控制程序設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)要想使得室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的各個(gè)功能都能夠平穩(wěn)且有效得運(yùn)行，不僅要通過(guò)使用軟件來(lái)控制程序進(jìn)行各項(xiàng)功能的調(diào)試，還需要硬件的技術(shù)支持。在設(shè)計(jì)主體程序之前，先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程進(jìn)行大體框架的構(gòu)建。然后將主程序設(shè)計(jì)完成，通過(guò)用產(chǎn)生中斷的命令來(lái)設(shè)計(jì)以及調(diào)用子程序，這樣便能夠完成溫濕度以及PM2.5的數(shù)據(jù)采集和傳輸，還有對(duì)于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。整體的主設(shè)計(jì)流程圖如圖4-1所示。圖4-1主設(shè)計(jì)流程圖4.2DHT11程序流程圖溫濕度傳感電路使用了DHT11元件來(lái)對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的溫濕度進(jìn)行檢測(cè)，該傳感器通過(guò)傳遞響應(yīng)信號(hào)來(lái)觸發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)將這些采集到的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)單片機(jī)中，便可以從顯示器上讀取當(dāng)前室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)。程序流程圖如下圖4-2所示。圖4-2DHT11采集數(shù)據(jù)流程圖4.3顯示模塊流程圖當(dāng)LCD1602液晶顯示器開(kāi)始工作時(shí)，首先經(jīng)過(guò)延時(shí)50毫秒，然后對(duì)LCD1602液晶顯示器進(jìn)行初始化，然后通過(guò)單片機(jī)依次發(fā)送指令和數(shù)據(jù)去控制液晶顯示字符，由于1602液晶顯示器可與單片機(jī)接口直接相連，所以不加驅(qū)動(dòng)電路。具體的流程圖如圖4-3所示。圖4-31602顯示模塊流程圖4.4核心板程序設(shè)置室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的核心元件選取了STC89C52單片機(jī)，為了降低設(shè)計(jì)的要求以及能夠更加充分的減少電路的在板子上所占用的空間，最后選擇通過(guò)核心板來(lái)放置主控電路。先在制作好的的核心板上進(jìn)行相關(guān)的程序?qū)?，然后使用KEIL4軟件來(lái)針對(duì)不同的功能進(jìn)行相關(guān)的程序調(diào)試，程序的相關(guān)設(shè)計(jì)及說(shuō)明以圖片和文字的方式進(jìn)行闡述，開(kāi)始先運(yùn)行Keil4軟件，具體的主程序如下圖4-4所示。圖4-4主程序4.5本章小結(jié)本章節(jié)先是對(duì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的主程序流程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)與繪制，然后對(duì)DHT11傳感器的程序運(yùn)行的原理進(jìn)行詳細(xì)的介紹，最后對(duì)液晶顯示模塊的程序流程圖展開(kāi)設(shè)計(jì)，完成串口電路的的相關(guān)通信設(shè)置，最后完成檢測(cè)程序的設(shè)計(jì)。5軟件與硬件調(diào)試5.1原理圖的繪制通過(guò)AltiumDesigner軟件將-原理圖制作完成。具體原理圖如圖5-1所示。圖5-1原理圖5.2仿真與調(diào)試1.通過(guò)keil軟件將主程序和其他子程序編譯好之后，將keil編譯好的hex文件導(dǎo)入proteus事先畫(huà)好芯片中打開(kāi)，運(yùn)行該軟件。仿真圖如下圖5-2（a）所示。KI按鍵的作用就是設(shè)定濕度最低值和PM2.5最高值，K2、K3可以對(duì)這兩項(xiàng)值進(jìn)行加減操作。仿真數(shù)據(jù)設(shè)置圖如下圖5-2（b）所示。圖5-2（a）圖5-2（b）2.通過(guò)按下第一個(gè)和第二個(gè)按鍵來(lái)加減模擬室內(nèi)的濕度度值，通過(guò)按下第三個(gè)和第四個(gè)按鍵來(lái)加減模擬室內(nèi)的溫度值，當(dāng)模擬的室內(nèi)溫濕度值超過(guò)或低于事先設(shè)置好的閾值，LED燈便會(huì)發(fā)亮，蜂鳴器便會(huì)自動(dòng)報(bào)警。溫濕度報(bào)警仿真圖下圖5-2（c）所示。圖5-2（c）3.通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電位器的大小來(lái)模擬室內(nèi)的PM2.5的濃度變化，當(dāng)PM2.5的濃度超過(guò)上限值時(shí)，LED會(huì)發(fā)亮，蜂鳴器會(huì)報(bào)警。如PM2.5報(bào)警仿真圖如下圖5-2（d）所示。圖5-2（d)5.3實(shí)物制作和測(cè)試根據(jù)制作完成的原理圖在網(wǎng)上訂購(gòu)元器件，通過(guò)仿真電路的原理圖將采集到的元器件進(jìn)行組裝與焊接，實(shí)物制作完成后。在焊接之前，首先要對(duì)元器件進(jìn)行檢測(cè)，以防買到損壞的產(chǎn)品，從而導(dǎo)致實(shí)物的制作失敗，在焊接的過(guò)程中，要多注意觀察一些有極性區(qū)分的器件的位置擺放的有沒(méi)有問(wèn)題，確認(rèn)正確無(wú)誤后，再開(kāi)始進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束后便讓洞洞板通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC插口電路線與計(jì)算機(jī)相接一起，然后通過(guò)燒錄軟件將程序錄入板子中，最終點(diǎn)擊下載按鈕即可下載，具體實(shí)物開(kāi)機(jī)操作如下圖5-3（a）所示。