基于单片机的智能加湿器设计-论文.docx

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基于单片机的智能加湿器

摘要

随着科技的快速发展和人们生活水平日益提高，加湿器开始走入人们的生活，不论是工厂、仓库、车间、还是卧室，都可以看到加湿器的身影。

现在的人们对自己的生活环境越来越重视，而空气中温湿度的改变对人体的舒适度和情绪都有很大的影响，所以对温度、湿度的检测及控制就及其重要了。

本次设计是以单片机为基础的智能加湿系统，以STC89C52单片机和DHT11温湿度传感器为设计核心，利用湿度传感器将温湿度信号进行获取并转换为数字信号，然后再利用单片机进行数据分析与处理从而实现智能开启与关闭加湿功能，最后通过1602液晶显示屏实现室内相对湿度的实时显示功能。

系统电路简单明了、读取十分方便、检测精度高，具有较高的可靠性和实用价值。

关键词：

加湿器；STC89C52；DHΓΠ1

Microcontroller-basedTfelligenthumidifier

Electronics11-2WangDingding

Supervisor ShanHong

Abstract

Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnologyandρeoρle,slivingstandardsareimproving,humidifierintopeople'slives,whetheritisfactories,warehouses,workshops,orbedroom,youcanseethefigureofthehumidifier.Nowpeoplearemoreandmoreattentiontotheirlivingenvironment,whiletheairtemperatureandhumiditychangeshaveagreatimpactonhumancomfortandemotional,sothetemperatureandhumiditymeasurementandcontrolonitsimportance.

Thedesignisbasedonthemicrocontroller-basedintelligenthumidificationsystemtoSTC89C52DHΓ11microcontrollerandtemperatureandhumiditysensorsforthedesignofthecore,theuseoftemperatureandhumidityhumiditysensorsignalisacquiredandconvertedintoadigitalsignal,andthenusethemicrocontrollerfordataanalysisandprocessinginordertointelligenthumidificationfunctiononandoff,andfinallythrough1602LCDscreenindoorrelativehumiditytoachieveareal-timedisplay.Systemcircuitissimple,veryeasytoread,highprecision,highreliabilityandpracticalvalue.

Keywords:

HumidiHer;STC89C52;DHTU

目录

第1章：

绪论 1

1.1智能加湿器的选题背景及意义 1

1.2智能加湿器的市场现状及前景 2

1.3设计计划任务 2

第2章：

系统硬件设计 3

2.1系统设计思路 3

2.2单片机最小系统模块 3

2.2.1单片机介绍 3

2. 2.2单片机最小系统 6

2.3传感器部分 7

2.3.1 DHΓ11数字温湿度传感器简介 7

2.3.2传感器电路 11

2.4液晶显示部分 12

2.4.1 1602字符型液晶显示屏简介 12

2.4.2 1602LCD电路 14

2.5超声波雾化加湿器部分 15

2.5.1超声波雾化加湿器介绍 15

2.5.2超声波雾化器常用型号 16

2.5.3雾化加湿器使用说明及注意事项 18

第3章系统软件设计 19

3.1程序流程图 19

3.2程序设计 21

第4章实物制作与展示 22

4.1实物制作 22

4.1.1硬件焊接 22

4.1.2硬件问题及解决方法 23

4.2实物展示 23

第5章设计总结 26

第6章致谢 27

参考文献 28

附录原汇编程序 29

第1章：

绪论

11智能加湿器的选题背景及意义

随着人类科技的发展，人们对自身生活环境的要求也愈来愈高。

据相关研究人员研究发现，人体健康湿度为45—70%,在适宜的湿度范围内：

人体的生理、心理皆处于良好的状态，无论是你工作还是休息都会有较好效果。

适宜的湿度不仅可以抑制病菌的繁殖和传播，还可以提高人体的免疫力。

人们所处环境中的湿度对于人们的头脑、心理、身体都有着举足轻重的关系，不宜过低。

于是，加湿器应运而生，并很快走进了人们的家居之中，得到了人们的认同。

加湿器的作用：

1：

增加空气的湿度

随着人们生活水平改善，空调普遍的使用，致使皮肤紧绷、口干舌燥、感冒咳嗽等空调病的滋生。

本设计在雾化过程当中，产生大量负氧离子，能有效增添室内湿度，滋润干燥空气，并与室内空气中的烟雾、粉尘相结合并使其沉淀，能有效去除油漆味、霉味、烟味及臭味，使空气更加清新，保障您和家人的健康。

2.滋润肌肤，养颜美容

酷热的夏天和非常干燥的冬天，使得人的皮肤水份过度流失，加快生命的衰老，润湿的空气才能保持生机盎然，本设计创造有雾的氧吧，滋养肌肤，增进脸部细胞血液循环和新陈代谢，舒缓神经紧张、驱除疲劳，使你精神抖擞。

3：

添加辅助剂，香薰理疗

水中增添植物精油或药液等，随水雾发散，满室生香，使身体更易吸收，有治病养神，保健理疗的作用，特别对于皮肤过敏、失眠、伤风、咳嗽、哮喘具有极好的辅助效果，是传统香薰产品的最佳换代选择

