基于STM32的空氣質(zhì)量檢測(cè)LCD1602顯示報(bào)警仿真設(shè)計(jì)(仿真+程序+講解）

仿真圖proteus 8.9

程序編譯器：keil 5

編程語(yǔ)言：C語(yǔ)言

設(shè)計(jì)編號(hào)：C0084

1.主要功能

功能說明：

1、以STM32單片機(jī)和MQ-135控制核心設(shè)計(jì)空氣質(zhì)量檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)；

2、通過液晶屏LCD1602和串口上位機(jī)顯示空氣質(zhì)量，MV表示檢測(cè)值，ALM表示報(bào)警值；

3、可以通過按鍵設(shè)置空氣質(zhì)量ALM報(bào)警值大小。

4、監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量大于報(bào)警值時(shí)蜂鳴器報(bào)警電路導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。

5、默認(rèn)監(jiān)測(cè)到空氣質(zhì)量高于200ppm蜂鳴器報(bào)警。

主要硬件設(shè)備：STM32F103單片機(jī)

以下為本設(shè)計(jì)資料展示：

2.仿真

整體設(shè)計(jì)方案

本實(shí)驗(yàn)利用STM32單片機(jī)的ADC、GPIO、定時(shí)器等資源，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)識(shí)別輸入模擬空氣質(zhì)量傳感器的AD值，LCD1602能夠正確地顯示，蜂鳴器根據(jù)空氣質(zhì)量報(bào)警值工作。需注意的是，proteus是沒有MQ-135等空氣濃度傳感器的，本設(shè)計(jì)使用滑動(dòng)變阻器模擬空氣質(zhì)量變化，不能直接用于實(shí)物設(shè)計(jì)，有需要的需跟據(jù)實(shí)物調(diào)試。

本測(cè)試如下所示：

仿真運(yùn)行情況：

開始仿真后LCD1602實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)到的空氣質(zhì)量，可以通過滑動(dòng)變阻器改變測(cè)量值?？赏ㄟ^按鍵設(shè)置報(bào)警值濃度，按下設(shè)置鍵進(jìn)入設(shè)置模式，通過設(shè)置+調(diào)高報(bào)警值，通過設(shè)置-調(diào)低報(bào)警值。蜂鳴器報(bào)警電路在空氣質(zhì)量高于報(bào)警值時(shí)啟動(dòng)，有嘟嘟報(bào)警聲，低于不啟動(dòng)。

本設(shè)計(jì)采用電磁式蜂鳴器進(jìn)行。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)I/O引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。蜂鳴器的正極接到VCC（+5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的集電極C，三極管的基極B經(jīng)過限流電阻后由單片機(jī)的BEEP引腳控制，當(dāng)BEEP輸出低電平時(shí)，三級(jí)管QS截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)BEEP輸出高電平時(shí)，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。

下圖檢測(cè)到空氣質(zhì)量是176，低于報(bào)警值200，蜂鳴器電路不工作。

下圖檢測(cè)到空氣質(zhì)量指數(shù)是204，大于等于報(bào)警值，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};  //建立sConfig結(jié)構(gòu)體
	char str[20];  //字符串的存放數(shù)組
	uint32_t adcv; //存放ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果
	float temp;
	set_flag = 0;


  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */
	sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
	sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;   //采樣周期為1.5個(gè)周期
  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	LCD_Init();  //初始化LCD1602
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);//開啟定時(shí)器3
//	LCD_ShowString(0,0,dis_str);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;   //選擇通道1
		HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);  //選擇ADC1的通道道1
		HAL_ADC_Start(&hadc1);										//啟動(dòng)ADC1
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);		//等待ADC1轉(zhuǎn)換結(jié)束，超時(shí)設(shè)定為10ms
		adcv = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);					//讀取ADC1的轉(zhuǎn)換結(jié)果
		
		
		temp=(float)adcv*(4.0/4095)*100;		
	
		sprintf(str,"%4.0fppm",temp);
		LCD_ShowString(0,0,"MV:");	
		LCD_ShowString(0,4,str);	
	  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"AL=", 3, 10);  //串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為12，超時(shí)10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, 6, 10);		 //串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為5，超時(shí)10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"nr", 2, 10); //串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為2，超時(shí)10ms	
		
		if(set_flag){//設(shè)置模式
			sprintf(str,"%4.0fppm^ ",warming_val);
			LCD_ShowString(1,0,"ALM:");	
			LCD_ShowString(1,4,str);
		}else{
			sprintf(str,"%4.0fppm  ",warming_val);
			LCD_ShowString(1,0,"ALM:");	
			LCD_ShowString(1,4,str);			
		}
		
	  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"ALM=", 4, 10);  //串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為12，超時(shí)10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, 6, 10);								//串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為5，超時(shí)10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"nr", 2, 10);						//串口1發(fā)送字符串，數(shù)組長(zhǎng)度為2，超時(shí)10ms	
		
		if(temp>warming_val&&!set_flag){//如果超過報(bào)警值
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);//BEEP引腳拉低
		}else{
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,BEEP_Pin, GPIO_PIN_SET);
		}

		HAL_ADC_Stop(&hadc1);											//停止ADC1
		HAL_Delay(300);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

3. 程序

程序是用keil5 mdk版本打開的，如果打開有問題，核實(shí)下keil的版本。程序是HAL庫(kù)版本編寫的，有注釋可以結(jié)合講解視頻理解。

4. 資料清單&下載鏈接

0、常見使用問題及解決方法–必讀?。。。?/p>

1、程序代碼

2、Proteus仿真

3、功能要求

4、講解視頻

Altium Designer 軟件資料

filename.bat

KEIL軟件資料

MQ135-2.jpg

MQ135.jpg

MQ系列傳感器工作原理.txt

Proteus軟件資料

單片機(jī)學(xué)習(xí)資料

答辯技巧

設(shè)計(jì)報(bào)告常用描述

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資料下載鏈接（可點(diǎn)擊）：