文档介绍：目录
一. 实验意义 2
二. 硬件系统设计 3
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基础硬件模块介绍 3
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创新平台底板模块 6
51单片机核心模块 8
LED数码管模块 9
位独立按键模块(扩展模块) 11
蜂鸣器模块(扩展模块) 11
LCD1602液晶模块(扩展模块) 12
三. 软件系统设计 13
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程序流程图 15
主程序程序流程说明 16
. 主要算法 19
帧数据的校验算法原理 19
主要函数 20
求和校验函数 20
串口初始化函数 21
串口中断函数 21
四. 调试分析 22
硬件组装和程序的下载调试 22
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调试过程中出现的问题 22
STC单片机程序下载失败原因分析 22
LED数码管显示模块问题分析 23
,不能立即正常显示原因分析 24
调试过程的注意事项 24
五. 心得体会 24
一. 实验意义
雾霾是我们经常讨论的热门话题,灰蒙蒙的天,能见度很低、空气中呛人的气味,相信大多数同学都遭受过这样的经历。
雾霾笼罩下的城市
现在已经知道,造成雾霾天气的主要“元凶”,。这种能够直接进入肺泡的小颗粒,对人体健康危害最大。
当前,人们已经像关注天气一样,关注着空气质量。大多数情况,我们都像查天气预报一样,通过监测站发布的数值,。但实际上,,,可能与报道的数值相差甚远。
通过该项目使我们可以采用电子积木搭接一个简单的空气质量检测仪。既学习了知识,,获得我们身边的真实数据。
查询到的焦作空气质量报告
空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,其数值越大说明空气污染状况越严重,对人体健康的危害也就越大。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物()、可吸入颗粒物(pm10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等六项。
,也称为可入肺颗粒物。被吸入人体后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
二. 硬件系统设计

本实验采用“电子积木+底板”的形式,通过电子积木拼接,实现项目功能。主要积木包括:51单片机核心板、4位LED数码管模块、空气质量传感器模块、LCD1602液晶模块。
系统框图
基础硬件模块介绍

该模块选用ZPH01空气粉尘传感器,。传感器中的VOC检测单元对甲醛、苯、二氧化碳、氨气、氢气、酒精、香烟烟雾、香精等有机挥发气体具有极高的灵敏度。,采用粒子计数原理,可灵敏检测直径1μm以上灰尘颗粒物。
空气质量传感器模块
VOC测量原理:采用专门的电化学传感器模块,实现VOC气体的检测。
不同气体灵敏度对比
该传感器将测得的气体浓度直接转化为A、B、C、D四个等级。具体标定方法如下,将洁净空气质量默认为A级,以酒精浓度作为参考,大于50ppm时,设定为D级,中间均匀划定3个等级。
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采用光散射法测量原理,实现空气粉尘的测量。使用该方法,在传感器内置一个加热器,加热引起气流上升使外部空气进传感器内部。
采用一个LED作为发光源,另一个光电传感器,通过测量光强度,判断空气粉尘的数量。可检测的粒子为1μm以上粒子,如香烟、房屋灰尘、霉菌、花粉、孢子等。
微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象,和此同时,还吸收部分照射
光的能量。当一束平行单色光入射到被测颗粒场时,会受到颗粒周围散射和吸收的影响,光强将被衰减。如此一来便可求得入射光通过待测浓度场的相对衰减率。而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度。光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比,通过测得电信号就可以求得相对衰减率。
光散射检测原理
测量结果输出为低脉冲率,根据下图对应关系,可转化为μg/m3 单位。

测量结果输出帧格式
该传感器测量结果以PWM和UART