1、 本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）基于单片机的汽车尾气检测系统的设计The design of automobile exhaust detection system based on single chip microcomputer院 别：专 业：年级班级：学生姓名：指导老师：完成日期：院 别：专 业：年级班级：学生姓名：指导老师：完成日期：院 别：专 业：年级班级：学生姓名：指导老师：完成日期：院 别：专 业：年级班级：学生姓名：指导老师：完成日期：院 别：专 业：年级班级：学生姓名：指导老师：完成日期：院 别： 信息与自动化学院专 业： 年 级： 学生姓名： 指导老师： 2学
2、士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果，除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名（手签）： 年 月 日摘 要当前汽车尾气排放是导致空气污染的主要因素之一，汽车尾气中未燃尽的 CO 等氧化物以及可以对人体产生致病影响的固体颗粒物，对人体危害最大。由于近些年我国汽车持有量增速迅猛，人们对汽车的维护工作达不到一定的要求，定期检查也不严格规范，对此，研究简
3、易便携式汽车尾汽检测装置，无论是从约束车主加大自身对汽车保养的力度方面还是从加大监测部门的执行力度上都是有益而无害的。设计分为主控制端和报警端两部分，其中负责信号采集的主控制端使用专用传感器对汽车尾气中的 CO 和 PM2.5 的浓度进行检测，当有害气体排放超过设定上限时，STC12C5A60S2 型单片机控制无线发射模块给报警端信号，系统产生报警。同时汽车的排放物信息在液晶显示屏上能够进行实时地显示，主控端还可以对报警阈值进行合理的设定。不论是从当前的行业现状以及对未来的推广和发展，本设计都具有一定的研究意义。关键词：单片机；汽车尾气；检测；报警IIABSTRACTThe automotiv
4、e exhaust emissions, which contribute to one of the main factors of air pollution, automobile exhaust does not burn the CO oxide and pathogenic effect of solid particles on the human body, the greatest harm to the human body. Because in recent years, Chinas Automobile Holdings rapid growth, people o
5、n the cars maintenance work is not up to the requirements, regularly check is not strictly regulate. In this regard, the simple and portable automobile tail gas detection device, whether it is from the constraint owners increase their competitiveness on the vehicle maintenance of or from increase ef
6、forts to implement the monitoring department are harmless and beneficial.Design is divided into a main control terminal and alarm terminal, which is responsible for signal acquisition of the master control terminal using special sensor for automobile exhaust CO and PM2.5 concentrations were detected