圖5-3（a）實(shí)物開(kāi)機(jī)操作圖開(kāi)機(jī)正常運(yùn)行后，準(zhǔn)備對(duì)PM2.5進(jìn)行測(cè)試，首先將PM2.5報(bào)警值設(shè)置為0.013mg/m3，設(shè)定完成后，使用筆芯穿入粉塵傳感器，查看液晶顯示器上德PM2.5濃度的大小，測(cè)試結(jié)果如下圖5-3（b）所示。圖5-3（b）PM2.5測(cè)試圖從以上的測(cè)試結(jié)果不難看出，當(dāng)傳感器檢測(cè)到粉塵時(shí)，若超過(guò)設(shè)置限制時(shí)，則會(huì)立刻報(bào)警。通過(guò)按鍵將報(bào)警溫度的上限設(shè)置為25℃，使用吹風(fēng)機(jī)槍對(duì)DHT11元件進(jìn)行外部加熱，此時(shí)液晶顯示器顯示為28℃，并且此時(shí)的蜂鳴器也發(fā)出聲音，具體的操作結(jié)果如下圖5-4（c）所示，從圖中能夠看出，系統(tǒng)能夠第一時(shí)間進(jìn)行溫度報(bào)警，并且準(zhǔn)確顯示，可以看出溫度測(cè)試的結(jié)果達(dá)到所要設(shè)計(jì)的要求。圖5-3（c）溫度測(cè)試圖5.4本章小結(jié)此部分首先通過(guò)使用相關(guān)軟件完成原理圖的制作，并且通過(guò)仿真軟件進(jìn)行仿真處理，最后從網(wǎng)上購(gòu)買元器件在板子進(jìn)行焊接與相關(guān)的處理，最后實(shí)物制作完成后通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC接口的方式將程序燒錄進(jìn)板子之中，并給出了具體操作圖。分別測(cè)試當(dāng)前室內(nèi)的pm2.5檢測(cè)以及溫濕度檢測(cè)功能，從測(cè)試結(jié)果可以看出，該設(shè)計(jì)能夠滿足對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。總結(jié)針對(duì)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，本次設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的核心元件為STC89C52單片機(jī)，該元件性能穩(wěn)定。溫濕度采集電路更是采用了DHT11傳感器，該傳感器不僅功能多而且本身就有AD轉(zhuǎn)換模塊，能夠直接將溫濕度值的數(shù)據(jù)送進(jìn)單片機(jī)中，再通過(guò)單片機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸給LCD1602A液晶屏。在PM2.5采集電路的選擇上，性價(jià)比高的夏普光學(xué)灰塵傳感器成了首選，運(yùn)用它得到PM2.5模擬信號(hào)，再AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，最后，單片機(jī)會(huì)分析這些數(shù)字信號(hào)，并將分析結(jié)果顯示于液晶屏。在對(duì)室內(nèi)溫濕度和PM2.5濃度的把控上，通過(guò)設(shè)定最高值，當(dāng)以上兩項(xiàng)數(shù)據(jù)超出設(shè)定值，LED燈會(huì)以發(fā)亮的方式進(jìn)行提示，并且還有蜂鳴器報(bào)警提示，最高值的設(shè)定通過(guò)按鍵電路完成。此次的設(shè)計(jì)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境的溫濕度值和PM2.5的濃度值，并且可以及時(shí)的將信息顯示給用戶觀看，這樣用戶便可及時(shí)的了解當(dāng)前的室內(nèi)的溫濕度以及PM2.5參數(shù)，完美的的實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)及預(yù)警功能，從而避免了用戶的財(cái)產(chǎn)和健康受到危害，給人們提供一個(gè)健康舒適的生活環(huán)境。此次的設(shè)計(jì)還存在許多的不足之處，由于本人設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)能力有限，所以該設(shè)計(jì)只能實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)與報(bào)警的功能，無(wú)法對(duì)室內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行調(diào)控。參考文獻(xiàn)李天山.基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].濱州學(xué)院報(bào),2012,28(03):92-95.沈晉明等.室內(nèi)空氣品質(zhì)的新定義與新風(fēng)直接入室的實(shí)驗(yàn)測(cè)試[J].暖通空調(diào),1995(9):18.徐妙婧,祖一康.基于單片機(jī)的PM2.5檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2016,12(35):276-277.馬永紅,陳雷,曲家沂.基于單片機(jī)的家居環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子世界,2019(22)165-166.王君巖.基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].硅谷,2014,5(1):29-30.馬斌,劉志輝.基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2013.47(3):587-592.馬東基于單片機(jī)農(nóng)業(yè)溫室溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(s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