基于单片机的智能空气净化器的设计毕设论文(4)

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3.2 QS-01空气质量传感器

3.2.1 QS-01空气质量传感器简介

QS-01是一种二氧化锡半导体气体传感器，对各种空气污染源都有很高的灵敏度，并且可以快速响应，给传感器采用塑料外壳，有3个引脚，可在极低的功耗情况下获得极好的感应特性，这款产品非常适用于空气品质控制系统、排风电扇和空气净化器。

3.2.2 QS-01的结构

气敏半导体材料分布在铝基上，铝基上引出电极，在基底背面镀上了一层氧化钌作为加热器，他们都被封装在了塑料壳中。

图3-3 传感器元件

图3-4 结构

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图3-5 管脚排列

图3-6电路

3.3 红外线控制

红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。 3.3.1红外线装置简介

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图 3-7 所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

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键盘编码调制遥控发射器LED光/电放大解调解码

遥控接收器图3-7红外遥控系统框图

3.3.2红外线遥控装置编码

红外线编码是数据传输和家用电器遥控常用的一种通讯方法，其实质是一种脉宽调制的串行通讯。家电遥控中常用的红外线编码电路有μPD6121G 型 HT622 型和 7461 型等。

红外线通讯的发送部分主要是把待发送的数据转换成一定格式的脉冲，然后驱动红外发光管向外发送数据。接收部分则是完成红外线的接收、放大、解调，还原成同步发射格式相同（但高、低电位刚好相反的脉冲信号。这些工作通常由一体化的接收头来完成，主要输出TTL兼容电平。最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。图3-8是一个红外线遥控制系统的原理框图。

图3-8红外遥控系统示意图

图 3-9 示出该红外遥控系统的编码格式。图中，μPD6121G遥控器的二进制“0”由 0.56ms的间隔加 0.565ms的脉冲表示；二进制“1”由 0.56ms的间隔加 1.685ms的脉冲表示。每次发送的 32 二进制码可分成两部分，其中前 16 位是遥控器辨识码，主要用于区别不同遥控器，后 16 位是操作码。这两个部分的后 8 位都是前 8 位的反码，用作数据校验。每帧数据以 9ms的间隔加 4.5ms的脉冲作为数据头。

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图3-9 脉冲编码格式

3.4 液晶屏显示器

3.4.1液晶显示器简介

在我们的生活中，对于液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品不可缺少的器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。

在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：

1、显示质量高

由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。

2、数字式接口

液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 3、体积小、重量轻

液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。

4、功耗低

相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 3.4.2 液晶显示原理及分类

1 液晶显示原理

液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路

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直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

2 液晶显示器的分类

液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。

3 液晶显示器各种图形的显示原理: （1）线段的显示

点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，??（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

（2）字符的显示

用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。

（3）汉字的显示

汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5??右边为2、4、6??根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节??直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。

在本设计中LCD1602液晶屏接口如下图所示：

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