7、, when the harmful gas emissions exceed a set upper limit, STC12C5A60S2 MCU control wireless transmission module block to the alarm signal terminal, the system will generate a warning. At the same time, the vehicle emission information can be displayed in real time in LCD, and the main control can a
8、lso set the alarm threshold reasonably This design has some research significance both in the present situation and the promotion and development of the futureKey Words：SCM; automobile exhaust; detection; alarmI目 录1 绪论 11.1 课题背景和研究意义 .11.2 课题研究内容 .22 系统总体设计方案 32.1 系统设计思路 .32.2 系统实现主要功能 .33 硬件电路设计 53
9、.1 CO 检测 模块设计 53.1.1 MQ-2 传感器简介 53.1.2 CO 检测模块硬件电路 63.2 PM2.5 检测模块设计 .73.2.1 粉尘传感器简介 .73.2.2 颗粒检测模块硬件电路 .93.3 显示模块设计 .93.3.1 显示模块简介 .93.3.2 显示模块硬件设计 .103.4 无线发射接收模块设计 .113.4.1 无线发射接收模块简介 .113.4.2 无线发射接收模块硬件电路 .123.5 主控制电路设计 .133.5.1 单片机简介 .133.5.2 单片机外围电路 .133.6 报警模块的设计 143.7 按键模块的设计 143.8 系统整体设计原理图
10、 .154 系统软件设计 164.1 系统主程序流程图 .164.2 系统中的子程序设计 .175 仿真与调试 20II5.1 Proteus 软件简介 205.2 系统的仿真与调试 206 实物的制作与调试 226.1 实物制作 226.2 调试 247 结论 .25参考文献 26附 录 27致 谢 70天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）11 绪论1.1 课题背景和研究意义随着我国的科技发展,汽车已经成为居民生活中的代步必需品。然而汽车产业的发展在给人类生活带来便利、提高人们的生活品质的同时,也给环境带来了很大的危害。尽管近些年来我国颁布了相关的法律来限制厂家生产高排量的汽车，
11、但是我国在限制汽车排放量制度和发达国家相比存在差距。据调查世界上污染最严重的 10 个城市中中国占去了七位，在中国大城市中的 500 个样本里，仅仅有不超过 1%的城市可以达到世界卫生组织关于空气质量的标准。由此可见在城市建设的步伐加快的同时，城市污染也随之出现。高楼的拔地而起，空气的流速变得迟缓。这些致使汽车排出的有害气体和颗粒物变得更难通过空气流通而消散开来。现代社会人类在提高生产效率的同时也不忘关注自身的健康状况，生活中汽车尾气无节制的排放给人体带来了许多伤害。在高速收费站工作人员所吸入的 CO 浓度的量比在其他岗位的工作人员要高出近 90%。汽车尾气中的 CO 与血红蛋白的结合率高于血
12、红蛋白与氧气的结合率，CO 气体无色无味,人类如果不用特殊的方式是无法察觉到它的存在，人体吸收了从汽车尾气排放出的 CO 后，人类的大脑和器脏会出现缺氧状态，随着血液携带氧气能力的降低，人体心脏出现不适。尤其是对那些本来就有心脏病史的患者，高浓度的 CO 可以使其动脉血管内的血液流动压力加大，增大了心脏病的发病率；拥有强健体魄的人吸入过量的 CO 后也会出现头晕，恶心，无力，反应迟缓等症状，也有人因此丢掉性命。汽车尾气中还有可吸入颗粒物，这些可吸入颗粒物的直径小于 2.5mm，还不及头发直径的 0.05 倍。颗粒物的直径小于等于10mm 时就可以被吸入肺部，也称之为可肺入颗粒物。由于它在大气中
