CN211477985U - 一种基于单片机的pm2.5指数检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于单片机的PM2.5指数检测系统，包括单片机STM1，单片机STM1电性连接有粉尘传感器Pin6、电子墨水屏Pin8、晶振电路以及电源模块，电源模块供电，单片机STM1工作时所需要的时钟频率由晶振电路提供，粉尘传感器Pin6检测大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，单片机STM1控制整个电路并计算PM2.5指数，电子墨水屏Pin8用于显示PM2.5指数，与LCD显示屏相比，电子墨水屏Pin8更节能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种PM2.5空气检测系统，特别是一种基于单片机的PM2.5指数检测系统。
背景技术
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大,为此,为了检测空气中PM2.5的含量,各种PM2.5空气检测装置应运而生,这些PM2.5空气检测装置配备有LCD显示屏显示PM2.5指数，但是LCD显示屏比较耗电。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种基于单片机的PM2.5指数检测系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于单片机的PM2.5指数检测系统，包括单片机STM1，所述单片机STM1电性连接有粉尘传感器Pin6、电子墨水屏Pin8、晶振电路以及电源模块。
所述单片机STM1的型号是STM32F103C8T6，所述粉尘传感器Pin6的型号是GP2Y1014AU，所述单片机STM1的1引脚通过电容C8接地，所述单片机STM1的8引脚、 23引脚、35引脚和47引脚均接地，所述单片机STM1的9引脚、24引脚、36引脚和48引脚均连接+3.3V直流电，所述单片机STM1的44引脚通过电阻R1接地。
所述粉尘传感器Pin6的1引脚分两路，一路通过电容C16接地，另一路通过电阻R8接+3.3V直流电，所述粉尘传感器Pin6的2引脚和粉尘传感器Pin6的4引脚均接地，所述粉尘传感器Pin6的3引脚接所述单片机STM1的11引脚，所述粉尘传感器Pin6的5引脚接所述单片机STM1的10引脚，所述粉尘传感器Pin6的6引脚接+5V直流电；所述电子墨水屏Pin8的1引脚接+3.3V直流电，所述电子墨水屏Pin8的2引脚接地，所述电子墨水屏 Pin8的3引脚接所述单片机STM1的46引脚，所述电子墨水屏Pin8的4引脚接所述单片机 STM1的45引脚，所述电子墨水屏Pin8的5引脚接所述单片机STM1的43引脚，所述电子墨水屏Pin8的6引脚接所述单片机STM1的42引脚，所述电子墨水屏Pin8的7引脚接所述单片机STM1的41引脚，所述电子墨水屏Pin8的8引脚接所述单片机STM1的40引脚。
所述晶振电路包括电阻R3、晶振Y2、电容C1、电容C2、晶振Y3、电容C14和电容C15，所述晶振Y2的一端分两路，一路通过所述电容C1接地，另一路接所述单片机 STM1的5引脚，所述晶振Y2的另一端分两路，一路通过所述电容C2接地，另一路接所述单片机STM1的6引脚，所述电阻R3的一端接所述单片机STM1的5引脚和晶振Y2的一端之间的节点，所述电阻R3的另一端接所述单片机STM1的6引脚和晶振Y2的另一端之间的节点；所述晶振Y3的一端分两路，一路通过所述电容C14接地，另一路接所述单片机STM1的3引脚，所述晶振Y3的另一端分两路，一路通过所述电容C15接地，另一路接所述单片机STM1的4引脚。
所述电源模块包括USB转串口芯片CH1、USB接口J1、电容C9、晶振Y1、电容 C10、电容C11、二极管D2、电阻R7、电容C12、电容C13、开关SW和降压电路，所述 USB转串口芯片CH1的型号是CH340G，所述USB接口J1的1引脚通过所述电容C9接所述USB转串口芯片CH1的4引脚，所述USB接口J1的2引脚接所述USB转串口芯片 CH1的5引脚，所述USB接口J1的3引脚接所述USB转串口芯片CH1的6引脚，所述 USB接口J1的4引脚接地，所述晶振Y1的一端分两路，一路通过所述电容C10接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的7引脚，所述晶振Y1的另一端分两路，一路通过所述电容C11接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的8引脚，所述USB转串口芯片CH1 