智能除濕機控制系統(tǒng)設計
摘要本課題將在國內(nèi)外現(xiàn)有的發(fā)展基礎上,對目前市面上大多數(shù)智能除濕機系統(tǒng)產(chǎn)品的資料進行查閱后,制訂了一系列適合于本課題的預期實現(xiàn)目標,并最終成功設計出一款智能除濕機控制系統(tǒng),選用了中低端定位的微型處理器芯片STC89C51單片機來作為主控核心,并結(jié)合LCD1602點陣屏幕、DHT11溫濕度測量器、有源蜂鳴器和直流風機等一系列高性能元器件,設計出一款能夠?qū)崿F(xiàn)對周圍環(huán)境溫度濕度高精度檢測、濕度超標時自動啟動風機進行除濕的智能除濕機系統(tǒng),與此同時用戶還可以能夠靈活的對液晶顯示器的亮度進行調(diào)節(jié)。本課題考慮到為了實現(xiàn)較高的性價比參數(shù),盡量選用了能夠滿足本課題需求的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價比元器件進行了選購,經(jīng)過了一系列的軟硬件系統(tǒng)設計后,成功實現(xiàn)了一款工作性能穩(wěn)定并且具有高性價比的智能除濕機系統(tǒng),非常適合推向市面上進行推廣。目錄
一、引言1
?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C的發(fā)展背景1
(二)智能除濕機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1
?。ㄈ┍疚闹饕芯績?nèi)容2
二、智能除濕機的方案設計3
三、系統(tǒng)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^高報警電路設計6
?。ㄋ模┮壕溜@示電路設計7
?。ㄎ澹┏凉耧L機驅(qū)動電路設計8
?。┌存I電路設計9
四、系統(tǒng)軟件設計11
?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C的主程序的設計11
?。ǘz測溫濕度子程序的設計11
?。ㄈ穸冗^高報警子程序的設計12
?。ㄋ模┮壕?qū)動子程序的設計13
?。ㄎ澹┲绷黠L機控制子程序的設計13
五、實物安裝與調(diào)試15
?。ㄒ唬嵨锇惭b15
(二)實物調(diào)試17
結(jié)束語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(tǒng),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(jié)合了LCD1602液晶顯示屏、DHT11傳感器、有源蜂鳴器和高速直流風機等功能器件并構建出穩(wěn)定的驅(qū)動電路,通過單片機等微處理器的驅(qū)動實現(xiàn)這些功能電路的工作,在軟件系統(tǒng)方面通過C語言構建程序代碼,通過機器語言的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)對微處理器的控制,最終實現(xiàn)對各個功能電路的控制,從而完成對系統(tǒng)參數(shù)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?qū)崿F(xiàn)對參數(shù)的高清晰顯示、高性能的溫濕度檢測、發(fā)送報警和直流風機控制等功能的單片機控制系統(tǒng),這款系統(tǒng)的實現(xiàn)借助了STC89C51單片機系統(tǒng)開發(fā)平臺以及C語言程序代碼,通過這兩者的相互結(jié)合,實現(xiàn)了對系統(tǒng)內(nèi)部各個功能模塊的驅(qū)動,從而實現(xiàn)高效有序的工作結(jié)果,這款智能除濕機系統(tǒng)的實現(xiàn)是對大學期間所學專業(yè)知識的一次綜合總結(jié)。在智能除濕機系統(tǒng)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(tǒng)型和數(shù)字電路占主導地位的智能型兩種,其中傳統(tǒng)型智能除濕機系統(tǒng)的內(nèi)部電路外觀非常復雜,大量的電阻電容以及半導體器件直接裸露在外部,通過這些規(guī)模龐大的器件的工作,能夠?qū)崿F(xiàn)一些從簡單到復雜的功能,這種系統(tǒng)的優(yōu)點在當前發(fā)展現(xiàn)狀下已經(jīng)變得越來越不明顯,正在逐漸退出歷史舞臺。