13、滞留时间长，不仅使室外能见度降低，而且内部含有大量的有毒致癌物,被人体的肺部吸入后，致使肺内部环境被破坏，随着肺部粘液的增加，会出现哮喘，支气管肺炎，慢性支气管炎等疾病。因此，治理汽车尾气排放迫在眉睫。治理汽车尾气排放基本方法是工况法，国际上一直在颁布新汽车排放法规来约束厂商，中国也积极通过颁布最新国五汽车尾气排放标准法对汽车厂商和用户进行约束。这些法规在推动技术革新的同时，也能保证我们的生活质量。在国五排放法颁布后，中国提出关于大气污染防治工作意见，根据这些意见北京市自 2013 年 2 月 1 日起，经国务院批准成为国内首个使用国五标准燃油的地区，那些不符合标准的轻型汽油车，自 3 月 1
14、 日起要停止销售和注册，从而减少排放多项气体污染物。自国四到国五对 PM2.5 排放量削减要求提高，原来97 号、93 号、90 号汽油牌号改为现用 95 号、92 号、89 号汽油牌号。中文题目2发达国家以美国为代表推行世界上公认的控制汽车排放的 I/M(检查/维护)制度，强制汽车进行定期尾气排放检测，不合格的车辆在一定时间内，由指定维修网点进行有针对性维护，在汽车尾气排放量合格后才能上路行驶。我国虽然也实行了相关法令，有不少高档汽车自带尾气检测装置，然而这些装置或是直接嵌入汽车内部，或是直接作用于发动机与汽车底板之间，增大了汽车成本，导致有些汽车价位颇高。中低档汽车内自带的尾气检测装置不够
15、先进，不能在汽车内随时显示汽车尾气中有害气体的浓度，也不能够及时提醒驾驶员去特定部门维修汽车。所以研发一款可以进行实时检测，可以对用户起到警示环保作用,价格便宜的小型便携式汽车尾气检测系统是非常有意义的。1.2 课题研究内容本课题研究内容为以单片机(STC12C5A60S2)为主控制器对汽车中 CO 浓度和 PM2.5的浓度进行检测，在检测浓度超过阈值时通过无线收发模块报警。具体研究内容：（1）对常见的汽车尾气中有害气体的检测，其中主要是针对 CO 气体的检测；（2）对固体颗粒物的检测，采用夏普二代粉尘传感器来检测汽车尾汽排放中的焦油等颗料物；（3）主控制器对采集的数据进行处理，并与系统设定阈
16、值比较；（4）主控单片机和报警单片机之间通过无线模块通讯，实现系统超标报警功能，在仿真中该功能使用串口方式实现；（5）使用显示模块对汽车尾气中的 CO 和 PM2.5 的浓度进行实时显示，用户可随时查看。天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）32 系统总体设计方案2.1 系统设计思路本课题主要研究基于单片机原理的汽车排放物检测系统。该系统是将单片机控制技术、传感器检测技术和无线通信技术相结合，开发一个简便实时的气体检测系统。通过应用单片机对有害气体传感器、粉尘传感器进行控制，实现采集汽车排放气体中有害气体 CO 和 PM2.5 的浓度值。主控制单片机将采集数值读入后在单片机内进行准确
17、的转换（A/D） 。由液晶屏显示当前检测值的浓度，这样检测装置实时性的特点就显现出来。单片机检测当前浓度值超过之前设定阈值时，蜂鸣器和 LED 同时产生报警，并通过无线模块将信号传到远端，从而使车主或监管部分能及时得到相关情况，做出相关处理。根据本设计原理,绘出总体结构设计框图如图 2-1 所示。1. 数据采集模块 2. 报警模块图 2-1 总体结构框图2.2 设计实现主要功能系统从整体看可分为数据采集端和报警端两大部分。数据信号采集控制端内设计有显示模块、传感器检测模块、单片机最小系统模块、按键选择模块、电源模块1、无线发射模块。报警端内设计包括蜂鸣器模块、LED 指示模块、无线接收模块、电
18、源模块 2。以下分别对每个设计模块实现主要功能进行介绍。显示模块：采用 LCD1602 液晶显示屏显示当前检测气体浓度值。传感器检测模块：采用 MQ-2 气体传感器检测以 CO 为主的有害汽车尾气，用GP2Y1050AU0F 粉尘传感器检测排放尾气中 PM2.5 固体颗粒物。电源无线单片机报警指示蜂鸣报警LED 指示无线单片机数据采集时钟复位显示模块CO 采集按键模块PM2.5 采集电源中文题目4单片机最小系统模块：单片机外围电路时钟和复位，自带掉电保存功能。按键选择模块：采用 LCD1602 液晶显示屏和按键相结合实现对 PM2.5 和 CO 浓度阈值设置,其中共有三个按键一个增值按键一个减
