(tǒng)測試在測試前先檢查用到的元件是否有損壞，如果檢查完后沒有任何損壞，就可以將所有模塊有序的焊接到洞洞板上。在焊接之前應該了解各個模塊的引腳關系，然后根據(jù)PCB原理圖對控制器STM32F103、傳感器GP2Y1014AU0F、傳感器SHT20、蜂鳴器等元件進行焊接。每焊接好一個模塊后，可以利用萬用表對該模塊進行檢測，檢查在焊接時有沒有地方?jīng)]有焊接或者虛焊，在所有模塊檢查完焊接后，對各個模塊之間的連線進行檢查，查看有沒有短路的現(xiàn)象。硬件檢查完確認無問題后，就可以對硬件進行通電測試。對STM32F103進行通電，然后通過萬用表檢測每個元件的電源口的電壓是否達到所需的值，接地端的電壓是不是零。完成上面的檢查操作后，就可以連接到筆記本通過串口助手進行程序的燒寫了。LCD1602上遇到的問題：程序燒寫好之后，硬件通電后LCD1602液晶顯示屏不顯示。問題解決：首先我先檢查了是不是硬件焊接時存在虛焊，檢查后發(fā)現(xiàn)并不存在虛焊；接著我又檢查了我的LCD初始化函數(shù)和延時是否寫好，查閱資料咨詢朋友后，我的LCD初始化函數(shù)和延時并沒有問題，最后經(jīng)我朋友提醒發(fā)現(xiàn)LCD第二腳VCC的電壓過低導致LCD1602液晶顯示器不顯示。GP2Y1014AU0F粉塵傳感器遇到的問題：硬件上電后GP2Y1014AU0F粉塵傳感器無法通信。問題解決：第一步我還是先檢查了硬件焊接時是否存在虛焊，發(fā)現(xiàn)焊接完好沒有虛焊；接著我又查看了我使用的波特率，我所使用的波特率是9600，我嘗試更換了其他波特率，最后發(fā)現(xiàn)使用115200這個波特率時，GP2Y1014AU0F粉塵傳感器可以正常通信。6總結經(jīng)過這幾個月來的學習，終于完成了本次的設計，雖然過程很痛苦，但是也在這段時間收獲了很多東西。本次設計需要了解STM32F103核心板、LCD1602、GP2Y1014AU0F傳感器、SHT20溫濕度傳感器和按鍵等模塊，然而在為做設計之前對這些一無所知，不過經(jīng)過這幾個月的學習，我學會了如何去編寫硬件程序，學會了如何將傳感器接收到的數(shù)據(jù)顯示在LCD1602上，學會了如何運用按鍵來實現(xiàn)對溫濕度和PM2.5濃度的調(diào)整。在整個設計的過程里遇到了很多問題，在遇到問題后我會自己先去查閱資料，在自己不能解決的時候向同學和老師請教，這些問題雖然給我?guī)砹撕芏嗟臒?，但是也讓我學會了如何快速的查閱一些資料解決問題，學會了應該怎么向老師請教問題，學會了怎么與同學進行探討問題。本次的設計想法是來自己家鄉(xiāng)空氣質量逐年變差而設計的。參考文獻楊新興,馮麗華,尉鵬.汽車尾氣污染及其危害[J].前沿科學,2012(03):12-24.王志強,王直.基于STM32室內(nèi)空氣質量檢測系統(tǒng)硬件設計[J].電子設計工程,2017(9).陳城.基于Stm32的溫濕度檢測系統(tǒng)[D].武漢科技大學,2012.黃曉玲.采用KeiluVision提高單片機課程設計效果[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2008,000(014):145-146.宋衛(wèi)海,劉美麗.基于STM32的PM2.5空氣檢測系統(tǒng)的設計[J].山東農(nóng)業(yè)工程學院學報,2019,36(01).趙星寒.從0開始教你學STM32[M].北京：北京航空航天大學出版社,2014.劉肖楠.MCS-51單片機簡介[J].電子制作,2015,000(006):59-59.楊光祥.STM32單片機原理與工程實踐[M].武漢理工大學出版社,2013.郝允志,林毓培,周黔.溫濕度采集電路及其控制方法:,CN108981801A[P].2018.倪天龍.單總線傳感器DHT11在溫濕度測控中的應用[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用,2010,10(006):60-62.毛朔南,馬宇明,蔡冶強,等.PM2.5檢測標準及量值溯源方法現(xiàn)狀及進展[J].中國計量,2013,000(005):30-32.梅祥.基于STM32的PM2.5檢測系統(tǒng)設計[J].工業(yè)控制計算機,2016,29(009):159