第第I頁基于單片機(jī)的空氣環(huán)境中的粉塵檢測(cè)和收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u240401緒論 2146451.1研究背景和意義 2235521.1.1研究背景 2149061.1.2研究意義 3239761.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求 4172091.3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 4175131.3.2設(shè)計(jì)要求 417582設(shè)計(jì)方案介紹 567482.1STC89C51單片機(jī)介紹 521742.2總體設(shè)計(jì)方案 6227122.3系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì) 668733工業(yè)車間空氣凈化系統(tǒng)的硬件選取 8296943.1mq2煙霧傳感器 887403.2DHT11溫濕度傳感器 9251823.3oled12864液晶顯示屏 1070073.4車間凈化系統(tǒng)模塊介紹 11138843.4.19110風(fēng)扇 11151573.4.2電源模塊 11302193.4.3LED電路模塊 12186793.4.4按鍵模塊 12255593.4.5復(fù)位模塊 12159973.5單片機(jī)最小系統(tǒng) 13148924系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 14153364.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程概述 14208094.2設(shè)計(jì)流程圖 1457884.3程序開發(fā)流程圖 15303875.1電路檢查 17176465.2硬件調(diào)試 17211625.2.1按鍵電路調(diào)試 17134015.2.2顯示電路調(diào)試 17210145.3軟件調(diào)試 18179705.3.1顯示電路調(diào)試 182125.3.2dht11傳感器電路調(diào)試 18202816實(shí)物展示 1916454總結(jié) 201緒論1.1研究背景和意義1.1.1研究背景如今這個(gè)時(shí)代，很多行業(yè)生產(chǎn)車間的加工精度一升再升,伴隨著車間零件加工精度的提升，車間內(nèi)的員工健康和精密機(jī)械也因?yàn)樗樾几游⑿《黾恿孙L(fēng)險(xiǎn)。因此,由于車間生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的要求已經(jīng)不再局限于對(duì)溫度、濕度的管理,工廠對(duì)于車間內(nèi)空氣的清潔程度也提出了明確的規(guī)定,車間內(nèi)部的空氣潔凈與否直接關(guān)系到了人們的身體健康和企業(yè)生產(chǎn)安全。目前工業(yè)車間環(huán)境一直都是十分惡劣,但是我們可以通過空氣凈化器對(duì)室內(nèi)車間的空氣進(jìn)行改良,空氣凈化器有很多種，可以滿足不同群眾的不同需求。隨著人們對(duì)自身健康意識(shí)的增強(qiáng)以及生活需要,未來的工業(yè)車間空氣凈化器必定呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì),設(shè)計(jì)該車間空氣凈化系統(tǒng)正是大勢(shì)所需。1.1.2研究意義我們?nèi)粘Ｉ钤谝粋€(gè)空氣質(zhì)量并不良好的環(huán)境中，室內(nèi)空氣的潔凈正是人們所需要的。由于現(xiàn)代社會(huì)的高壓,車間的員工每天至少有以上的時(shí)間待在車間內(nèi)。不僅僅是每天身在一線的員工，很多精密儀器也忍受不了每天都在各種各樣的粉塵之中,空氣中的某些金屬微粒會(huì)對(duì)設(shè)備造成致命的損壞和影響。其中一種微粒是含有化學(xué)物質(zhì)的炭黑金屬粉塵小顆粒,其直徑約為0.01-0.5μm,這種金屬微粒能夠直接經(jīng)過呼吸或是與皮膚的直接接觸而迅速地進(jìn)入人體；其中直徑小于0.1μm的微小顆粒對(duì)于人體的健康危害性最大,這些微小的粉塵可以很容易地深入到肺里并且有可能會(huì)直接進(jìn)入到血液中,對(duì)于人們的身體健康會(huì)造成很大的威脅和影響[1],而且這種物質(zhì)也能進(jìn)入精密儀器內(nèi)部,對(duì)電路進(jìn)行破壞。