19、值按键，一个选择按键。电源模块：电源模块 1 和电源模块 2 相同，分别由电池盒或 USB 提供 5v 电压，由 AMS1117-3.3 给 NRF24L01 无线发射、无线接收端提供 3.3v。无线收发模块：采用 NRF24L01 无线模块进行报警信号的无线传输。报警模块：通过 LED 灯和蜂鸣器实现声光报警，采用按键开关来控制是否开报警，在报警开时具有取消报警功能。天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）53 硬件电路设计3.1 CO检测模块设计3.1.1 MQ-2传感器简介设计中采用 MQ-2 传感器检测 CO 浓度，此传感器具有灵敏度高、响应恢复迅速、探测范围广、稳定性能好、使
20、用寿命长、驱动电路简单等特点，适用于工厂或家庭内的气体检测。MQ-2 传感器对适用场所的氧气有一定要求，检测场所氧气浓度不能小于 2或大于 21，在这个范围内该传感器灵敏度特性会受到影响。它对检测场所的温度也有要求，在-10 摄氏度到 50 摄氏度之间均可以正常使用，对检测场所的温度有要求是因为其内部有可以进行调节的负载电阻，正常工作温度下，此传感器内加热电阻阻值在 31 左右，其内部加热电阻功耗小于等于 900mW，它内部回路标准工作电压（AC 或 DC）在小于等于 15V 范围内,其内部加热电压（AC 或 DC）在5.0V0.2V 的范围内。MQ-2 传感器可以对甲烷、丙烷、丁烷、液化气、
21、酒精等物质进行检测，因为此设计中只使用到其对 CO 浓度检测的功能，所以其他气体为无关项。选择此传感器对CO 进行检测，还因为它对 CO 浓度探测范围在 100PPM-1000PPM 之间。灵敏度特性曲线如图 3-1 所示，曲线图中当温度为 20时，MQ-2 传感器中电阻值 RL 为 5，RS 电阻在不同气体浓度相同或同一气体浓度不同情况下电阻值不同。图 3-1 灵敏度特性曲线图MQ-2 传感器敏感层、金属测量电极、镍合金加热器等部件在一个不锈钢腔里被中文题目6固定。图 3-2 MQ-2 传感器结构图 A图 3-3 MQ-2 传感器结构图 B3.1.2.CO检测模块硬件电路MQ-2 模块被封装
22、后一共有四个接口，分别为 Vcc 大小为 5v、GND、输出数字开关接口，输出模拟量接口。MQ-2 模块用于检测 CO 浓度。MQ-2 模块与单片机接线设计如图 3-4 所示图 3-4 MQ-2 模块与单片机接线图天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）73.2 PM2.5检测模块设计3.2.1 粉尘传感器简介汽车排放尾气中 PM 固体颗粒物是产生雾霾的主要原因之一，本设计只对 PM2.5固体颗粒物进行检测。PM2.5 固体颗粒物本质上和粉尘基本相似，故采用GP2Y1050AUOF 型粉尘传感器检测汽车尾气中 PM2.5 固体颗粒物浓度。粉尘传感器属于高能传感器，它具有灵敏度高，体积小
23、，安装简便等特点。因为这些优点该传感器在空气净化器市场中得到广泛应用。粉尘传感器使用激光散射原理，其电压输出是由粉尘颗粒物在散射光进入光接受元件产生。图 3-5 检测粉尘颗粒物示意图GP2Y1050AUOF 粉尘传感器内部回路图如图 3-6 所示。图 3-6 粉尘传感器回路图中文题目8设计中用到粉尘传感器的电源、接地、串口输入和串口输出，其中串口输出参数和输出的数据协议如下：1) 波特率为 2400bit/s ;2) 发送一个字节所用时间为 10ms，一共发送七个字节，校验位=Vout（H）+Vout(L)+Vref(H)+Vref（L）3) 数据发送的格式如表 3-1 所示：表 3-1 数据
24、发送的格式起始位 Vout(H) Vout(L) Vref(H) Vref(L) 校验位 结束位0x01 0x01 0xe0 0x00 0x7a 0x5b 0xff4)数据处理：接收到数据后按公式计算得到 Vo 的值：Vo=(Vout(H)*256+Vout(L)/1024*5；Vo 相当于图中的串口输出值。得到 Vo 的数值后，乘以系数 K 即可得到灰尘浓度值：灰尘浓度=K*Vo，电压值Vo 与粉尘浓度值的线性换算关系如图 3-7 所示：图 3-7 粉尘浓度值和传感器电压值 Vo 之间线性换算关系图天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）93.2.2 颗粒检测模块硬件电路对 PM2.