而智能型的智能除濕機系統(tǒng)內(nèi)部電路則使用了大量的集成式數(shù)字芯片,通常一片微小體積的硅片內(nèi)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,同時性能也不會隨著時間而發(fā)生下降,因此智能型智能除濕機系統(tǒng)越來越受到人們的青睞。本課題設計的這款智能除濕機系統(tǒng)采用的是STC89C51單片機來作為主控,STC89C51單片機是一種具有較高處理速度的微型處理器,在大學期間已經(jīng)對它進行了非常系統(tǒng)的學習,將其作為本課題的主控器件,能夠較為輕松的實現(xiàn)各項功能。
智能除濕機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
智能除濕機系統(tǒng)目前在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀可以通過與這類系統(tǒng)有關的產(chǎn)品來進行反映,目前市面上的智能除濕機系統(tǒng)相關產(chǎn)品大致可以分為高中檔和低檔等層次,這種分類方法主要是通過這些產(chǎn)品所能夠表現(xiàn)出來的最大性能來進行劃分的,由于具備高端性能的智能除濕機系統(tǒng)產(chǎn)品的內(nèi)部往往采用了高性能的微處理器和精密芯片來實現(xiàn),這些芯片目前還只能依靠進口來獲得,國內(nèi)尚且沒有掌握核心研發(fā)技術,而歐美國家目前不但掌握了與之相關的高性能芯片的研發(fā)技術,而且能夠獨立的通過這些芯片的搭建,配備高效的算法流程實現(xiàn)高端性能的智能除濕機系統(tǒng),所以國內(nèi)的研發(fā)團隊還有一段很長的路要走。
本文主要研究內(nèi)容
本課題的主要內(nèi)容是成功實現(xiàn)了一款具有多項智能功能的智能除濕機系統(tǒng),經(jīng)過了多項測試這款智能除濕機系統(tǒng)表現(xiàn)出了非常高的穩(wěn)定性和實用性,結(jié)合當前市面上的大多數(shù)智能除濕機系統(tǒng)產(chǎn)品來看,本文設計的這款系統(tǒng)具備了多項優(yōu)秀特點,超出了大多數(shù)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(tǒng)的研發(fā)歷史進行了詳細的查閱,對一些優(yōu)秀的功能設計方法進行總結(jié)并且將其應用到本課題中,隨后在智能除濕機系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀基礎上提出了本課題將要實現(xiàn)的預期功能指標。接著對這款智能除濕機系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)進行了詳細的設計,將整個控制系統(tǒng)劃分成多個功能模塊,從而分別進行設計,最終將各個模塊進行連接合并,實現(xiàn)總體功能的統(tǒng)一。
智能除濕機的方案設計
為了能夠更為清晰的闡述這個系統(tǒng)在內(nèi)部結(jié)構框架方面的構建,從而對這款智能除濕機系統(tǒng)的整體設計方案進行設計,下面通過了Visio軟件繪制了一個硬件結(jié)構框圖,從這個系統(tǒng)結(jié)構框圖中可以看出整個系統(tǒng)被劃分成了多個功能模塊,其中STC89C51單片機最小系統(tǒng)部分最為重要,它是整個系統(tǒng)的控制部分,實現(xiàn)對各個功能電路的控制。智能除濕器控制系統(tǒng)在對環(huán)境溫濕度兩項參數(shù)進行檢測時采用圖中的溫濕度傳感器模塊,DHT11傳感器將溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入微處理器。除濕功能通過圖中的風機輸出風力進行除濕,通過圖中的微處理器將控制信號送入驅(qū)動電路隨后驅(qū)動風機實現(xiàn)除濕。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模塊,實現(xiàn)對溫濕度以及其他重要參數(shù)的顯示;報警輸出電路采用有源蜂鳴器,實現(xiàn)當濕度出現(xiàn)異常時進行報警。參數(shù)設置電路采用機械按鍵,實現(xiàn)對除濕濕度閥值的設置。