基于STM32技术的室内空气质量监测仪的设计与开发.docx

基于STM32技术的室内空气质量监测仪的设计与开发

目录

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1项目背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

系统总体方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1设计目标与需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2系统整体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.3关键技术选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.3.1微控制器核心选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3.2传感器选型依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3.3通信协议选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.4系统功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

硬件系统设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.1主控单元电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.1.1STM32最小系统构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1.2电源管理电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2传感器模块接口电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2.1温湿度检测单元接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2.2可吸入颗粒物检测单元接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.3挥发性有机物检测单元接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.4二氧化碳检测单元接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3数据传输与显示模块电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.3.1无线通信模块接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3.2显示驱动电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.4系统时钟与复位电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.5整体硬件原理图与PCB布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

软件系统设计与开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.1开发环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.2软件总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.2.1系统流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.2.2模块功能分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.3核心驱动程序开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.3.1传感器数据采集驱动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.3.2通信接口驱动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

4.3.3显示控制驱动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

4.4数据处理与算法实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

4.4.1数据滤波算法