25、5 颗粒物进行检测用到四个接口，分别为 GND 接地、VCC 接 5v，传感器的 RXD 与单片机 TXD 接口相连、传感器的 TXD 与单片机的 RXD 相连。图 3-8 PM2.5 颗粒物模块硬件原理设计图3.3 显示模块设计3.3.1 显示模块简介LCD1602 液晶显示屏是字符型显示屏模块，显示容量为 162 个字符，专门用于对字母数字等点阵型显示，但不能显示图形。该模块的工作电流为 2.0mA,最佳工作电压为 5.0v。显示屏对比度可以调节,显示模块提供光标闪烁与清屏等指令。外形尺寸如图 3-9图 3-9 显示模块外形尺寸图中文题目10表 3-2 器件引脚引脚号 引脚名 电平 输入/
26、输出 作用1 GND 电源地2 Vcc 电源（+5v）3 Vee 对比调整电压4 Rs 0/1 输入 0=输入指令1=输入数据5 R/W 0/1 输入 0=向 LCD 写入指令或数据1=从 LCD 读取信息6 E 1,10 输入 使能信号，1 时读取信息，1（下降沿）执行指令7 DB0 0/1 输入/输出 数据总线 line0（最低位）8 DB1 0/1 输入/输出 数据总线 line19 DB2 0/1 输入/输出 line210 DB3 0/1 输入/输出 line311 DB4 0/1 输入/输出 line412 DB5 0/1 输入/输出 line513 DB6 0/1 输入/输出 l
27、ine614 DB7 0/1 输入/输出 line7（最高位）15 A +Vcc LCD 背光电源正极16 K 接地 LCD 背光电源负极3.3.2 显示模块硬件设计液晶显示屏的引脚 7 到引脚 15 分别与单片机 P0.0 接口至 P0.7 接口相连，引脚6 与单片机的 P2.7 接口相连，引脚 5 与单片机的 P2.6 接口相连，引脚 4 与单片机的 P2.5 接口相连，引脚 2 接 5V 电源，引脚 1 接地，引脚 3（VO）接滑动变阻器。显示模块与单片机硬件接线图如图 3-10 所示：天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）11图 3-10 液晶显示屏与单片机的硬件接线图3.4
28、 无线发射接收模块设计3.4.1 无线发射接收模块简介NRF24L01 无线发射接收芯片如图 3-11 所示：图 3-11 无线收发芯片图NRF24L01 芯片引脚说明如表 3-3 所示：中文题目12表 3-3 NRF24L01 芯片引脚说明NRF24L01 型无线收发模块属于单片射频收发型元件,厂家设定的波特率初始值为 9600HZ，在后期使用中还可以在 2400HZ-2500HZ 之间选择，无线发射中工作电流为 9mA。元件内置晶振、有功率放大器等，在单片机控制此无线芯片的程序中可以对通信频道等进行设置。该芯片还有掉电模式与空闲模式两种低功率工作模式，使用时可选择工作模式进行工作，达到节能
29、的目的。3.4.2 无线发射接收模块硬件电路NRF24L01 发送模块硬件接线图、接收模块硬件图设计如图 3-12 所示图 3-12NRF24L01 发送接受模块硬件接线图通过无线发射模块发出报警信号，在报警端接收报警信号。因为 NRF24L01 模块所需电压为 3.3V，在电路中只有 5V 电压，所以需要一个AMS1117-3.3 电压转换模块。该模块有一个输入两个输出端，图中电容 C6 和 C7 大小均为 0.1UF，可以增强系统抗扰能力。由此将 5V 电压信号转换为 3.3V,给无线模块供电。引脚 引脚功能1、2、3、4 数字输入5、6 数字输出7、8、14、15、17、18、20 电源
