51单片机空气质量检测设计全套资料(仿真 原理图 PCB 源码)

51单片机PM2.5+DHT11上下限报警 GP2Y1010AU空气质量监测程序原理图PCB与Proteus仿真制作出来的实物图如下：


元件清单:

Comment    Designator    LibRef
蜂鸣器    BUUZER    BUZZER
电解电容    C1    10uF
电解电容    C2    220uF
瓷片电容    C3, C4    18pF
电解电容    C5    470uF
瓷片电容    C6    104
排针    DC 5V    Header 2
触点开关    JIA, JIAN，RESET    SW-PB
液晶    LCD1602    LCD1602
发光二极管    LED1, POWER    SI3317-H
灰尘传感器    PM1    GP2Y1010AU
温湿度传感器    U3    dht11
三极管    Q1    S8550
排阻    R1    4.7K
电阻    R2, R4, R5, R6    2K
电阻    R10    150
电阻    R3    10K
自锁开关    SW1    SW-SPDT
单片机座    U1    DIP-40
单片机    U1    STC89C52
A/D模数转换芯片    U2    ADC0832
晶振    Y1    11.0592M

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(附件中可下载工程文件)


仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）由于Proteus里面没有pm2.5模块的库 所以用的一个可变电阻来代替


部分单片机源程序如下:完整源码可以下载附件

1. #include"LCD1602.h"  //添加LCD1602头文件
   
2. #include"dht11.h"          //添加DHT11头文件
   
3. #include"adc0832.h"
   
4. #include<math.h>
   
5. sbit BUZZER = P1^3;         //蜂鸣器驱动端口==P1^3
   
6. sbit Reduc  = P3^2;         //按键键输入端口==P1^7
   
7. sbit Add = P3^3;         //按键加输入端口==P3^1
   
8. sbit Mode = P3^4;         //按键加输入端口==P3^1
   
9. sbit LED1=P2^0;
   
10. sbit LED2=P2^1;
    
11. uchar Rx_buf[4],Rxnum=0;
    
12. uchar T1L=15,T1H=35,R1L=30,R1H=80;
    
13. void InitUART(void)                         //这是串口的基本配置，配置他的波特率是9600.这些参数都是标准的。
    
14. {
    
15.     TMOD = 0x20;
    
16.     SCON = 0x50;
    
17.     TH1 = 0xFD;
    
18.     TL1 = TH1;
    
19.     PCON = 0x00;
    
20.     EA = 1;
    
21.     ES = 1;
    
22.     TR1 = 1;
    
23. }
    
24. 
    
25. /*
    
26. * UART 发送一字节
    
27. */
    
28. void UART_send_byte(char dat)
    
29. {
    
30.         SBUF = dat;
    
31.         while (TI == 0);
    
32.         TI = 0;
    
33. }
    
34. 
    
35. /*
    
36. * UART 发送字符串
    
37. */
    
38. void UART_send_string(unsigned char *buf)
    
39. {
    
40.         while (*buf != '\0')
    
41.         {
    
42.                 UART_send_byte(*buf++);
    
43.         }
    
44. }
    
45. /************************************************
    
46. ** 函数名称 ： void main(void)
    
47. ** 函数功能 ： 主函数
    
48. ** 输    入 ： 无
    
49. ** 输    出 ： 无
    
50. ** 说    明 ：
    
51. ************************************************/
    
52. void main(void)
    
53. {
    
54.         double PM,pm1,pm2;
    
55.         int PMVAL=0,HPM=200,PM_count=0,pm1_count=0;
    
56.         uchar T1_data=0,R1_data=0,T2_data=0,R2_data=0;//温度、湿度变量
    
57.         uchar shezhi_flag=1,Mode_flag=1,n=1;//设置变量
    
58.         uchar bueezr_flag=0,count=0,buzzer_time=9;//蜂鸣器报警变量
    
59.         uint Mode_count=0;
    
60.         uchar disp[16]  ={"PM2.5:0000ug/m3 "};
    
61.         uchar disp1[16]= {"T :00C    RH:00%"};
    
62.         uchar Tx_Buf[15];
    
63.          InitUART();                        //初始化串口                                          
    
64.         LCD_Init();
    
65.     WriteChar(1,0,16,disp); //在第一行显示‘内容’
    
66.         WriteChar(2,0,16,disp1); //在第二行显示‘内容’
    
67.         while(1)
    
68.         {
    
69.                
    
70.                 T1_data=Read_TRH(0,0);//温度
    
71.                 disp1[3]=T1_data/10+0x30;//十位
    
72.                 disp1[4]=T1_data%10+0x30;//个位
    
73. 
    
