系统软件设计思路
编程语言的选择
硬件设计结束之后，剩下的主要任务是软件设计。使用不同软件会导致硬件系统功能出现差异，具体设计标准为：
1.可靠性
设计的关键指标是可靠性，具备强大的抗干扰实力。
2.便于维护、便于理解
所设计的软件需要让人轻松阅读、了解和使用，便于改正问题，进行修改与扩充。
3.准确性
确保信息记载的精确性，提高系统精确度。
4.实时性
系统可以及时响应外部情况，并及时作出反馈，进行处理。
当前出现四种语言可以使用，PL/M51语言、汇编语言、C语言、BASI语言。使用相对普遍的是汇编与C语言，前者的机器代码控制性突出，综合效率较高，但是它的移植性不高。而C语言的特点主要有：有良好的移植性，存储空间占用小，编制的程序效率高，运行速度较快。可以及时反应计算机的实际情况，此外能写出效率高的程序；其能和接口电路、存储器联系，也能申请中断；其便于阅读与维修，并且具有良好的模块化。根据本系统的要求及特点，使用C语言进行编写。
软件功能需求
家用空气质量检测仪一般包含核心控制器、温湿度传感器采集、人机接口、AD转换等多个模块。不同模块的主要功能参考下表内容:
低功耗软件设计
对低功耗系统来说，设计的关键性被大众所轻视。此处主要原因是，假如硬件出现问题会直接表现出来，但对于软件来说，不但比较难于发现问题，有时甚至找不到问题所在。此外，目前并不存在相对严苛的标准来判定软件的低功耗属性。但是依旧需要把低功耗特性呈现在软件内，进而降低综合功耗。
软件模块设计
主程序模块设计
在硬件已经确定的基础上，要用软件来实现其需要达到的功能。相比较其它语言，C语言程序可读性强、编写方便、快捷。所以，本系统釆用C语言编写。软件要具备现实功能是，筹集传感器信号，之后开展信息研究与统计，把其传送且呈现到液晶显示屏上，设计报警功能。系统程序顺利开启时，提前实施初始化，此处包含，单片机的RAM、寄存器、定时器装载初值、不同模块初始化和中断设计等。全部完结之后，CPU等待传感器进入信号，AD转换完结，进而呈现出精准的监控参数。上述系统借助模块化的结构，包含参数设定的子程序、主程序以及初始化的程序进行构成。
当程序开始运作的时候，应先对温湿度传感器、51型号的单片机实行初始化，之后通过采用键盘对温湿度以及甲醛的参考值进行设置。传感器进而开始对温湿度以及甲醛浓度数据进行采集，同时和参考值进行比较。要是这些数据比设定值要大的话，蜂鸣器将会发出一些警报声，LED灯会闪烁告知人们应采取一定的措施去改善空气的质量，并且对于传感器采集到的一些数据，LCD显示器将会显示出，方便人们对空气超标参数进行采取适当的行动。要是这些数据比设定值小的话，LCD将会显示出此刻的数据，一直到下次采集到的数据传输过来。如图4.1：
AD转换模块
AD转化需要相应时期，此时使用中断查询法或延时等待法。前者就是AD结束转换之后，向中断输出端输出中断请求信息，告知CPU结束转换，可读取信息。后者就是设置一段可以让AD完成转换的时间，让CPU位于等待状态，在此时间结束之后，CPU再进行数据的读取。
整合本设计需求和相关条件，采用延时等待法。如图4.2
液晶显示模块
本设计主要使用可显示32字符的1602液晶显示面板，符合现实需求。1602和CPU并口通信，由单片机的P2.5、P2.6、P2.7引脚控制1602的读写信息命令的功能，P0口把信息传送到1602呈现。
系统上电后，LCD开始初始化，液晶显示按照时序给定显示地址，然后进行数据传输。上电后，液晶显示屏开始循环显示三个被测量的范围以及测量结果。如图4.3
声光报警模块
采用蜂鸣器进行声音报警，通过3个绿色以及3个红色的发光二极管进行光报警，当甲醛等有毒气体含量没有超过测量范围时，显示绿色，当含量超标时，显示红色，此外开启蜂鸣器报警。子程序开启之前，设置具体阈值，储存在不同变量中，传感器输入AD转换值之后，开启比较程序，低于阈值，就开启显示程序，高于阈值，需要开启声光报警。
DHT11传感器采用单总线数据传输方式，完成传输数据所需时间大概是4ms，传输内容包含温湿度的小数以及整数部分、校验和，传输一次完整的数据为40比特，这40比特数据中前16比特是湿度信息，此处前8比特传输的是湿度的整数办法呢，后8比特传送其小数部分；之后传送的16比特是温度信息，此处前8比特是温度的整数部分，后8比特则是小数部分；最终传输的8比特是校验和，当传输的温度和湿度信息正确时，8比特的校验和等于温度与湿度的8位整数部分与8位小数部分的结果末8位。
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