Atmega16单片机PM2.5粉尘颗粒检测仪设计+程序+电路图(4)

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我国空气污染最首要的污染物就是细颗粒物PM2.5。空气中PM2.5的主要来源有机动车排放、燃煤、扬尘、建筑尘、生物质燃烧、二次硫酸盐与硝酸盐及有机物。PM2.5颗粒对人体健康与大气环境质量有很大影响，粒径小于2.5微米的细颗粒物被吸人人体后能够直接进入支气管，扰乱肺部的气体交换，从而引发如支气管炎、哮喘及心血管病等方面的疾病；所以，PM2.5的监测与有效治理是我国环境保护部门及国家政府的目标[7]。当前，全国各地人民、国家各个机关部门，都非常关注PM2.5相关领域的研究工作。随着HJ 618—2011《环境空气PM10和PM2.5的测定标准》、GB 3095—2012《环境空气质量标准》的颁布实施，PM2.5质量浓度的监测已经成为政府工作的重中之重。据报道，未来几年，我国环保部门用于PM2.5相关领域的资金投入将达到1 000亿元，这对我国空气质量的提高将产生巨大积极影响。

在我国，PM2.5数据无法及时向民众公布，普通民众对此知之甚少。目前市面上的PM2.5检测仪器大多较为昂贵，国内精准探测仪甚至达到十几万一台，无法向普通民众普及。本课题研究的项目旨在克服这一难题，本课题所研究的系统除了能够实时显示PM2.5浓度的测量值，还能够与用户交互，允许用户设定警报值和危险值而且还可以用蜂鸣器发出警报，方便居民使用，具有良好的应用前景。我们可以利用它来指导人们日常生活行为，它使我们科学应对PM2.5污染，从而有效的减少PM2.5对健康的影响和危害。所以研制出一套面向普通民众的、便宜的PM2.5智能测试检测装置具有十分重要的的现实意义。

2 系统硬件结构设计及实现

如图2-1所示，基于单片机的PM2.5粉尘颗粒检测仪由单片机、灰尘传感器、用户输入单元、A/D转换器、显示单元、电源与复位电路、时钟单元和报警单元等部分组成。本课题将借助Proteus软件来绘制电路图并进行仿真。

单片机的PM2.5粉尘颗粒检测仪课题方案原理图

图2-1 课题方案简图

2．1 Proteus软件简介

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它结合其它EDA工具软件所具备的仿真功能和单片机及外围器件的仿真功能。它是目前单片机及外围器件仿真工具的最佳选择。虽然目前国内推广刚起步，但已受到广大机械和电气专业师生、单片机爱好者、基于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，它整合了原理图布图、代码调试及单片机与外围电路协同仿真多种功能，还能够一键切换到PCB设计，从而实现了从概念到产品的完整设计[8]。它能够支持各种不同的微处理器模型，比如80C51、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年还增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加和更新其他系列处理器模型；在编译方面，它也支持ICC、Keil和MATLAB等多种编译。论文网

它的元件库拥有超过27000种元器件，并且还可以方便地创建新元件。它提供智能的器件搜索功能、智能化的连线功能，支持总线结构，使电路设计简明清晰。它还可输出设计图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸、pdf文档等，它还可以输出高质量PCB图纸。

它能够支持主流的CPU类型，如ARM、8051/52、AVR、PIC、dspIC33、HC11、8086、MSP430等，随着版本升级CPU类型还在继续增加；它支持通用外设模型，如字符LCD单元、LED点阵、图形LCD单元、键盘/按键单元、七段数码管显示单元、直流/步进/伺服电机、串行通信虚拟终端、电子温度计等等；它支持实时仿真，如UART/USART仿真、SPI/I2C仿真中断仿真、MSSP仿真、PSP仿真、ADC仿真、RTC仿真、CCP/ECCP仿真等。　它还支持编译及调试，它提供单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也支持第三方集成编译环境（如ICC、Keil等），从而可以进行高级语言的源码级仿真和调试。