基于单片机的灰尘检测系统的硬件电路设计

黄宾

摘  要：本课题研究如何检测当前小范围空间中空气所含灰尘含量，实时显示当前空气中灰尘浓度，并设置报警值，形成一个集监测，报警的小系统。该系统可以给人们的出行，室内外活动提供空气状况的直观数据，便于使用者做出判断。

关键词：单片机;灰尘;检测

1引言

在人们对生活质量的要求进一步提高时，一个适宜的生活环境便显得尤为重要。当年轻人晨跑或夜跑时，当老年人晨练时都需要关注当前的空气状况是否适合运动。人们关切他们吸入的空气是否干净，是否影响身体健康。因此拥有一个便携的灰尘检测仪器对人们来说必要的，特别是 那些对粉尘过敏的人来说，这款仪器区别于天气预报中的某一区域灰尘浓度，它测到的是当前空间的灰尘浓度，更贴近人们的生活，也更能满足人民的需求。

2.1 总体设计思路

根据51单片机搭建最小系统（添加外部复位和时钟电路），然后依次设计出LCD1602液晶显示与单片机的接线电路，蜂鸣器报警电路，按键电路以及AD0832、51单片机和灰尘传感器的外部连接电路，电源输入电路等。由LCD1602来充当仪表显示出颗粒物浓度值，通过按键来设置灰尘浓度警戒值，当灰尘浓度超过警戒值时，蜂鸣器报警。 按键部分由三个开关组成，其中两个开关为增减按键，另一个按键用来进入设置警戒值模式。系统整体框图如下：

3 硬件电路设计

3.1 报警电路

由单片机的P1.4引脚接到三极管的基集，如图2，当P1.4引脚为高电平，会使得三极管的基集与发射集正偏且大于0.7V，三极管导通，此时电源VCC相当于接到蜂鸣器的正极，蜂鸣器发光二极管同时工作。反之当三极管的基集为低电平，5伏电源没有与蜂鸣器与二极管接通，则蜂鸣器与发光二极管均不工作。

3.2 按键电路

如图3所示，三个按键的一段分别接在单片机的P3.5引脚、P3.6引脚、P3.7引脚，另一端共地，当一个按键按下时，就把低电平信号送到单片机相应的引脚，而单片机的各引脚未接入外部设备时原本是高电平的，因此当一个点电平出现时，可用程序来实时监测引脚的电平状态，当然程序中应该考虑到抖动的问题，消抖是按键程序必不可少的部分，这样才能准确的检测。

3.3 传感器连接电路

如图4，P13端通过Q2来驱动灰尘传感器，P13引脚输出的电流通过R7限流后，基集的电流较弱，但三极管有放大作用，进而能驱动灰尘传感器。传感器的模拟输出引脚OUT送到ADC0832的模拟输入通道0，再加上输出端与输入端不能同时工作，所以可将两个引脚接到一起接到单片机的P3.4引脚。

3.4 液晶显示电路

液晶显示LCD1602与单片机的固定接法如图5所示：

4总结

本文以空气中灰尘检测为研究目标，首先分析了研究背景，然后确定总体方案，最后进行了一系列的电路设计，实现了灰尘检测系统硬件部分的设计。然而，由于篇幅限制，本文只针对硬件电路进行了分析设计，未软件部分进行分析，此部分有待完善。

参考文献

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