而且多數(shù)工廠在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中往往都會(huì)不可避免地產(chǎn)生出各種細(xì)微的化學(xué)粉塵,這些細(xì)微化學(xué)粉塵也被我們統(tǒng)稱為可吸入顆粒物。這種細(xì)微化學(xué)粉塵通常都能在我們?nèi)粘Ｉ钪械目諝庵衅『荛L一段時(shí)間,當(dāng)我們的身體長期處于這樣的環(huán)境中時(shí),這些顆粒物就有機(jī)會(huì)直接隨著我們的呼吸而直接地進(jìn)我們體的呼吸道和我們的肺部,并且不易隨著我們的身體新陳代謝而被我們排出體理機(jī)能將有很大的危害?，F(xiàn)代社會(huì)正在進(jìn)入一個(gè)機(jī)械科技日新月異的時(shí)代,越來越多的機(jī)械加工企業(yè)都開始要求實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高精度、高標(biāo)準(zhǔn)的無塵化作業(yè)。顯然,現(xiàn)代高精度的制造工藝已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地離不開干凈的環(huán)境?？諝鈨艋龑?duì)于科技、經(jīng)濟(jì)十分重要外,而且還是保證人體健康的基本前提?？諝鈨艋葹橹匾?，目的是減少精密儀器損壞,保護(hù)車間內(nèi)人員生命健康安全。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)凈化器市場(chǎng)上目前現(xiàn)有活性碳過濾、靜電吸附、化學(xué)吸附、HEPA濾網(wǎng)、等技術(shù)。粉塵是車間空氣凈化器中比常見的詞，有的廠家宣傳粉塵去除率可以高達(dá)99%。但是真正的測(cè)試下來，粉塵去除率可能連60%都達(dá)不到。目前工業(yè)車間環(huán)境一直都是十分惡劣,越來越多的品牌對(duì)車間凈化器進(jìn)行改良。市場(chǎng)上空氣凈化器有很多種，可以滿足不同車間的不同需求。隨著人們對(duì)自身健康意識(shí)的增強(qiáng)以及生活需要,工業(yè)車間空氣凈化器正呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)。1.2.2國外研究現(xiàn)狀近年來，國外許多家電企業(yè)及專門研究空氣凈化器的公司均不同程度的的增加各種凈化器的產(chǎn)能，種類相比于國內(nèi)更加完備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國家庭擁有空氣凈化器占比在30%以上，一年銷售在500萬臺(tái)左右。1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求1.3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容空氣環(huán)境中的粉塵檢測(cè)和收集系統(tǒng)主要由單片機(jī)作為控制核心、粉塵傳感器的檢測(cè)、粉塵濃度的調(diào)節(jié)和控制模塊、排氣扇模塊、溫濕度傳感器模塊、PM2.5傳感器模塊、按鍵和輸出模塊、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊、液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊一同實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量檢測(cè)和清理的功能[2-4]。一般優(yōu)化空氣質(zhì)量的技術(shù)處理方式主要有:過濾和吸附法以及凈化處理技術(shù)。過濾式吸附技術(shù)是指使用活性炭以及其他各類具有吸附作用特性的物質(zhì)來對(duì)空氣中細(xì)菌和微粒進(jìn)行吸附;簡單的方法有:通風(fēng)法,需要經(jīng)常開窗通風(fēng),簡單方便,省時(shí)省力,而且無需花費(fèi)金錢,但是效果一般[5]。