的16引脚分三路，第一路通过所述电容C12接地，第二路通过所述电容C13接地，第三路接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述USB转串口芯片CH1的3引脚通过所述电阻R7接所述单片机STM1的30引脚，所述USB转串口芯片CH1的2引脚接所述二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接所述单片机STM1的31引脚，所述USB转串口芯片CH1的1引脚接地；所述降压电路包括降压芯片IC1、电容C17和电容C18，所述降压芯片IC1的型号是AMS1117，所述降压芯片IC1的1引脚接地，所述降压芯片IC1 的3引脚分两路，一路作为输入电压的接入端，另一路通过所述电容C17接地，所述降压芯片IC1的2引脚分两路，一路通过所述电容C18接地，另一路作为输出电压的输出端，所述输入电压为+5V直流电，所述输出电压为+3.3V直流电，所述开关SW的2引脚接所述 +5V直流电，所述开关SW的3引脚接所述SB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点。
所述单片机STM1还电性连接有复位电路、程序下载接口SWD、灯光提示电路、指示灯电路以及通信串口U1。
所述复位电路包括电容C3、复位按键KEY1和电阻R4，所述单片机STM1的7引脚分三路，第一路通过所述电容C3接地，第二路接所述复位按键KEY1的一端，第三路通过所述电阻R4接+3.3V直流电，所述复位按键KEY1的另一端接所述电容C3和地之间的节点。
所述程序下载接口SWD的1引脚接+3.3V直流电，所述程序下载接口SWD的2引脚接地，所述程序下载接口SWD的3引脚接所述单片机STM1的37引脚，所述程序下载接口SWD的4引脚接所述单片机STM1的34引脚；所述灯光提示电路包括电阻R9和发光二极管LED1，所述发光二极管LED1的正极通过所述电阻R9接+3.3V直流电，所述发光二极管LED1的负极接所述单片机STM1的18引脚。
所述指示灯电路包括电阻R5、发光二极管LED-R、电阻R6和光二极管LED-T，所述发光二极管LED-R的正极通过所述电阻R5接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-R的负极接所述单片机STM1的31引脚，所述发光二极管 LED-L的正极通过所述电阻R6接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-L的负极接所述单片机STM1的30引脚。
所述通信串口U1的1引脚接地，所述通信串口U1的2引脚接+3.3V直流电，所述通信串口U1的3引脚接所述单片机STM1的13引脚，所述通信串口U1的4引脚接所述单片机STM1的12引脚。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的电源模块供电，单片机STM1工作时所需要的时钟频率由晶振电路提供，粉尘传感器Pin6检测大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，单片机STM1控制整个电路并计算PM2.5指数，电子墨水屏Pin8用于显示PM2.5指数，与LCD显示屏相比，电子墨水屏Pin8更节能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的系统框图；
图2是本实用新型的第一幅电路原理图；
图3是本实用新型的第二幅电路原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，一种基于单片机的PM2.5指数检测系统，包括单片机STM1，所述单片机STM1电性连接有粉尘传感器Pin6、电子墨水屏Pin8、晶振电路以及电源模块，电源模块供电，单片机STM1工作时所需要的时钟频率由晶振电路提供，粉尘传感器Pin6检测大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，单片机STM1控制整个电路并计算PM2.5指数，电子墨水屏Pin8用于显示PM2.5指数，与LCD显示屏相比，电子墨水屏Pin8更节能。
单片机STM1集成有模数转换器,在工作时,粉尘传感器Pin6检测大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，然后输出一个模拟信号,单片机STM1的模数转换器把该模拟信号转换为数字信号,单片机STM1再把该数字信号转化为与之对应的PM2.5指数。
所述单片机STM1的型号是STM32F103C8T6，所述粉尘传感器Pin6的型号是GP2Y1014AU，所述单片机STM1的1引脚通过电容C8接地，所述单片机STM1的8引脚、 23引脚、35引脚和47引脚均接地，所述单片机STM1的9引脚、24引脚、36引脚和48引脚均连接+3.3V直流电，所述单片机STM1的44引脚通过电阻R1接地。
