PM2.5監測設備系統電路模塊設計

　　本檢測設備PM2.5環(huán)境監測系統價(jià)格低廉，能夠解決資金投入問(wèn)題。在監測區內，每個(gè)節點(diǎn)的PM2.5檢測由PM2.5傳感器、檢測板組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將數據傳送給云監控中心。在無(wú)線(xiàn)遠距離數據傳輸方式中，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（GPRS）為遠程監測的數據傳輸提供了一種高效、低成本的途徑。用戶(hù)在線(xiàn)按流量計費，大大降低了系統的營(yíng)運成本。GPRS所提供Internet的全球性無(wú)線(xiàn)接入，使經(jīng)由GPRS和Internet數據傳輸已越來(lái)越快捷和高效。

　　時(shí)鐘電路

　　圖中采用的是內時(shí)鐘模式，即采用利用芯片內部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時(shí)元件內部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。一般來(lái)說(shuō)晶振可以在1.2 ～12MHz 之間任選，甚至可以達到24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實(shí)驗套件中采用的11.0592M 的石英晶振。和晶振并聯(lián)的兩個(gè)電容的大小對振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調作用。當采用石英晶振時(shí)，電容可以在20 ～40pF 之間選擇（本實(shí)驗套件使用30pF）；當采用陶瓷諧振器件時(shí)，電容要適當地增大一些，在30 ～50pF 之間。通常選取33pF 的陶瓷電容就可以了。另外值得一提的是如果讀者自己在設計單片機系統的印刷電路板時(shí)，晶體和電容應盡可能與單片機芯片靠近，以減少引線(xiàn)的寄生電容，保證振蕩器可靠工作。檢測晶振是否起振的方法可以用示波器可以觀(guān)察到XTAL2 輸出的十分漂亮的正弦波，也可以使用萬(wàn)用表測量（把擋位打到直流擋，這個(gè)時(shí)候測得的是有效值）XTAL2 和地之間的電壓時(shí)，可以看到2V 左右一點(diǎn)的電壓。

　　復位電路

　　在單片機系統中，復位電路是非常關(guān)鍵的，當程序跑飛或死機時(shí)，就需要進(jìn)行復位。 MCS-5l 系列單片機的復位引腳RST出現2個(gè)機器周期以上的高電平時(shí)，單片機就執行復位操作。如果RST 持續為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。 復位操作通常有兩種基本形式：上電自動(dòng)復位和開(kāi)關(guān)復位。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時(shí)電容的負極和RESET 相連，電壓全部加在了電阻上，RESET 的輸入為高，芯片被復位。隨之+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最后約等于0 ，芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復位按鍵，當復位按鍵沒(méi)有被按下的時(shí)候電路實(shí)現上電復位，在芯片正常工作后，通過(guò)按下按鍵使RST管腳 出現高電平達到手動(dòng)復位的效果。P0 口外接上拉電阻 51 單片機的P0 端口為開(kāi)漏輸出，內部無(wú)上拉電阻。所以在當做普通I/O 輸出數據時(shí)，由于V2 截止，輸出級是漏極開(kāi)路電路， 要使“1”信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻，如圖所示。

　　LCD12864顯示模塊

　　基于本設計所顯示內容信息量大，本設計選擇以液晶顯示信息量大，具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等功能的LCD12864液晶顯示屏作為實(shí)現顯示功能的元件。 FYD12864-0402B是一種具有4位/8位并行、2線(xiàn)或3線(xiàn)串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡(jiǎn)體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64， 內置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字。 也可完成圖形顯示。

　　蜂鳴器報警功模塊

　　將溫濕度傳感器采集出來(lái)的監測值傳輸給單片機，當單片機比較監測到的數值超出所設定閾值時(shí)，驅動(dòng)風(fēng)扇，若風(fēng)扇降溫的效果低于溫度升高的速度，當溫度超過(guò)所設置溫度最大限度值，蜂鳴器便開(kāi)始工作報警，直到溫度達到安全溫度范圍內，停止鳴叫報警。 同理，當濕度達到所設置濕度最高限度值時(shí)蜂鳴器也開(kāi)始工作報警，直到濕度達到正常濕度范圍內，停止鳴叫報警。

　　溫濕度調節模塊

　　溫濕度調節主要分為升溫模塊，降溫模塊，干燥模塊和加濕模塊。系統溫濕度調節的實(shí)現通過(guò)單片機控制電暖器升溫，控制風(fēng)扇降溫，控制加濕器加濕空氣。 本設計主要實(shí)現風(fēng)扇降溫功能。 降溫模塊主要元件由小馬達組成，用塑料片剪成扇葉形狀裝在小馬達上，當溫濕度傳感器所測當前溫度高于所設定限度值，系統自動(dòng)啟動(dòng)小馬達起到降溫的作用，直到溫度恢復到正常值范圍內，系統自動(dòng)停止馬達的轉動(dòng)從而起到調節溫度制冷作用。

　　采用AT89C52單片機為控制中心，由DSM501灰塵傳感器測量空氣粉塵濃度，LCD12864顯示屏顯示當前空氣粉塵濃度。當空氣中粉塵濃度達到所設定限度啟動(dòng)蜂鳴器自動(dòng)報警。實(shí)踐證明，該系統電路簡(jiǎn)單、工作穩定、集成度高，調試方便，測試精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。