智能除濕機控制系統設計

智能除濕機控制系統設計

　　摘要本課題將在國內外現有的發(fā)展基礎上，對目前市面上大多數智能除濕機系統產(chǎn)品的資料進(jìn)行查閱后，制訂了一系列適合于本課題的預期實(shí)現目標，并最終成功設計出一款智能除濕機控制系統，選用了中低端定位的微型處理器芯片STC89C51單片機來(lái)作為主控核心，并結合LCD1602點(diǎn)陣屏幕、DHT11溫濕度測量器、有源蜂鳴器和直流風(fēng)機等一系列高性能元器件，設計出一款能夠實(shí)現對周?chē)h(huán)境溫度濕度高精度檢測、濕度超標時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機進(jìn)行除濕的智能除濕機系統，與此同時(shí)用戶(hù)還可以能夠靈活的對液晶顯示器的亮度進(jìn)行調節。本課題考慮到為了實(shí)現較高的性?xún)r(jià)比參數，盡量選用了能夠滿(mǎn)足本課題需求的STC89C51單片機芯片，并對一些市面上常用的并且資料豐富的高性?xún)r(jià)比元器件進(jìn)行了選購，經(jīng)過(guò)了一系列的軟硬件系統設計后，成功實(shí)現了一款工作性能穩定并且具有高性?xún)r(jià)比的智能除濕機系統，非常適合推向市面上進(jìn)行推廣。目錄

　　一、引言1

　?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C的發(fā)展背景1

　?。ǘ┲悄艹凉駲C的國內外發(fā)展現狀1

　?。ㄈ┍疚闹饕芯?jì)热?

　　二、智能除濕機的方案設計3

　　三、系統硬件設計4

　?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C主控電路設計4

　?。ǘ┉h(huán)境溫濕度采集電路設計5

　?。ㄈ穸冗^(guò)高報警電路設計6

　?。ㄋ模┮壕溜@示電路設計7

　?。ㄎ澹┏凉耧L(fēng)機驅動(dòng)電路設計8

　?。┌存I電路設計9

　　四、系統軟件設計11

　?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C的主程序的設計11

　?。ǘz測溫濕度子程序的設計11

　?。ㄈ穸冗^(guò)高報警子程序的設計12

　?。ㄋ模┮壕寗?dòng)子程序的設計13

　?。ㄎ澹┲绷黠L(fēng)機控制子程序的設計13

　　五、實(shí)物安裝與調試15

　?。ㄒ唬?shí)物安裝15

　?。ǘ?shí)物調試17

　　結束語(yǔ)21

　　參考文獻22

　　致謝23

　　附錄一原理圖24

　　附錄二PCB圖25

　　附錄三元件列表26

　　附錄四實(shí)物圖27

　　附錄五程序35

　　引言

　　智能除濕機的發(fā)展背景

　　所謂的智能除濕機系統，在硬件電路設計方面采用的是STC89C51單片機作為核心部分，在其片外結合了LCD1602液晶顯示屏、DHT11傳感器、有源蜂鳴器和高速直流風(fēng)機等功能器件并構建出穩定的驅動(dòng)電路，通過(guò)單片機等微處理器的驅動(dòng)實(shí)現這些功能電路的工作，在軟件系統方面通過(guò)C語(yǔ)言構建程序代碼，通過(guò)機器語(yǔ)言的轉換，實(shí)現對微處理器的控制，最終實(shí)現對各個(gè)功能電路的控制，從而完成對系統參數的顯示、高性能的溫濕度檢測、產(chǎn)生報警和PWM波輸出等功能。本課題將要設計的是一款能夠實(shí)現對參數的高清晰顯示、高性能的溫濕度檢測、發(fā)送報警和直流風(fēng)機控制等功能的單片機控制系統，這款系統的實(shí)現借助了STC89C51單片機系統開(kāi)發(fā)平臺以及C語(yǔ)言程序代碼，通過(guò)這兩者的相互結合，實(shí)現了對系統內部各個(gè)功能模塊的驅動(dòng)，從而實(shí)現高效有序的工作結果，這款智能除濕機系統的實(shí)現是對大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識的一次綜合總結。在智能除濕機系統的發(fā)展背景中我們可以看到以模擬電路占主要比例的傳統型和數字電路占主導地位的智能型兩種，其中傳統型智能除濕機系統的內部電路外觀(guān)非常復雜，大量的電阻電容以及半導體器件直接裸露在外部，通過(guò)這些規模龐大的器件的工作，能夠實(shí)現一些從簡(jiǎn)單到復雜的功能，這種系統的優(yōu)點(diǎn)在當前發(fā)展現狀下已經(jīng)變得越來(lái)越不明顯，正在逐漸退出歷史舞臺。而智能型的智能除濕機系統內部電路則使用了大量的集成式數字芯片，通常一片微小體積的硅片內部集成了海量的電阻電容以及半導體器件，這些電路被高密度集成后，外部的環(huán)境因素不容易對其造成性能方面的干擾，同時(shí)性能也不會(huì )隨著(zhù)時(shí)間而發(fā)生下降，因此智能型智能除濕機系統越來(lái)越受到人們的青睞。本課題設計的這款智能除濕機系統采用的是STC89C51單片機來(lái)作為主控，STC89C51單片機是一種具有較高處理速度的微型處理器，在大學(xué)期間已經(jīng)對它進(jìn)行了非常系統的學(xué)習，將其作為本課題的主控器件，能夠較為輕松的實(shí)現各項功能。

