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基于STM32的空气质量检测LCD1602显示报警仿真设计(仿真+程序+讲解)

09/12 10:14
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仿真图proteus 8.9

程序编译器:keil 5

编程语言:C语言

设计编号:C0084

1.主要功能

功能说明:

1、以STM32单片机MQ-135控制核心设计空气质量检测报警设计;

2、通过液晶屏LCD1602和串口上位机显示空气质量,MV表示检测值,ALM表示报警值;

3、可以通过按键设置空气质量ALM报警值大小。

4、监测空气质量大于报警值时蜂鸣器报警电路导通,蜂鸣器报警。

5、默认监测到空气质量高于200ppm蜂鸣器报警。

主要硬件设备:STM32F103单片机

以下为本设计资料展示:

2.仿真

整体设计方案

本实验利用STM32单片机的ADCGPIO定时器等资源,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进识别输入模拟空气质量传感器的AD值,LCD1602能够正确地显示,蜂鸣器根据空气质量报警值工作。需注意的是,proteus是没有MQ-135等空气浓度传感器的,本设计使用滑动变阻器模拟空气质量变化,不能直接用于实物设计,有需要的需跟据实物调试。

本测试如下所示:

仿真运行情况:

开始仿真后LCD1602实时显示检测到的空气质量,可以通过滑动变阻器改变测量值。可通过按键设置报警值浓度,按下设置键进入设置模式,通过设置+调高报警值,通过设置-调低报警值。蜂鸣器报警电路在空气质量高于报警值时启动,有嘟嘟报警声,低于不启动。

本设计采用电磁式蜂鸣器进行。电磁式蜂鸣器由振荡器电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。因此需要一定的电流才能驱动它,单片机I/O引脚输出的电流较小,单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器,因此需要增加一个电流放大的电路。蜂鸣器的正极接到VCC(+5V)电源上面,蜂鸣器的负极接到三极管的集电极C,三极管的基极B经过限流电阻后由单片机的BEEP引脚控制,当BEEP输出低电平时,三级管QS截止,没有电流流过线圈,蜂鸣器不发声;当BEEP输出高电平时,三级管导通,这样蜂鸣器的电流形成回路,发出声音。

下图检测到空气质量是176,低于报警值200,蜂鸣器电路不工作。

img

下图检测到空气质量指数是204,大于等于报警值,三极管导通,蜂鸣器报警img

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};  //建立sConfig结构体
	char str[20];  //字符串的存放数组
	uint32_t adcv; //存放ADC转换结果
	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;   //采样周期为1.5个周期
  /* 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);//开启定时器3
//	LCD_ShowString(0,0,dis_str);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;   //选择通道1
		HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);  //选择ADC1的通道道1
		HAL_ADC_Start(&hadc1);										//启动ADC1
		HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);		//等待ADC1转换结束,超时设定为10ms
		adcv = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);					//读取ADC1的转换结果
		
		
		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发送字符串,数组长度为12,超时10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, 6, 10);		 //串口1发送字符串,数组长度为5,超时10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"nr", 2, 10); //串口1发送字符串,数组长度为2,超时10ms	
		
		if(set_flag){//设置模式
			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发送字符串,数组长度为12,超时10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, 6, 10);								//串口1发送字符串,数组长度为5,超时10ms
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"nr", 2, 10);						//串口1发送字符串,数组长度为2,超时10ms	
		
		if(temp>warming_val&&!set_flag){//如果超过报警值
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);//BEEP引脚拉低
		}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版本打开的,如果打开有问题,核实下keil的版本。程序是HAL库版本编写的,有注释可以结合讲解视频理解。
img

4. 资料清单&下载链接

0、常见使用问题及解决方法–必读!!!!

1、程序代码

2、Proteus仿真

3、功能要求

4、讲解视频

Altium Designer 软件资料

filename.bat

KEIL软件资料

MQ135-2.jpg

MQ135.jpg

MQ系列传感器工作原理.txt

Proteus软件资料

单片机学习资料

答辩技巧

设计报告常用描述

鼠标双击打开查找更多51 STM32单片机课程毕业设计.url

img

资料下载链接(可点击):

  • 设计资料获取联系方式.doc

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