30、9 模拟输出10、16 模拟输入11、19 电源输出12、13 天线天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）133.5 主控制电路设计3.5.1 单片机简介STC12C5A60S2 系列单片机内部含有 CPU、Flash、SRAM、定时/计数、UART 串口、I/O 接口、高速 A/D 转换、SPI 接口、PCA、看门狗等功能，单片机工作电压在3.5v-5.5v 之间，工作频率在 0-35MHZ，普通单片机的工作频率在 0-420MHZ。用户在下载程序时可选用内部 R/C 或外部晶体/时钟。常温下单片机的内部电压为 5v，单片机晶振在 11MHZ-17MHZ 之间。这款单片机中有两路可
31、接 PWM 波的接口，可编程计数器也有两路接口，单片机中含有两路定时器，两路外部中断。本设计运用到单片机自带精度达十位的 A/D 转换功能，在使用转换功能时，转换速度可达到250k/s。单片机现有 I/O 接口还可外接扩展，用户可使用单片机的第二串口。图 3-13 单片机引脚图 3.5.2 单片机外围电路在图 3-14 中 Header 4 为供单片机下载程序和 PM2.5 浓度数据进行串口调试的排针，图中使用 S2 按键起复位作用，图中 C8 瓷片电容用于过滤高频波，利用高频信号不会通过电容的原理去除干扰。中文题目14图 3-14 主控电路硬件接线图3.6 报警电路的设计报警部分主要由 ST
32、C12C5A60S2 芯片控制，当按下开启报警键后，达到报警条件系统就会产生声光报警。其报警部分电路图如图 3-15 所示。图 3-15 报警电路图上图中，Q3 为 PNP 型三极管，单片机的 I/O 口电流只有几个毫安，不足以驱动蜂鸣器发声，故加一个三极管进行电流放大，从而驱动蜂鸣器发声。3.7 按键模块的设计三个按键依次与单片机的 P1.5 至 P1.7 引脚相连，用于设定阈值，按键模块包天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）15括选择按键、增值键和减值键。用户可以通过按下选择按键选择设置 CO 浓度或 PM2.5浓度阈值。这个按键在按第一下时进入选择界面，接着按下增值键或减值按
33、键可设置 CO 浓度的阈值；第二次按下选择按键后用户通过按下增值键或减值键设定 PM2.5浓度的阈值；第三次按下选择按键，系统保存阈值返回实时检测 PM2.5 和 CO 浓度的界面。 图 3-16 按键接线图3.8 系统整体设计原理图图 3-17 整体原理图中文题目164 系统软件设计4.1 系统主程序流程图主控单片机的硬件初始化包括读取 CO 和 PM2.5 数据值，装置通电后无线发送模块与无线接收模块可正常使用，这时开机显示屏显示 NRF24L01 OK 字样，进行按键扫描查看系统是否进入阈值设定界面，报警端系统开关打开,同时可对 CO 的浓度值和 PM2.5 的浓度值进行设定,在设定阈值
34、时根据先按增值键还是减值按键来选择进入相关程序，按下选择键完成阈值的设定。数据采集处理显示当前 CO 传感器检测到浓度值和 PM2.5 传感器检测到浓度值。如果没有检测到按键被按动,系统就直接进入数据采集处理显示,当检测到汽车尾气中 CO 或 PM2.5 浓度超标，系统通过无线发送报警信号,之后返回按键扫描。图 4-1 主程序控制流程图 天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）17报警端主程序流程图：图 4-2 主程序控制流程图4.2 系统中的子程序设计1.显示子程序图 4-3 显示程序流程图中文题目182.检测 PM2.5 浓度值子程序图 4-4 检测 PM2.5 浓度流程图3.检测