74.                 R1_data=Read_TRH(1,0);//湿度
    
75.                 disp1[13]=R1_data/10+0x30;//十位
    
76.                 disp1[14]=R1_data%10+0x30;//个位
    
77.                                                                           
    
78.                 pm1+=read_data(1);
    
79.                 if(++PM_count>=20)
    
80.                 {
    
81.                           PM_count=0;
    
82.                            pm1=pm1/20;
    
83.                         pm2+=pm1;
    
84.                         pm1=0;
    
85.                         if(++pm1_count>=5)
    
86.                         {
    
87.                                 pm1_count=0;
    
88.                                 PM=pm2/5;
    
89.                                 PM=PM*50/255;
    
90.                                 PM-=4;
    
91.                             PM/=5;
    
92.                                 PM*=1000;
    
93.                                 PMVAL=PM;
    
94.                                 PMVAL+=235;        PMVAL=PMVAL/9;
    
95.                                 if(PMVAL>=9999)PMVAL=9999;
    
96.                                 WriteCOMDATA(0x86,0);
    
97.                                 if(PMVAL<0)//PMVAL=0;
    
98.                                 {WriteCOMDATA(0+0x30,1);PMVAL=abs(PMVAL);}
    
99.                                 else WriteCOMDATA(PMVAL/1000+0x30,1);
    
100.                                 WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1);
     
101.                                 WriteCOMDATA(PMVAL/10%10+0x30,1);
     
102.                                 WriteCOMDATA(PMVAL%10+0x30,1);
     
103.                                 PM=pm1=pm2=0;
     
104.                         }
     
105.                 }
     
106. 
     
107.                 /*调用报警函数，温湿度是否在设定范围内*/
     
108.                 //温度值与报警值比较
     
109.                 if(T1_data<T1L)
     
110.                 {
     
111.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
     
112.                 }
     
113.                 else if(T1_data>T1H)
     
114.                 {
     
115.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
     
116.                 }
     
117.                 //湿度值与报警值比较
     
118.                 if(R1_data<R1L)
     
119.                 {
     
120.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
     
121.                 }
     
122.                 else if(R1_data>R1H)
     
123.                 {
     
124.                         bueezr_flag=1;//报警标志位置1
     
125.                 }
     
126.                 //PM值与报警值比较
     
127.                 if(PMVAL>HPM)
     
128.                 {        
     
129.                         bueezr_flag=1;
     
130.                 }
     
131.                 if(T1_data>T1L&&T1_data<T1H  && R1_data>R1L&&R1_data<R1H  &&  PMVAL<HPM)
     
132.                 {
     
133.                         bueezr_flag=0;
     
134.                         BUZZER=1;
     
135.                 }
     
136.                 /*******蜂鸣器报警********/
     
137.                 count++;if(count>buzzer_time*10)count=buzzer_time+1;
     
138.                 if(count%buzzer_time==0 && bueezr_flag)
     
139.                 {
     
140.                         BUZZER=~BUZZER;//蜂鸣器取反  发出声音提示
     
141.                 }
     
142.                
     
143.                 /*******Mode键设置报警参数********/
     
144.                 if(Mode==0 && Mode_flag)
     
145.                 {         
     
146.                         WriteCOMDATA(0x0F,0);//LCD显示光标
     
147.                         Delay(100);
     
148.                         if(Mode==0)
     
149.                         {
     
150.                                 BUZZER=1;
     
151.                                 bueezr_flag=0;
     
152. 
     
153.                                 Mode_flag=0;
     
154.                                 shezhi_flag=1;
     
155.                                 n=1;
     
156.                                 while(1)                  
     
157.                                 {                                                                        
     
158.                                         switch(shezhi_flag)
     
159.                                         {
     
160.                                                 case 1:
     
161.                                                 if(n)
     
162.                                                 {
     
163.                                                         n=0;
     
164.                                                         WriteChar(1,0,16,"T1L:00C  T1H:00C");//在第一行显示内容                                 
     
165.                                                         WriteChar(2,0,16,"R1L:00%  R1H:00%");//在第二行显示内容
     
166.                                                         WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);
     
167.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);
     
168.                                                         WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);
     
169.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);
     
170.                                                         WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);
     
171.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);
     
172.                                                 }
     
173.                                                         WriteCOMDATA(0x84,0);WriteCOMDATA(T1L/10+0x30,1);
     
174.                                                         WriteCOMDATA(0x85,0);WriteCOMDATA(T1L%10+0x30,1);
     
175.                                                         WriteCOMDATA(0x85,0);
     
176.                                                 break;
     
177.                                                 case 2:
     