　　智能除濕機的國內外發(fā)展現狀

　　智能除濕機系統目前在國內外的發(fā)展現狀可以通過(guò)與這類(lèi)系統有關(guān)的產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行反映，目前市面上的智能除濕機系統相關(guān)產(chǎn)品大致可以分為高中檔和低檔等層次，這種分類(lèi)方法主要是通過(guò)這些產(chǎn)品所能夠表現出來(lái)的最大性能來(lái)進(jìn)行劃分的，由于具備高端性能的智能除濕機系統產(chǎn)品的內部往往采用了高性能的微處理器和精密芯片來(lái)實(shí)現，這些芯片目前還只能依靠進(jìn)口來(lái)獲得，國內尚且沒(méi)有掌握核心研發(fā)技術(shù)，而歐美國家目前不但掌握了與之相關(guān)的高性能芯片的研發(fā)技術(shù)，而且能夠獨立的通過(guò)這些芯片的搭建，配備高效的算法流程實(shí)現高端性能的智能除濕機系統，所以國內的研發(fā)團隊還有一段很長(cháng)的路要走。

　　本文主要研究?jì)热?/p>

　　本課題的主要內容是成功實(shí)現了一款具有多項智能功能的智能除濕機系統，經(jīng)過(guò)了多項測試這款智能除濕機系統表現出了非常高的穩定性和實(shí)用性，結合當前市面上的大多數智能除濕機系統產(chǎn)品來(lái)看，本文設計的這款系統具備了多項優(yōu)秀特點(diǎn)，超出了大多數產(chǎn)品的平均性能，在設計方法方面本課題首先將這種控制系統的研發(fā)歷史進(jìn)行了詳細的查閱，對一些優(yōu)秀的功能設計方法進(jìn)行總結并且將其應用到本課題中，隨后在智能除濕機系統的發(fā)展現狀基礎上提出了本課題將要實(shí)現的預期功能指標。接著(zhù)對這款智能除濕機系統的硬件電路和軟件系統進(jìn)行了詳細的設計，將整個(gè)控制系統劃分成多個(gè)功能模塊，從而分別進(jìn)行設計，最終將各個(gè)模塊進(jìn)行連接合并，實(shí)現總體功能的統一。

　　智能除濕機的方案設計

　　為了能夠更為清晰的闡述這個(gè)系統在內部結構框架方面的構建，從而對這款智能除濕機系統的整體設計方案進(jìn)行設計，下面通過(guò)了Visio軟件繪制了一個(gè)硬件結構框圖，從這個(gè)系統結構框圖中可以看出整個(gè)系統被劃分成了多個(gè)功能模塊，其中STC89C51單片機最小系統部分最為重要，它是整個(gè)系統的控制部分，實(shí)現對各個(gè)功能電路的控制。智能除濕器控制系統在對環(huán)境溫濕度兩項參數進(jìn)行檢測時(shí)采用圖中的溫濕度傳感器模塊，DHT11傳感器將溫濕度數據轉換為數字信號送入微處理器。除濕功能通過(guò)圖中的風(fēng)機輸出風(fēng)力進(jìn)行除濕，通過(guò)圖中的微處理器將控制信號送入驅動(dòng)電路隨后驅動(dòng)風(fēng)機實(shí)現除濕。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模塊，實(shí)現對溫濕度以及其他重要參數的顯示；報警輸出電路采用有源蜂鳴器，實(shí)現當濕度出現異常時(shí)進(jìn)行報警。參數設置電路采用機械按鍵，實(shí)現對除濕濕度閥值的設置。