世界卫生组织发布的报告显示，无论是发达国家还是发展中国家，目前大多数城市和农村人口均遭受到颗粒物对健康的影响。高污染城市中的死亡率超出相对清洁城市的15%至20%。据统计，在欧洲，PM2。5每年导致386000人死亡，并使欧盟国家人均期望寿命减少8。6个月。人体的生理结构决定了对PM2。5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2。5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2。5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2。5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，刺激呼吸道，干扰肺部的气体交换，从而引发咳嗽、呼吸困难、哮喘、慢性支气管炎等呼吸系统的疾病并导致心律不齐、非致命性心脏病等心血管方面的疾病。其中，老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2。5污染的感染人群。

因此，对PM2。5的监测与治理便显得越来越重要。

1。2 本设计的主要内容和方法

本设计的最终目的是通过单片机与数字控制技术相结合而实现对PM2。5的检测于一体的环境检测系统。这种检测系统具有制造成本低廉、操作简单而测量精度高、显示迅速的优点。本设计基于单片机为系统 控制核心，采用显示屏显示和蜂鸣报警，实现高效的环境检测的功能。主要的设计内容如下：

(1）采用 STC89C52单片机作为控制核心。

(2）采用 GP2Y1010AUOF 传感器对粉尘颗粒大小的采集 。

(3）LCD显示屏显示所有测量值。

(4）通过按键设置报警值，当测量的值高于报警值，蜂鸣器报警。

2 系统总体设计和主要器件简介

2。1 系统总体设计

本设计主要由单片机最小系统、灰尘检测、A/D模数转换、键盘输入、复位电路、液晶显示器和报警电路等部分组成。其中单片机最小系统是单片机工作的基础，灰尘检测传感器实现对灰尘的检测，A/D模数转换电路实现对传感器输出模拟量的转换，键盘输入电路完成对报警值得整定，液晶显示电路实时显示测量值和报警值，当测量值高于设定值时，报警电路报警，当测量值低于设定值时，报警电路不工作，复位电路完成对系统的复位。系统整体框图如图2。1所示：

系统结构框图

各模块功能如下：

1．键盘输入：用于完成报警值参数调整的功能。

2．显示模块：用于完成对系统测量值和报警值得显示。

3．复位电路：完成系统的复位。

4．报警电路：实现系统的报警。

5．灰尘传感器：实现对灰尘颗粒的感应。

6．A/D转换电路：用于完成传感器输入模拟量转换成数字量。

2。2 主要器件简介

2。2。1 STC89C52单片机

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。