根據(jù)以上思路,總結(jié)有以下幾點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)需要的感官系統(tǒng)是傳感器,進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)隨后將信號(hào)轉(zhuǎn)化并傳遞給單片機(jī);整個(gè)系統(tǒng)的核心部件是單片機(jī),進(jìn)行程序輸入和核心計(jì)算;單片機(jī)輸出信號(hào)后,控制顯示屏數(shù)據(jù)變化,再經(jīng)單片機(jī)數(shù)據(jù)比對(duì)后將輸出信號(hào)傳遞給電機(jī)進(jìn)行空氣凈化,之后也可再經(jīng)物理方法進(jìn)行吸附。綜上所訴,最終確定了這是一種新型設(shè)計(jì),它是一款以51單片機(jī)控制系統(tǒng)和光照傳感器為主要技術(shù)核心的新型工業(yè)車間空氣凈化系統(tǒng),最終確定使用51單片機(jī)控制系統(tǒng)作為核心和主控制電路,之后再結(jié)合mq2傳感器、光照傳感器、dht11溫濕度傳感器等對(duì)車間的空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。輸出端連接電機(jī)來實(shí)現(xiàn)空氣的自動(dòng)凈化。再經(jīng)過邏輯分析設(shè)計(jì)出系統(tǒng)邏輯框圖,并據(jù)此寫出程序,來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。1.3.2設(shè)計(jì)要求(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括電源模塊、復(fù)位模塊、鍵盤模塊等。(2)為實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)控制要求選擇相應(yīng)的元件。(3)實(shí)現(xiàn)仿真結(jié)果或制作出實(shí)物。(4)傳感器模塊（粉塵等顆粒物PM2.5）可用mq2傳感器，dht11溫濕度傳感器等。要求顆粒物濃度以及溫濕度傳感器的數(shù)值需要在顯示屏上顯示。(5)顯示屏數(shù)據(jù)與傳感器相連，傳感器可控制系統(tǒng)運(yùn)行。(6)根據(jù)空氣質(zhì)量的等級(jí)，繼而控制空氣凈化系統(tǒng)的運(yùn)行，并配有手動(dòng)起動(dòng)系統(tǒng)。(7)根據(jù)設(shè)計(jì)方案畫出電路原理圖。(8)(編寫程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。(9)軟件硬件相結(jié)合。（造出實(shí)物）實(shí)物要求：(1)傳感器查出污染物濃度超過要求數(shù)值，系統(tǒng)需自動(dòng)工作，數(shù)值降低后可自動(dòng)關(guān)閉。(2)配有手動(dòng)操作，在傳感器故障時(shí)使用。(3)傳感器接在單片機(jī)輸入端，輸出端接9110風(fēng)機(jī)、二極管等作為輸出模塊。2設(shè)計(jì)方案介紹2.1STC89C51單片機(jī)介紹圖2.1STC89C51單片機(jī)引腳圖（左）實(shí)物圖（右）經(jīng)調(diào)查資料，STC89C51對(duì)于我們學(xué)生來說學(xué)習(xí)入門很快。成本比較低，封裝大可以直接插入萬用板中直接使用，適合我們自己開發(fā)使用。高抗靜電、輕松通過2KV/4KV快速脈沖干擾,不怕電源抖動(dòng)；溫度使用范圍,-40℃~85℃；性能及功耗:（1）空閑模式:功耗2mA（2）正常工作模式:功耗4mA-7mA2.2總體設(shè)計(jì)方案經(jīng)學(xué)習(xí)總結(jié),最終確定設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)為基礎(chǔ)的空氣檢測(cè)凈化系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，液晶顯示屏上將會(huì)顯示顆粒濃度是否超標(biāo)。注：本設(shè)計(jì)可通過按鍵電路改變?cè)O(shè)定值。經(jīng)過多次的綜合評(píng)估和比較最終篩選出了該系統(tǒng)的核心部件采用的是一種型號(hào)為stc89c51的單片機(jī),檢測(cè)儀器分別選擇了dht11溫濕度傳感器、選擇oled12864液晶顯示器作為顯示屏幕,選擇adc0832采集系統(tǒng)作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其它模塊例如9110風(fēng)扇模塊,設(shè)置電路中的按鈕等。