178.                                                         WriteCOMDATA(0x8D,0);WriteCOMDATA(T1H/10+0x30,1);
     
179.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);WriteCOMDATA(T1H%10+0x30,1);
     
180.                                                         WriteCOMDATA(0x8E,0);
     
181.                                                 break;
     
182.                                                 case 3:
     
183.                                                         WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(R1L/10+0x30,1);
     
184.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);WriteCOMDATA(R1L%10+0x30,1);
     
185.                                                         WriteCOMDATA(0xC5,0);
     
186.                                                 break;
     
187.                                                 case 4:
     
188.                                                         WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(R1H/10+0x30,1);
     
189.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(R1H%10+0x30,1);
     
190.                                                         WriteCOMDATA(0xCE,0);
     
191.                                                 break;
     
192. 
     
193.                                                 case 5:
     
194.                                                 if(n)
     
195.                                                 {
     
196.                                                         n=0;
     
197.                                                         WriteChar(1,0,16,"    PM2.5 SET   ");//在第一行显示内容                                 
     
198.                                                         WriteChar(2,0,16,"HPM2.5:    ug/m3");//在第二行显示内容                                                        
     
199.                                                 }
     
200.                                                 WriteCOMDATA(0xC7,0);
     
201.                                                 WriteCOMDATA(HPM/1000+0x30,1);
     
202.                                                 WriteCOMDATA(HPM/100%10+0x30,1);
     
203.                                                 WriteCOMDATA(HPM/10%10+0x30,1);
     
204.                                                 WriteCOMDATA(HPM%10+0x30,1);
     
205.                                                 WriteCOMDATA(0xCA,0);
     
206.                                                 break;                                                
     
207.                                         }
     
208.                                         Delay(200);
     
209.                                         //加
     
210.                                         if(Reduc==0)
     
211.                                         {
     
212.                                                 Delay(200);
     
213.                                                 //while(Reduc==0);
     
214.                                                 switch(shezhi_flag)
     
215.                                                 {         
     
216.                                                         case 1:T1L+=1;break;
     
217.                                                         case 2:T1H+=1;break;
     
218.                                                         case 3:R1L+=1;break;
     
219.                                                         case 4:R1H+=1;break;
     
220.                                                         case 5:HPM+=1;break;
     
221.                                                 }               
     
222.                                         }
     
223.                                         //减
     
224.                                         if(Add==0)
     
225.                                         {
     
226.                                                 Delay(200);
     
227.                                                 //while(Add==0);
     
228.                                                 switch(shezhi_flag)
     
229.                                                 {
     
230.                                                         case 1:T1L-=1;break;
     
231.                                                         case 2:T1H-=1;break;
     
232.                                                         case 3:R1L-=1;break;
     
233.                                                         case 4:R1H-=1;break;
     
234.                                                         case 5:HPM-=1;break;
     
235.                                                 }               
     
236.                                         }
     
237.                                         //短按切换设置项目   长按退出设置页面
     
238.                                         if(Mode==0)
     
239.                                         {
     
240.                                                 Delay(300);
     
241.                                                 while(Mode==0)
     
242.                                                 {
     
243.                                                         Delay(300);
     
244.                                                         Mode_count++;
     
245.                                                         if(Mode_count>6)
     
246.                                                         {
     
247.                                                             WriteChar(1,0,16,"PM2.5:0000ug/m3 ");//在第一行显示内容
     
248.                                                                 WriteCOMDATA(0x86,0);
     
249.                                                 if(PMVAL<0)//PMVAL=0;
     
250.                                                {WriteCOMDATA(0+0x30,1);PMVAL=abs(PMVAL);}
     
251.                                                else WriteCOMDATA(PMVAL/1000+0x30,1);
     
252.                                                WriteCOMDATA(PMVAL/100%10+0x30,1);
     
253.                                                WriteCOMDATA(PMVAL/10%10+0x30,1);
     
254.                                                WriteCOMDATA(PMVAL%10+0x30,1);
     
255.                                                                 WriteChar(2,0,16,disp1); //在第二行显示内容
     
256.                                                         }
     
257.                                                 }
     
258.                                                 if(Mode_count>6)
     
259.                                                 {
     
260.                                                         Mode_count=0;shezhi_flag=0;
     
261.                                                         //当下限值大于上限值时，蜂鸣器鸣叫1S提示，参数设置有误
     
262.                                                         if(T1L>T1H || R1L>R1H)
     
263.                                                         {
     
264.                                                                 BUZZER=0;Delay(1000);BUZZER=1;
     
265.                                                         }
     
266.                                                         //否则退出设置页面，返回主页面
     
267.                                                         else
     
268.                                                         {               
     
269. 
     
270. 
     
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