4.时尚摆设，美观实用

在加湿器外设计可爱时尚卡通造型，产生的云雾如梦如幻，如瑶池一般，足以让人产生不同的创造灵感。

缺水能够自动保护，雾量可随意调节，湿度自动平衡。

特有的无噪音电路，从而使你的机器更加安静、省电、节能环保。

但是另一个不可避免的难题呈现了，加湿器需要人为的掌控，有时自己不清楚室内的湿度如何不知道需不需要开启，即便安装了湿度计，也存在长期工作忘记关上的困扰。

这就出现了智能型家用加湿控制器的概念。

该控制器集收集，处理，显示，控制于一体，实现了对空气湿度的及时监测及时控制的要求，从而满足大众的要求⑴。

1.2智能加湿器的市场现状及前景

加湿器在平时生活中巳得到了普遍的使用，但是当前的加湿器依旧需要人为的控制和操作来开启和关闭,只提供比较简单的雾量调节，功能单一,而且无法对室内温湿度进行检测，在使用过程中容易过分加湿和干烧，不但不能保障室内空气的质量还会造成不良的影响，具有安全隐患。

所以设计开发一种由用户根据实际需求进行灵活的设置，实用性能高、价格低廉、安全性高的加湿器可为家庭以及工业提供方便有效的湿度监测和控制，显得极为重要。

1.3设计计划任务

本设计重点是解决传统加湿器所没有的防干烧和智能控制功能。

以STC89C52单片机为核心，设计一个智能温湿度控制系统。

能够在相应的范围内设置最佳相对湿度值，并且能在环境湿度改变时自动调整，以保持湿度基本不变。

温湿度信号通过温湿度传感器DHΓ11进行信号的采集并转换为数字信号，再利用单片机STC89C52进行数据分析与处理，并在1602LCD上显示出当前湿度。

硬件中有一个按键，按下后可调节湿度的最低值与最高值。

当按下电源开关后，

DHΓ11开始进行对温湿度进行测量和计算，最后通过液晶屏显示出所测相对湿度，如果低于设定最低湿度就加湿，高于设定最高湿度停止加湿。

显示部分单片机的P0口接到LCD的数据输入端口DΓD8,P1.0,P.1口分开接到LCD的RS和E□,RW接地为数据的写入，本次设计只计划对LCD的数据写入，RS∏接入低电平时为选择写指令操作，接入高电平时为写数据操作，E口接高脉冲为读取信息，在下降沿实行指令。

传感器的DATA口接到单片机的P2.7口,串口接口数据为单项双向传输的，采用单总线数据格式，一次性输出完整的40bit高位，单片机只读取前八位湿度整数部分。

具体实现步骤为：

用户打开电源，插上继电器，根据用户需求用户自定设置湿度的下限与上限，确定最佳相对湿度值；DHT11采集周围空气中湿度数据，送到主控模块，主控模块将实时的湿度和设定的湿度进行比较判断是否开始加湿。

当湿度低于设定最低湿度时加湿器工作，当湿度大于设定最高湿度是加湿器停止工作。

液晶显示屏1062LCD用于显示当前湿度与温度。

第2章：

系统硬件设计

21系统设计思路

此设计是基于单片机对数字信号的可控性和高敏性、湿度传感器可产生模拟信号和

A/D数字转换芯片的性能。

此设计包括A/D转换、单片机、复位电路、湿度检测、数据显示、系统软件等部分的设计。

系统总体框图如图2.1：

图2.1系统总体结构框

Fig2.1SystemArchitecturebox

2.2单片机最小系统模块

2.2.1单片机介绍

本系统选用STC89C52作为控制电路的核心器件，STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可棵除只读存储器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。

该器件选用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

工作电压为3.3V〜5.5V,其实物如图2.2所示⑵：

图2.2STC89C52实物图

Fig2.2STC89C52physicalmap

本次设计使用6V供电，但超过了单片机的工作电压，所以电源电路需要增加一个二极管将电压降到5.5V以下，为了防止二极管因为过流而烧掉，因此串联一个220Q的限流电阻。

由于二极管的单向导通性，所以接了二极管后还能防止在焊接的时候电源接反烧坏单片机。

STC89C52的电源电路如图2.3所示：

Fig2.3STC89C52powercircuit

Table2.1STC89C52mainfunction

STC89C52主要功能如表2.1所示：

表2.1STC89C52主要功能

兼容MCS51指令系统

8K可反复擦写FlashROM

32个双向I/O口

256x8bit内部RAM

3个16位可编程定时/计数器中断

时钟频率0-24MHz

2个串行中断

可编程UART串行通道

2个外部中断源

共6个中断源

2个读写中断口线

3级加密位

低功耗空闲和掉电模式

软件设置睡眠和唤醒功能

主要功能特性

本次设计使用STC89C52的主要引脚:

（1） 主电源引脚（2根）

VCC：

电源输入，接+5V电源

GND：

接地线

（2） 外接晶振引脚（2根）

XTAL1：

片内振荡电路的输入端

7

图2.3STC89C52的电源电路