在必須時(shí)要確保軟件上的程序和電路檢測(cè)成功后將hex文件輸入并送到萬用單片機(jī)中,最終以已設(shè)計(jì)好的工作原理框圖為基礎(chǔ)依據(jù)繼續(xù)在萬用電路板上對(duì)各種元器件進(jìn)行焊接最后再次對(duì)零部件和軟硬件進(jìn)行調(diào)試直到成功[6]。2.3系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)主要包括復(fù)位模塊、電源模塊、按鍵模塊、a/d轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)電路和相應(yīng)的控制按鍵四個(gè)組件所構(gòu)成。檢測(cè)電路會(huì)對(duì)車間的空氣情況進(jìn)行檢測(cè),最終在oled12864液晶顯示屏上直接顯示。例如,當(dāng)煙霧濃度和溫濕度實(shí)測(cè)值中任意一種高于其設(shè)定值,51單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)9110風(fēng)扇自動(dòng)運(yùn)行,下圖是本次設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)框圖。溫濕度傳感器mq2煙霧傳感器復(fù)位電路設(shè)置鍵電機(jī)（9110風(fēng)扇）顯示屏51單片機(jī)圖2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖溫濕度傳感器mq2煙霧傳感器復(fù)位電路設(shè)置鍵電機(jī)（9110風(fēng)扇）顯示屏51單片機(jī)

3工業(yè)車間空氣凈化系統(tǒng)的硬件選取3.1mq2煙霧傳感器本設(shè)計(jì)中的mq2煙霧傳感器，是一種基于光學(xué)濃度檢測(cè)的傳感器。當(dāng)煙霧濃度較高輸出電壓高于門檻電壓時(shí)，比較器輸出低電（0V），此時(shí)LED亮報(bào)警；當(dāng)濃度降低傳感器的輸出電壓低于門檻電壓時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平（Vcc），LED熄滅。電路圖如下圖所示。圖3.1adc0832AD采集（mq2)ADC0832不僅能夠?qū)⑼獠康臄?shù)字模擬信號(hào)直接地切換或者轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)傳輸出來成為內(nèi)部的數(shù)字信號(hào),內(nèi)部的模擬電源信號(hào)的輸入和外部模擬參考信號(hào)的輸出和電壓相互地轉(zhuǎn)換或者復(fù)用,使得該數(shù)據(jù)傳輸芯片的內(nèi)部模擬參考信號(hào)輸出和電壓及其輸入功率范圍從0-5v之間，芯片的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度持續(xù)時(shí)間只有32μs。圖3.2mq2煙霧傳感器實(shí)物圖MQ2的主要特點(diǎn):響應(yīng)快和速率快、驅(qū)動(dòng)靈敏度高、運(yùn)行性和穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長、電路簡單。MQ2對(duì)于一部分有毒氣體也具有靈敏的識(shí)別功能，比如CO，為了凈化系統(tǒng)的更實(shí)用性以及多功能性，采用這種功能性更全更加靈敏的傳感器模塊。3.2DHT11溫濕度傳感器對(duì)于本設(shè)計(jì)的溫濕度采集模塊以及系統(tǒng)能更加靈敏的監(jiān)控周圍環(huán)境情況,本設(shè)計(jì)選取DHT11溫濕度測(cè)量的傳感器。DHT11溫濕度傳感器采用溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，由NTC測(cè)溫元件和感濕原件兩部分構(gòu)成，可以同時(shí)測(cè)量溫度和感應(yīng)周圍環(huán)境濕度，適合本系統(tǒng)的功能拓展。DHT11溫濕度傳感器可以和其他傳感器同時(shí)使用，采用并聯(lián)的方式將DHT11和其他傳感器放到同一個(gè)電路中，可以進(jìn)行更多方面的檢測(cè)。