35、 MQ-2 浓度子程序图 4-5 检测 CO 浓度流程图天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）194. 中断调用子程序图中的中断程序运用在按键设定浓度阈值，调用按键选择子程序的过程中，产生报警需要调用报警子程序，在系统显示浓度数值时也会调用显示相关的子程序。这些过程中都用到含有调用子程序的指令程序，系统在调用子程序前产生中断，在调用子程序后执行相关子程序。在装置启动时和复位后主控单片机都会进入含有初始化的中断，在外部中断或定时器中断被响应时，程序会自动跳入相关所需的中断程序，在中断结束后退出中断程序，返回之前程序运行的状态。中断流程图如图 4-8 所示。图 4-6 中断子程序流程图5
36、.无线接收发射子程序图 4-7 无线发射接收子程序流程图中文题目205 仿真与调试5.1 Proteus软件简介Proteus 软件是一款 EDA 工具，它不但有 EDA 仿真工具功能，还可以仿真 CPU及外围电路。这是最好的微控制器和外围设备的仿真工具。本设计使用到这款软件中的绘制原理图、原理图一键转换为 PCB 图、调试单片机和外围电路的功能,这款软件还支持 8051、HC11、PIC 型单片机和 DsPIC33 高性能数字控制器等控制器的使用。并且支持 keil 等相关软件编译。5.2 系统的仿真与调试使用 protuse 软件设计仿真电路模型并进行系统仿真，如图 5-1 所示：图 5-
37、1 仿真电路图仿真图中采用串口代替实物中 NRF24L01 无线传输功能，在图中使用两个虚拟终端（VT1 和 VT2） ，虚拟接线端有四个端口，这里只用到数据接收端（RXD） 。VT1 上显示主控采集端的单片机经过串口给报警端发送数据，VT2 显示报警端接受从主控采集端经过串口所发送来的数据。VT1 连接在主控采集端单片机的 P3.1 接线端，VT2 的数据接收端连在报警端单片机的 P3.0 接线端。主控采集端通过按键模块设置报警值，报警端接收报警信号，报警端有一个开关用户需要时可打开，不需要报警时就关闭,此时用户只能通过 LCD1602 显示屏观测 CO 和 PM2.5 浓度数值，没有声光报
38、警功能。用户也可以在通过报警声得知有气体超标时可以取消报警声。仿真中使用两个滑动变阻器分别代替了 MQ-2 传感器和 GP2Y1050 型粉尘传感器的功能，还使用两个虚拟交流电压表来观测不断改变的电压大小，使模拟传感器检测气体数值观天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）21测更直观。中文题目226 实物的制作与调试6.1 实物制作（1）未开机的实物图如图 6-1 所示图 6-1 实物图（2）当系统中 pm2.5 浓度超标时实物状态如图 6-2 所示图 6-2 PM2.5 浓度超标实物状态图天津天狮学院 2015 届本科生毕业设计（论文）23（3）当系统中 CO 浓度超标时实物状态如图
39、 6-3 所示图 6-3 CO 浓度超标实物状态图（4）系统在设置阈值界面如图 6-4 所示图 6-4 设定阈值时实物状态图中文题目246.2 调试在焊接好硬件电路后仔细检查电路,查看电路是否有虚焊和漏焊的情况。采用分块调试的方法对电路中的每一个模块分别进行调试，最后再进行整体调试。在焊接调试过程中遇到问题与解决方法：焊接过程中，电压转换环节出问题，导致 AMS1117-3.3 芯片烧坏，无线发射模块没有被供电，没有将报警信号发出去，检查电路后发现电容大小的选择有问题，电容值太小导致在电路中几乎没起作用。电容更换后，系统可以正常工作。调试过程中检查硬件是否有虚焊漏焊的方法是对硬件电路逐一进行测试，在单片机的输出管脚测试；在每一个元件管脚处进行测试；这样即可以检测到电路是否连通是否存在虚焊漏焊问题，也可以检测出是否有损坏的元器件。如果在检测过硬件都无问题后依然无法正常使用，再次检查程序并对程序进行修改。
