单片机课程设计实验报告.PDF

单片机课程设计实验报告 实验题目 环境检测器 学 院 物理学院 专 业 物理学 姓名学号 付军 201417100005 李良 201417100015 周敏昊 201417100008 分组编号 提交日期 2016 年 6 月 19 日 1 摘要： 实时对环境进行监测，测量 pm2.5 值，空气质量指数 AQI，环境温度及空气 湿度，主要应用于宿舍及其他场所。程序力求简洁，将很多函数直接封装成库文 件，源代码只显示基本流程及思路，可以减少修改源码所造成的错误，也便于查 找错误。 关键词： PM2.5、温度、湿度、arduino mega2560、LCD12864 显示器、DSM501 粉尘传 感器 2 目录 一.实验目的4 二.实验设计功能：4 1. 基本性要求4 2. 发挥性要求4 三.总体设计方案说明4 1.硬件部分4 2.软件部分4 四.系统电路原理图、实物图5 五.程序流程图6 1.主程序6 六.软件设计思想8 七.系统使用和操作说明8 八.系统故障诊断与排除8 1、硬件部分8 2、软件部分8 九.原器件清单9 十.源程序代码9 3 一.实验目的 实时对环境进行监测，测量 pm2.5 值，空气质量指数 AQI，环境温度及空 气湿度，主要应用于宿舍及其他场所。 二.实验设计功能： 1. 基本性要求 ⑴显示环境的 pm2.5 的值，环境温度，空气湿度； ⑵能够采样并更新数据； ⑶所测 pm2.5 值合理； ⑷工作性能稳定； 2. 发挥性要求 ⑴显示空气质量指数 AQI ⑵传感器经过预热后采集数据 三.总体设计方案说明 1.硬件部分 ⑴ 采用 LCD12864 液晶屏显示 PM2.5 值，空气质量指数 AQI，空气湿度， 环境温度 ⑵ 传感器采用 DSM501 粉尘传感器以及 DHT22 温湿度传感器 ⑶ 实验线路通过面包板使线路更明晰，减少误连 (4) 在单片机 RESET 键重新采集数据 (5) 实验器材最终用盒子包装 2.软件部分 ⑴ 在头文件中定义 pm2.5 以及空气质量指数算法，算法均参照国家标准。 3 DSM501 使用电平信号表示空气颗粒物体积比ppm，而pm2.5单位为μg/ ， 因此需参照空气颗粒物平均密度，对数据进行转换。 4 转换公式如下： y=0.1776*x^3-2.24*x^2+ 94.003*x ⑵空气质量指数 AQI 由pm2.5 值决定，AQI 计算方法参照国家标准，具 体计算方法如下： 其中： I = 空气质量指数，即 AQI，输出值； C = 污染物浓度，输入值； Clow= 小于或等于 C 的浓度限值，常量； Chigh= 大于或等于 C 的浓度限值，常量； Ilow= 对应于 Clow 的指数限值，常量； Ihigh= 对应于 Chigh 的指数限值，常量。 四.系统电路原理图、实物图 加上附加功能后的系统电路原理图如下所示 原始线路较乱，后使用纸盒进行包装，实物图如下：