发布时间 : 星期三 文章便携式粉尘测试仪的设计说明更新完毕开始阅读cd2827dd5e0e7cd184254b35eefdc8d377ee1452
下载可编辑
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 ２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本课题的研究对象是便携式粉尘浓度测试仪，要研究或解决以下几个问题： 1. 它可以方便地用于煤矿开采，砖瓦厂等粉尘作业场所、也可以用于对大气环境的污染情况进行监测以及办公室和某些公共场所的空气污染程度进行方便快捷的检测。 2. 可以通过外接键盘设定报警阀值并当超过预设浓度时可以实现声光报警提示。 3. 通过LCD显示测量浓度。 4. 利用基于单片机的主控器、显示电路、报警电路等总体电路的设计及编程。 本课题主要采用的研究手段为： 一．粉尘浓度的测量方法有过滤称重法，?射线法，压电振动法，光散射法，光透法等。对于本课题选用光透法对粉尘浓度进行测量。 二. 便携式粉尘测试仪主要由光电转换，信号调理，LCD显示和键盘，报警等组成。 三．系统设计 3.1系统硬件设计 测试仪硬件电路由不同模块组成，包括电源模块，单片机模块，光电转换模块，信号调理模块，LCD显示及键盘模块，报警模块和RS-232通信模块。 3.1.1电源模块 便携式仪器是低功耗仪器，要求电源模块的转换效率高且需常见的电源提供的电压，可以选用DC-DC升压芯片MAX1678作为电源模块，他的转换效率高达90%，采用1到2节常用碱性电池就可以输出系统所需要的5V电压。 3.1.2单片机模块 单片机模块采用AT89S52单片机，它是一款低功耗，高性能的COMS 8位单片机，.专业.整理.
下载可编辑
片含有8KB ISP的可反复擦写1000次得Flash制度程序存储器，器件采用高密度，非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元。单片机具有32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片时钟振荡器。
3.1.3光电转换模块
光电转换模块选择对射式红外传感器，把红外接收二极管接收到的发光强度信号转换为相应的电流，光的强度与强，电流值越大。设计中，选用IR-333-A作为红外发射端，BPW 24R作为红外接收端。
3.1.4信号调理模块
信号调理电路包括红外接收头输出电流的电流-电压转换，电压信号的放大，滤波和A/D转换。
要检测的是直流弱电信号，频率比较低，且要求在电流-电压转换中线性度好，噪声低。运算放大器选用 OPA244 , 采用 2.2~36V供电, 它的输入偏置电流为 nA级, 满足测量μA 级电流的要求。此时, 红外接收二极管处于零偏状态, 不存在暗电流,满足设计要求, 适合于比较精确的测量。
经电流-电压转换模块转换的信号, 输入到放大电路和A /D转换电路。设计中,放大芯片选择 AD8553 , 1. 8 ~ 5.0 V 供电, 它是一种由电阻值控制的电压放大的芯片, A/D 芯片选择ADS7841 ,它是一款串行模数转换器, 能够在满足设计要求的同时,减少对单片机I/O口的占用。通过滑阻器调整输出的电压值, 考虑到 A /D转换器的参考电压为5 V, 因此将AD8553输出的最大电压设置为 5 V。
3.1.5 LCD显示及键盘模块
该粉尘测试仪是便携式仪器,它的功耗也是主要考虑的问题, 在显示方面采用功耗较低的 LCD显示, LCD1602字符型液晶显示模块可以显示两行,每行 16个字符。采用单+5V 电源供电, 外围电路配置简单, 具有很高的性价比。
3.1.6报警模块
报警电路采用声光报警,当被测区域的粉尘浓度高于设定值时, 报警电路被激活,
.专业.整理.
下载可编辑
红色发光二极管闪烁10s并且蜂鸣器发出连续报警声。当工作状态正常且粉尘浓度低于设定值时, 绿色发光二极管常亮.
3.1.7 RS-232通信模块
为了保存更多粉尘浓度的历史数据,加入了 RS- 232串口通信模块, 它可以将实地测得的粉尘浓度数值上传到计算机中, 从而节省仪器的存储空间, 采用 MAX232作为电平转换芯片, 它只需+5V电压供电。
3.2系统软件设计
软件采用模块化设计，包括1个主模块和5个子模块，子模块分别为A/D转换模块，LCD显示模块，按键模块，报警模块和通信模块。
主模块主要的工作是对各处理子模块进行初始化，并且调用子模块。主程序流程图如下图1所示。关键的子模块是A/D转换模块和LCD显示模块。
开 机 LCD初 始 化 主 机 命 令 报警值设置 测试浓度 数据传播 LCD显示
图1主程序流程图
.专业.整理.
下载可编辑
.专业.整理.