（注：最多8個(gè)傳感器并聯(lián)）DHT11溫濕度傳感器，其工作特性為：濕度測(cè)量范圍值：空氣濕度20％-90％，前后略有誤差（5%以內(nèi)）溫度測(cè)量范圍值：0度-50度，前后誤差2度工作電壓值3.3V-5V尺寸為3.20CM-1.0CM圖3.3dht11溫濕度傳感器電路圖圖3.4dht11溫濕度傳感器實(shí)物圖3.3oled12864液晶顯示屏表3-1oled12864液晶顯示屏參數(shù)工作電壓顯示容量（字符）顯示分辨率工作電流（mA）工作溫度3V-5V16×8128×64點(diǎn)200-55℃圖3.5oled12864液晶顯示屏實(shí)物圖圖3.6oled12864液晶顯示屏電路原理圖采用oled12864液晶顯示粉塵測(cè)量濃度和設(shè)定濃度；顯示屏幕顯示如下：表3-2oled12864液晶顯示樣式檢測(cè)類別設(shè)定值實(shí)測(cè)值是否報(bào)警PM2.5100（ug/m3)90（ug/m3)否（電機(jī)不轉(zhuǎn)）溫度30℃35℃是（電機(jī)轉(zhuǎn)）3.4車間凈化系統(tǒng)模塊介紹3.4.19110風(fēng)扇L9110是一種控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，L9110將所有分散獨(dú)立的電路集成在一個(gè)獨(dú)立的模塊之中，大大降低了設(shè)計(jì)成本和使用成本。規(guī)格參數(shù)產(chǎn)品尺寸:50×26×15mm螺旋槳直徑:75mm圖3.79110風(fēng)扇實(shí)物圖（左）9110風(fēng)扇電路圖（右）表3-29110風(fēng)扇參數(shù)工作電壓驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作電流（mA）電路板尺寸（mm)5V2個(gè)1個(gè)2050.8×193.4.2電源模塊電源模塊是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源，沒有電源提供動(dòng)力各個(gè)系統(tǒng)將不能正常運(yùn)行?？紤]到每個(gè)元器件的不同額定電壓，尤其是核心部件51單片機(jī)額定電壓為5V，為了不破壞器件并保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，故電源模塊選擇低于5V，本系統(tǒng)采用充電寶為電源模塊。圖3.8電源模塊電路圖3.4.3LED電路模塊本模塊作為輸出顯示，能夠直觀地表現(xiàn)出空氣質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，在風(fēng)機(jī)故障時(shí)作為提示，并由操作人員進(jìn)行手動(dòng)操作。圖3.9LED電路模塊電路圖3.4.4按鍵模塊本系統(tǒng)在按鍵上采用了四個(gè)獨(dú)立按鍵，按鍵S1為開關(guān)電源的控制按鍵，按下S1后系統(tǒng)通電；S2，S3，S4三個(gè)按鍵分別進(jìn)行功能的手動(dòng)模擬的啟動(dòng)、停止及設(shè)定值的設(shè)置。S2、S3和S4，分別連接P1.1、P1.2和P1.3，最后一端與地相連。S2、S3和S4按鍵的原理圖如圖3.10所示。圖3.10按鍵模塊3.4.5復(fù)位模塊系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)在調(diào)試以及后期長時(shí)間的使用中難免會(huì)產(chǎn)生一些想象不到的錯(cuò)誤，一旦程序運(yùn)行出錯(cuò)會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來無法估量的損失。故系統(tǒng)要采用復(fù)位模塊，復(fù)位模塊可以讓電路重新工作，程序運(yùn)行從頭開始。復(fù)位形式；手動(dòng)復(fù)位。手動(dòng)按下復(fù)位按鍵將單片機(jī)的電路狀態(tài)，恢復(fù)到初始值。3.5單片機(jī)最小系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能需要掌握傳感器技術(shù)、C語言編程、單片機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為51單片機(jī)為主要控制中心來實(shí)現(xiàn)電路控制。下面是單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，其包括三個(gè)部分，一個(gè)直流電源，一個(gè)復(fù)位電路，一個(gè)單片機(jī)芯片。其中復(fù)位電路能保證系統(tǒng)運(yùn)行不出錯(cuò)誤，因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行一旦出錯(cuò)將給整個(gè)系統(tǒng)帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)，這時(shí)就用到了復(fù)位電路，復(fù)位電路可以避免程序跑飛，使系統(tǒng)工作不出差錯(cuò)。圖3.8單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖

