家用pm25检查装置设计毕业设计(编辑修改稿)

家用pm25检查装置设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

（本实验套件使用 30pF）；当采用陶瓷谐振器件时，电容要适当地增大一些，在 30 ～ 50pF 之间。 通常选取 33pF 的陶瓷电容就可以了。 检测晶振是否起振的方法可以用示波器可以观察到 XTAL2 输出的十分漂亮的正弦波，也可以使用万用表测量（ 把挡位打到直流挡，这个时候测得的是有效值）XTAL2 和地之间的电压时，可以看到 2V 左右一点的电压。 时钟电路如图所示。 时钟电路图 第 14 页 共 39 页 复位电路 : 在单片机系统中 ,复位电路是非常关键的，当程序跑飞（运行不正常）或死机（停止运行）时，就需要进行复位。 MCS5l 系列单片机的复位引脚 RST（ 第 9 管脚） 出 现 2 个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。 如果 RST 持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 复位操作通常有两种基本形式：上电自动复位和开关复位。 上电瞬间 ，电容两端电压不能突变 ,此时电容的负极和 RESET 相连，电压全部加在了电阻上， RESET 的输入为高，芯片被复位。 随之 +5V 电源给电容充电，电阻上的电压逐渐减小，最后约等于 0 ,芯片正常工作。 并联在电容的两端为复位按键，当复位按键没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后 ，通过按下按键使 RST 管脚出现高电平达到手动复位的效果。 复位电路图如图所示。 图 4 复位电路图 EA/VPP（ 31 脚）的功能和接法 : 51 单片机的 EA/VPP（ 31 脚） 是内部和外部程序存储器的选择管脚。 当 EA 保持高电平时，单片机访问内部程序存储器；当 EA保持低电平时，则不管是否有内部程序存储器，只访问外部存储器。 对于现今的绝大部分单片机来说，其内部的程序存储器（一般为 flash 容量都很大，因此基本上不需要外接程序存储器， 而是直接使用内部的存储器。 在本实验套件中， EA 管脚接到了 VCC 上，只使用内部的程序存储器。 这一点一定要注意，很多初学者常常将 EA 管脚悬空 ,从而导致程序执行不正常。 P0 口外接上拉电阻 : 第 15 页 共 39 页 51 单片机的 P0 端口为开漏输出，内部无上拉电阻。 所以在当做普通 I/O 输出数据时，由于 V2 截止，输出级是漏极开路电路， 要使“ 1”信号（即高电平）正常输出，必须外接上拉电阻，如图所示。 图 5 P0 口外接上拉电阻 另外，避免输入时读取数据出错，也需外接上拉电阻。 在这里简要的说下其原因：在输入状 态下，从锁存器和从引脚上读来的信号一般是一致的，但也有例外。 例如，当从内部总线输出低电平后，锁存器 Q ＝ 0， Q ＝ 1，场效应管 V1 开通，端口线呈低电平状态。 此时无论端口线上外接的信号是低电平还是高电平，从引脚读入单片机的信号都是低电平，因而不能正确地读入端口引脚上的信号。 又如，当从内部总线输出高电平后，锁存器 Q ＝ 1, Q ＝ 0,场效应管 V1 截止 .如外接引脚信号为低电平， 从引脚上读入的信号就与从锁存器读入的信号不同。 所以当 P0 口作为通用 I/O 接口输入使用时，在输入数据前，应先向 P0 口写 “ 1”，此时锁存器的 Q 端为“ 0”，使输出级的两个场效应管 V V2 均截止 ,引脚处于悬浮状态，才可作高阻输入。 总结来说：为了能使 P0 口在输出时能驱动 NMOS 电路和避免输入时读取数据出错，需外接上拉电阻。 在本实验套件中采用的是外加一个 10K 排阻。 此外， 51 单片机在对端口 P0— P3 的输入操作上，为避免读错，应先向电路中的锁存器写入“ 1”，使场效应管截止，以避免锁存器为“ 0”状态时对引脚读入的干扰。 LCD 显示模块设计 系统中采用 LCD1602 作为显示器件输出信息。 与传统的 LED 数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，根据各管脚的功能电路设计如下： 第 16 页 共 39 页 按键电路 本次设计的按键电路使用了单片机的 ， ， 三个口。 设计如下图： 第 17 页 共 39 页 报警电路 本次设计的报警电路的控制输出使用了单片机的 口，设计如下： 污染级别提醒电路和程序下载电路 根据不同的浓度范围提醒当前污染级别的电路，采用了绿，黄，红三个 LED 灯，使用了单片机的 ， ， 实现提醒功能，设计如下： 为方便程序的烧录，单片机的程序下载电路设计如下： 第 18 页 共 39 页 4 设计的应用及相关实验 简介 是指大气中直径小于或等于 微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。 它的直径还不到人的头发丝粗细的 1/20。 虽然 只是大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。 与较大的大气颗粒物相比， 粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输 送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。 20xx 年 2 月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了 监测指标。 PM，英文全称为 particulate matter(颗粒物 )。 科学家用 表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。 