所述粉尘传感器Pin6的1引脚分两路，一路通过电容C16接地，另一路通过电阻R8接+3.3V直流电，所述粉尘传感器Pin6的2引脚和粉尘传感器Pin6的4引脚均接地，所述粉尘传感器Pin6的3引脚接所述单片机STM1的11引脚，所述粉尘传感器Pin6的5引脚接所述单片机STM1的10引脚，所述粉尘传感器Pin6的6引脚接+5V直流电；所述电子墨水屏Pin8的1引脚接+3.3V直流电，所述电子墨水屏Pin8的2引脚接地，所述电子墨水屏 Pin8的3引脚接所述单片机STM1的46引脚，所述电子墨水屏Pin8的4引脚接所述单片机 STM1的45引脚，所述电子墨水屏Pin8的5引脚接所述单片机STM1的43引脚，所述电子墨水屏Pin8的6引脚接所述单片机STM1的42引脚，所述电子墨水屏Pin8的7引脚接所述单片机STM1的41引脚，所述电子墨水屏Pin8的8引脚接所述单片机STM1的40引脚。
所述晶振电路包括电阻R3、晶振Y2、电容C1、电容C2、晶振Y3、电容C14和电容C15，所述晶振Y2的一端分两路，一路通过所述电容C1接地，另一路接所述单片机 STM1的5引脚，所述晶振Y2的另一端分两路，一路通过所述电容C2接地，另一路接所述单片机STM1的6引脚，所述电阻R3的一端接所述单片机STM1的5引脚和晶振Y2的一端之间的节点，所述电阻R3的另一端接所述单片机STM1的6引脚和晶振Y2的另一端之间的节点；所述晶振Y3的一端分两路，一路通过所述电容C14接地，另一路接所述单片机STM1的3引脚，所述晶振Y3的另一端分两路，一路通过所述电容C15接地，另一路接所述单片机STM1的4引脚，所述晶振Y2与两个并联电容(电容C1和电容C2)构成第一并联谐振电路，所述晶振Y3与两个并联电容(电容C14和电容C15)构成第二并联谐振电路，单片机STM1工作时所需要的时钟频率由第一并联谐振电路和第二并联谐振电路提供。
所述电源模块包括USB转串口芯片CH1、USB接口J1、电容C9、晶振Y1、电容 C10、电容C11、二极管D2、电阻R7、电容C12、电容C13、开关SW和降压电路，所述 USB转串口芯片CH1的型号是CH340G，所述USB接口J1的1引脚通过所述电容C9接所述USB转串口芯片CH1的4引脚，所述USB接口J1的2引脚接所述USB转串口芯片CH1的5引脚，所述USB接口J1的3引脚接所述USB转串口芯片CH1的6引脚，所述 USB接口J1的4引脚接地，所述晶振Y1的一端分两路，一路通过所述电容C10接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的7引脚，所述晶振Y1的另一端分两路，一路通过所述电容C11接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的8引脚，所述USB转串口芯片CH1 的16引脚分三路，第一路通过所述电容C12接地，第二路通过所述电容C13接地，第三路接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述USB转串口芯片CH1的3引脚通过所述电阻R7接所述单片机STM1的30引脚，所述USB转串口芯片CH1的2引脚接所述二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接所述单片机STM1的31引脚，所述USB转串口芯片CH1的1引脚接地；所述降压电路包括降压芯片IC1、电容C17和电容C18，所述降压芯片IC1的型号是AMS1117，所述降压芯片IC1的1引脚接地，所述降压芯片IC1 的3引脚分两路，一路作为输入电压的接入端，另一路通过所述电容C17接地，所述降压芯片IC1的2引脚分两路，一路通过所述电容C18接地，另一路作为输出电压的输出端，所述输入电压为+5V直流电，所述输出电压为+3.3V直流电，所述降压芯片IC1把+5V直流电降为+3.3V直流电输出，从而用于供电，只要USB接口J1接入+5V直流电，即可为驱动整个系统，所述晶振Y1和两个并联电容(电容C10和电容C11)构成第三并联谐振电路， USB转串口芯片CH1工作时所需要的时钟频率由第三并联谐振电路提供,其他电子设备通过USB接口J1与所述单片机STM1连接，所述USB转串口芯片CH1把输出信号或者输入信号转为TTL电平，使得单片机STM1与其他电子设备通信连接，交换数据信息，也可以通过USB接口J1为单片机STM1供电，所述开关SW的2引脚接所述+5V直流电，所述开关SW的3引脚接所述SB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，开关SW闭合，开关 SW的2引脚和3引脚连在一起，从而外部电源为整个电路供电，开关SW断开，那么整个电路没有接入外部电源，具体地，USB接口J1主要用于接入+5V直流电。