4系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程4.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程概述程序設(shè)計(jì)是一個(gè)單片機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心，各種各樣的程序設(shè)計(jì)及不同人的邏輯實(shí)現(xiàn)多樣的操作和功能。單片機(jī)能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的接收處理從各個(gè)傳感器接收的模擬信號(hào)、使顯示器能及時(shí)的顯示當(dāng)前實(shí)際測(cè)量的粉塵濃度、再通過讀取比較從按鍵電路處的設(shè)定濃度值，最終通過程序運(yùn)算確定是否驅(qū)動(dòng)電機(jī)風(fēng)扇裝置。主程序主要由dht11溫濕度傳感器采集程序、mq2傳感器采集程序、按鍵輸入程序、oled12864顯示程序、單片機(jī)控制的主程序五部分組成[7]。主程序風(fēng)扇按鍵輸入oled1286顯示程序傳感器主程序風(fēng)扇按鍵輸入oled1286顯示程序傳感器采集程序程序是該設(shè)計(jì)的核心模塊之一，正確的設(shè)計(jì)流程圖是寫程序的前提，邏輯清晰才能保證程序不會(huì)出錯(cuò)。下面是對(duì)接口定義分配、數(shù)據(jù)定義的設(shè)置，以及設(shè)計(jì)流程圖的設(shè)計(jì)。接口定義：9110風(fēng)扇（FS）接p2.0；二極管（LED）接p2.4；AD采集0832接p1.0、p1.1、p1.2；oled1286液晶顯示scl接p0.6、sda接p0.7;三個(gè)按鍵分別接在p0.0、p0.1、p0.2；溫濕度傳感器dht11接p3.5。數(shù)據(jù)定義：溫度25℃（可調(diào)，設(shè)定溫度用于車間降溫）；濕度可根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)；煙塵mg/m3；PM2.5（目前，我國的pm2.5標(biāo)準(zhǔn)值為24小時(shí)平均濃度小于75μg/m3為達(dá)標(biāo)，低于50μg/m3為最佳。）下面為本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖：時(shí)間間隔時(shí)間間隔讀取設(shè)定報(bào)警值接口定義顯示報(bào)警值數(shù)據(jù)定義開始串口初始化手動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇顯示當(dāng)前濃度NOYES當(dāng)前濃度>設(shè)定值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換是否能采集當(dāng)前濃度YESNO圖4.1設(shè)計(jì)流程圖4.3程序開發(fā)流程圖本設(shè)計(jì)中采用KeilC51軟件進(jìn)行程序編寫，程序編寫共有四個(gè)步驟編寫，編譯，下載和調(diào)試。由于C語言運(yùn)用廣泛，效率更高，該設(shè)計(jì)的程序用C語言來編寫。開始開始建立工程文件根據(jù)設(shè)計(jì)需求，編寫C語言編譯是否正確下載到單片機(jī)檢查是否正確結(jié)束測(cè)試YESNOONOYES圖4.2程序開發(fā)流程圖