可吸入颗粒物又称为 PM10，指直径大于 微米、等于或小于 10 微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物。 总悬浮颗粒物也称为 PM100，即直径小于或等于 100 微米的颗粒物 即细颗粒物，细颗粒物又称细粒、细颗粒、。 细颗粒物指环境空气中空气动力学 当量直径小于等于 微米 的颗粒物。 它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。 虽然 只是地球大气成分中含量很少的组分，但 它对空气质量和能见度等有重要的影响。 与较粗的大气颗粒物相比， 粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、 有害物质 （例如， 重金属 、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。 20xx 年 2月， 全国科学技术名词审定委员会 将 的中文名称命名为细颗粒物。 细颗粒物的化学成分主要包括 有机碳 （ OC）、 元素碳 （ EC）、 硝酸盐 、 硫酸盐 、 第 19 页 共 39 页 铵盐 、 钠盐 （ Na+）等。 的主要来源 颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。 主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。 在学术界的分为一次气溶胶（ Primary aerosol）和二次气溶胶（ Secondary aerosol）两种。 自然源： 自然源包括土壤扬尘（含有 氧化物 矿物和其他成分）海盐（颗粒物的第二大来源，其组成与海水的成分类似）、植物花粉、 孢子 、细菌等。 自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。 人为源： 人为源包括固定源和流动源。 固定源包括各种燃料燃烧 源，如发电、 冶金 、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。 流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。 可以由 硫 和 氮 的氧 化物转化而成。 而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的 燃烧 造成的。 在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。 没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。 燃烧柴油的卡车，排放物中的杂质导致 颗粒物 较多。 在室内， 二手烟 是颗粒物最主要的来源。 颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，都会产生具有严重危害的颗粒物，使用品质较佳的香烟也只是吸烟者的自我安慰，甚至可能因为臭味较低，而造成更大的危害；同理也适用于金纸燃烧、 焚香 及燃烧蚊香。 但是炒菜 5 分钟， 增加 20 倍系误读。 大气化学反应： 除自然源和人为源之外，大气中的气态前体污染物会通过大气化学反应生成二次颗粒物，实现由气体到粒子的相态转换。 如： 第 20 页 共 39 页 其中气态硫酸来自 OH 自由基氧化二氧化硫 SO2 的气态反应。 [2]盐的水合物：如 xCl yH2O、 xNO3 yH2O、 xSO4 yH2O，随着湿度的变化，水合物对 的影响较大，水不仅与盐化合物生成水合物，由于湿度的改变还形成了盐的微小溶液液滴。 的现状及常用数据 我国城市环境 空气颗粒物污染呈现多类型污染的态势，可以分为：传统的煤烟型 ,如乌鲁木齐、兰州、太原等（尤其是冬季）。 煤烟、扬尘和机动车混合型 ,如郑州、石家庄等；复合型 ,如北京、天津、广州等。 随着经济的迅猛发展，国外数十年发生的大气污染问题在我国多个城市集中出现 ,呈现复合、压缩形态。 目前我国超过 2/3的城市空气质量不达标，已进入大范围生态退化和复合性环境污染的阶段。 如果不采取有效的控制措施，国内的大部分城市最终都将发展成为复合型的颗粒物污染状态。 是表征大气复合型污染的首要污染物。 如今，中国已成为。 常用指标及数据： 细颗粒物的标准，是由美国在 1997 年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。 细颗粒物指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。 到 20xx 年底为止，除美国和欧盟一些国家将细颗粒物纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对细颗粒物的监测，大多通行对 PM10 进行监测。 检测网空气质量新标准： 根据 检测网的空气质量新标准， 24 小时平均值标准值分布如下： 空气质量等级 24 小时 平均值标准值 优 0~35 良 35~75 轻度污染 75~115 第 21 页 共 39 页 中度污染 115~150 重度污染 150~250 严重污染 大于 250 及以上 世界卫生组织（ WHO） 20xx 年《空气质量准则》 项目 年均值 日均值 准则值 10 25 过渡期目标 1 35 75 过渡期目标 2 25 50 过渡期目标 3 15 设计主要用途及应用的场景 主要用途 本设计主要可用于室 内和户外的空气质量（主要是 ）的检测，可调节的报警浓度的设计，可用于长期检测和提醒 浓度。 应用场景 办公室空气检测和提醒，公共场合控烟，空调和通风口处监测，气象台，观测站，马路口监测为期排量 第 22 页 共 39 页 分析 可以看出，在树木植被比较好的地方可以达到净化空气的效果，公园的车流和人流都比较多，但是晚上 值开始下降，说明了植被有助于净化空气。 车流量不一的两个地点，后者车流量大， 数值较高，两个地点均出现早晚数值较。