所述单片机STM1还电性连接有复位电路、程序下载接口SWD、灯光提示电路、指示灯电路以及通信串口U1，在所述单片机STM1执行程序发生异常时，复位电路可使得所述单片机STM1从头执行程序，灯光提示电路用于指示PM2.5指数是否超标，空气质量是否良好，指示灯电路用于提示数据的收发过程，单片机STM1通过通信串口U1与其他电子设备通信。
所述复位电路包括电容C3、复位按键KEY1和电阻R4，所述单片机STM1的7引脚分三路，第一路通过所述电容C3接地，第二路接所述复位按键KEY1的一端，第三路通过所述电阻R4接+3.3V直流电，所述复位按键KEY1的另一端接所述电容C3和地之间的节点，单片机STM1需要复位时，按一次复位按键KEY1即可。
所述程序下载接口SWD的1引脚接+3.3V直流电，所述程序下载接口SWD的2引脚接地，所述程序下载接口SWD的3引脚接所述单片机STM1的37引脚，所述程序下载接口SWD的4引脚接所述单片机STM1的34引脚；所述灯光提示电路包括电阻R9和发光二极管LED1，所述发光二极管LED1的正极通过所述电阻R9接+3.3V直流电，所述发光二极管LED1的负极接所述单片机STM1的18引脚，所述单片机STM1的18引脚输出低电平时，发光二极管LED1导通并发出黄光(黄色的光芒)，说明PM2.5指数超标(单片机 STM1设置有预设值，一旦PM2.5指数大于预设值，那么即可认为PM2.5指数超标)，目前的空气质量差，否则，表示PM2.5指数不超标，空气质量良好。
所述指示灯电路包括电阻R5、发光二极管LED-R、电阻R6和光二极管LED-T，所述发光二极管LED-R的正极通过所述电阻R5接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-R的负极接所述单片机STM1的31引脚，所述发光二极管 LED-L的正极通过所述电阻R6接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-L的负极接所述单片机STM1的30引脚，所述单片机STM1的31引脚输出低电平，那么所述发光二极管LED-R就会导通并发出红光，表示所述单片机STM1正在接收数据；所述单片机STM1的30引脚输出低电平，那么发光二极管LED-L就会导通并发出绿光，表示单片机STM1正在发送数据。
所述通信串口U1的1引脚接地，所述通信串口U1的2引脚接+3.3V直流电，所述通信串口U1的3引脚接所述单片机STM1的13引脚，所述通信串口U1的4引脚接所述单片机STM1的12引脚。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。
Claims (9)
1.一种基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于包括单片机STM1，所述单片机STM1电性连接有粉尘传感器Pin6、电子墨水屏Pin8、晶振电路以及电源模块,所述单片机STM1的型号是STM32F103C8T6，所述粉尘传感器Pin6的型号是GP2Y1014AU，所述单片机STM1的1引脚通过电容C8接地，所述单片机STM1的8引脚、23引脚、35引脚和47引脚均接地，所述单片机STM1的9引脚、24引脚、36引脚和48引脚均连接+3.3V直流电，所述单片机STM1的44引脚通过电阻R1接地。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述粉尘传感器Pin6的1引脚分两路，一路通过电容C16接地，另一路通过电阻R8接+3.3V直流电，所述粉尘传感器Pin6的2引脚和粉尘传感器Pin6的4引脚均接地，所述粉尘传感器Pin6的3引脚接所述单片机STM1的11引脚，所述粉尘传感器Pin6的5引脚接所述单片机STM1的10引脚，所述粉尘传感器Pin6的6引脚接+5V直流电；所述电子墨水屏Pin8的1引脚接+3.3V直流电，所述电子墨水屏Pin8的2引脚接地，所述电子墨水屏Pin8的3引脚接所述单片机STM1的46引脚，所述电子墨水屏Pin8的4引脚接所述单片机STM1的45引脚，所述电子墨水屏Pin8的5引脚接所述单片机STM1的43引脚，所述电子墨水屏Pin8的6引脚接所述单片机STM1的42引脚，所述电子墨水屏Pin8的7引脚接所述单片机STM1的41引脚，所述电子墨水屏Pin8的8引脚接所述单片机STM1的40引脚。
3.根据权利要求2所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述晶振电路包括电阻R3、晶振Y2、电容C1、电容C2、晶振Y3、电容C14和电容C15，所述晶振Y2的一端分两路，一路通过所述电容C1接地，另一路接所述单片机STM1的5引脚，所述晶振Y2的另一端分两路，一路通过所述电容C2接地，另一路接所述单片机STM1的6引脚，所述电阻R3的一端接所述单片机STM1的5引脚和晶振Y2的一端之间的节点，所述电阻R3的另一端接所述单片机STM1的6引脚和晶振Y2的另一端之间的节点；所述晶振Y3的一端分两路，一路通过所述电容C14接地，另一路接所述单片机STM1的3引脚，所述晶振Y3的另一端分两路，一路通过所述电容C15接地，另一路接所述单片机STM1的4引脚。