5設(shè)備調(diào)試5.1電路檢查經(jīng)學(xué)習(xí)了解所有元器件功能以及在本設(shè)計(jì)中的作用時(shí)，根據(jù)所設(shè)計(jì)原理圖，依次完成元器件焊接。（1）先用萬用表測(cè)量正負(fù)極是否短接，若無短接則通電測(cè)試，通電成功則電路板設(shè)計(jì)焊接無誤。（2）若焊接失敗，應(yīng)先主體用眼觀察每個(gè)元器件引腳是否銜接，若無法觀察出來，則用萬用表按照電路依次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則進(jìn)行二次修正焊接。再進(jìn)行通電調(diào)試。（3）若用萬用表檢查引腳和線路均無誤，應(yīng)著重檢查元器件是否燒壞，若有燒壞則更換元器件。（4）若以上三種都無法檢測(cè)合格，則應(yīng)檢查設(shè)計(jì)原理圖或者重新設(shè)計(jì)。最后將元器件進(jìn)行拆卸，進(jìn)行二次焊接，再次進(jìn)行通電調(diào)試，直到成功為止。5.2硬件調(diào)試5.2.1按鍵電路調(diào)試在對(duì)電路板中的三個(gè)按鍵進(jìn)行調(diào)試時(shí)，首先要保證按鍵質(zhì)量無誤，電路引腳都可接通，再進(jìn)行通電測(cè)試。檢查過程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)按鍵無法實(shí)現(xiàn)想要的功能，第一，應(yīng)對(duì)按鍵的焊接引腳進(jìn)行排查，確保引腳焊接無誤。第二，結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊接引腳和按鍵品質(zhì)均無問題，更換新的按鍵也沒作用后。最后檢查出按鍵與屏幕端口銜接部分出了問題，改正這一方面問題后按鍵電路調(diào)試成功。5.2.2顯示電路調(diào)試在進(jìn)行顯示電路調(diào)試時(shí)，首先確認(rèn)程序中語言是否編譯正確，通電調(diào)試時(shí)，oled12864液晶顯示屏出現(xiàn)了不滿屏顯示，只占用了一部分屏幕，考慮oled12864液晶顯示屏有關(guān)的程序不會(huì)出現(xiàn)問題，硬件焊接檢查后也沒問題，更換新的顯示屏重新焊接，問題并未得到解決?？赡苁浅绦虺霈F(xiàn)問題，因?yàn)橹皇秋@示不全，考慮到硬件無誤，暫時(shí)不影響使用，硬件調(diào)試完成。5.3軟件調(diào)試5.3.1顯示電路調(diào)試在硬件調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)oled12864通電，但文字顯示不完全。在向同學(xué)討論后，確定硬件電路設(shè)計(jì)沒有問題，最后發(fā)現(xiàn)是程序未寫完整，缺少了一個(gè)滿屏指令。最終對(duì)程序進(jìn)行添加修改后，再次編譯無錯(cuò)誤后，把程序燒入單片機(jī)，發(fā)現(xiàn)oled12864液晶顯示正常，這一部分軟件調(diào)試完成。5.3.2dht11傳感器電路調(diào)試在進(jìn)行DHT11傳感器模塊電路調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度顯示沒有問題，確定了傳感器無質(zhì)量問題，但是濕度顯示長時(shí)間為一個(gè)數(shù)值，不靈敏且驅(qū)動(dòng)較慢這并不貼切實(shí)際情況，電路板的焊接也無問題?？紤]到程序書寫出現(xiàn)了問題，再一次檢查程序，并查閱相關(guān)書籍，最后發(fā)現(xiàn)問題出在延時(shí)程序上，書寫延時(shí)程序時(shí)間單位應(yīng)該是毫秒寫成了秒，最后則導(dǎo)致了數(shù)據(jù)采集較長，顯示出現(xiàn)問題，經(jīng)程序更改，使得設(shè)備正常工作。

6實(shí)物展示經(jīng)過硬件選取，程序編寫，電路調(diào)試，最終完成了本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)最好的結(jié)果就是能造出實(shí)物，將自己的想法實(shí)現(xiàn)。下圖是本設(shè)計(jì)的實(shí)物圖。圖6.1車間空氣凈化系統(tǒng)實(shí)物圖操作演示：（1）實(shí)物圖中電源模塊采用5V，2.1A充電寶進(jìn)行供能。（2）DHT11溫濕度采集模塊可用手指放到DHT11傳感器上來快速改變周圍溫度濕度，讓顯示更加直觀。（3）顯示屏幕上左側(cè)為實(shí)測(cè)值，右側(cè)為設(shè)定值。無論四組數(shù)據(jù)那一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)大于設(shè)定值，系統(tǒng)都會(huì)