**单片机设计介绍，基于单片机环境监测温湿度PM2.5系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机环境监测温湿度PM2.5系统是一个集成了传感器技术、单片机控制以及数据处理与显示功能的综合性系统。该系统主要用于实时监测环境中的温度、湿度以及PM2.5浓度，为用户提供准确的环境数据，以便采取相应的措施来改善环境质量。

一、系统概述

该系统主要由单片机、温湿度传感器、PM2.5传感器、显示模块以及电源模块等部分组成。单片机作为核心控制器，负责接收传感器数据、处理数据并控制显示模块显示结果。温湿度传感器和PM2.5传感器分别用于实时采集环境中的温湿度和PM2.5浓度数据。

二、硬件设计

单片机：选择性能稳定、功耗低的单片机作为核心控制器，如STC89C52或AT89C52等。单片机需要具有足够的IO端口以连接传感器和显示模块，并具备强大的数据处理能力。
温湿度传感器：选用精度高、稳定性好的温湿度传感器，如DHT11或AM2301等。这些传感器能够实时采集环境中的温湿度数据，并将其转换为电信号输出给单片机。
PM2.5传感器：选择适合测量PM2.5浓度的传感器，如GP2Y1010AU0F等。该传感器能够实时检测空气中的PM2.5浓度，并将数据输出给单片机进行处理。
显示模块：根据实际需求选择合适的显示模块，如LCD1602液晶显示屏。显示模块用于实时显示环境中的温湿度和PM2.5浓度数据，方便用户观察。
电源模块：为整个系统提供稳定可靠的电源供应，确保系统的正常运行。
三、软件设计

数据采集与处理：单片机通过IO端口读取温湿度传感器和PM2.5传感器的数据，并进行必要的滤波和校准处理，以提高数据的准确性。
数据显示：处理后的数据通过显示模块进行实时显示，用户可以随时查看当前环境的温湿度和PM2.5浓度。
报警功能：当环境中的温湿度或PM2.5浓度超过预设的阈值时，单片机可以触发报警功能，如通过蜂鸣器发出声音提示或通过LED灯闪烁进行警示。
四、系统特点

实时监测：系统能够实时监测环境中的温湿度和PM2.5浓度，为用户提供及时的环境数据。
准确性高：采用高精度传感器进行数据采集，并通过算法进行数据处理，确保数据的准确性。
易于扩展：系统可根据需求进行扩展，如增加其他类型的传感器或添加网络通信功能，实现远程监控和数据共享。
五、应用前景

基于单片机环境监测温湿度PM2.5系统具有广泛的应用前景。它可以应用于家庭、办公室、学校、工厂等各种场所，为用户提供实时的环境数据监测服务。同时，该系统还可与智能家居系统、楼宇自控系统等相结合，实现更加智能化的环境控制和管理。

综上所述，基于单片机环境监测温湿度PM2.5系统是一个具有实用价值和市场前景的项目。通过合理的硬件和软件设计，可以实现环境的实时监测和数据显示功能，为用户提供便捷的环境监测服务。

二、功能设计

基于单片机环境监测温湿度PM2.5系统设计，实时检测环境中的温湿度值，并检测控制的PM2.5颗粒，同时可以设定报警范围值，也可以通过led灯指示当前的控制各参数的状态。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25