4.根据权利要求3所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述电源模块包括USB转串口芯片CH1、USB接口J1、电容C9、晶振Y1、电容C10、电容C11、二极管D2、电阻R7、电容C12、电容C13、开关SW和降压电路，所述USB转串口芯片CH1的型号是CH340G，所述USB接口J1的1引脚通过所述电容C9接所述USB转串口芯片CH1的4引脚，所述USB接口J1的2引脚接所述USB转串口芯片CH1的5引脚，所述USB接口J1的3引脚接所述USB转串口芯片CH1的6引脚，所述USB接口J1的4引脚接地，所述晶振Y1的一端分两路，一路通过所述电容C10接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的7引脚，所述晶振Y1的另一端分两路，一路通过所述电容C11接地，另一路接所述USB转串口芯片CH1的8引脚，所述USB转串口芯片CH1的16引脚分三路，第一路通过所述电容C12接地，第二路通过所述电容C13接地，第三路接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述USB转串口芯片CH1的3引脚通过所述电阻R7接所述单片机STM1的30引脚，所述USB转串口芯片CH1的2引脚接所述二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接所述单片机STM1的31引脚，所述USB转串口芯片CH1的1引脚接地；所述降压电路包括降压芯片IC1、电容C17和电容C18，所述降压芯片IC1的型号是AMS1117，所述降压芯片IC1的1引脚接地，所述降压芯片IC1的3引脚分两路，一路作为输入电压的接入端，另一路通过所述电容C17接地，所述降压芯片IC1的2引脚分两路，一路通过所述电容C18接地，另一路作为输出电压的输出端，所述输入电压为+5V直流电，所述输出电压为+3.3V直流电,所述开关SW的2引脚接所述+5V直流电，所述开关SW的3引脚接所述SB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点。
5.根据权利要求4所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述单片机STM1还电性连接有复位电路、程序下载接口SWD、灯光提示电路、指示灯电路以及通信串口U1。
6.根据权利要求5所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述复位电路包括电容C3、复位按键KEY1和电阻R4，所述单片机STM1的7引脚分三路，第一路通过所述电容C3接地，第二路接所述复位按键KEY1的一端，第三路通过所述电阻R4接+3.3V直流电，所述复位按键KEY1的另一端接所述电容C3和地之间的节点。
7.根据权利要求6所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述程序下载接口SWD的1引脚接+3.3V直流电，所述程序下载接口SWD的2引脚接地，所述程序下载接口SWD的3引脚接所述单片机STM1的37引脚，所述程序下载接口SWD的4引脚接所述单片机STM1的34引脚；所述灯光提示电路包括电阻R9和发光二极管LED1，所述发光二极管LED1的正极通过所述电阻R9接+3.3V直流电，所述发光二极管LED1的负极接所述单片机STM1的18引脚。
8.根据权利要求7所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述指示灯电路包括电阻R5、发光二极管LED-R、电阻R6和光二极管LED-T，所述发光二极管LED-R的正极通过所述电阻R5接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-R的负极接所述单片机STM1的31引脚，所述发光二极管LED-L的正极通过所述电阻R6接所述USB接口J1的1引脚和电容C9之间的节点，所述发光二极管LED-L的负极接所述单片机STM1的30引脚。
9.根据权利要求8所述的基于单片机的PM2.5指数检测系统，其特征在于所述通信串口U1的1引脚接地，所述通信串口U1的2引脚接+3.3V直流电，所述通信串口U1的3引脚接所述单片机STM1的13引脚，所述通信串口U1的4引脚接所述单片机STM1的12引脚。
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