基于51單片機(jī)的空氣智能加濕器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(已修改)
2025-07-01 13:11 本頁面
【正文】 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于51單片機(jī)的空氣智能加濕器設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)（嵌入式方向） 摘 要在日常生活中加濕器得到了廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的加濕器都需要手工控制開啟和關(guān)閉并且不具備對室內(nèi)空氣溫濕度的監(jiān)測，人們在使用過程中存在過度加濕和干燒的問題，不僅給室內(nèi)空氣舒適度造成負(fù)面影響并且還存在安全隱患。因此開發(fā)設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉、功耗低、具有自動(dòng)控制功能的加濕器顯得尤為必要。本設(shè)計(jì)采用智能控制，以AT89C51單片機(jī)為核心，外接輔助電路，通過實(shí)現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報(bào)警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能基本實(shí)現(xiàn)加濕器的智能化。關(guān)鍵詞：單片機(jī)、智能、加濕器、相對濕度、傳感器 目 錄摘 要 1目 錄 2第一章 任務(wù)來源意義及目的 3第二章 設(shè)計(jì)方案 4 總體設(shè)計(jì) 4 實(shí)現(xiàn)方式 4 理論基礎(chǔ) 5 單片機(jī) 5 DS18B20傳感器 6 1602LCD液晶顯示屏 7第三章 硬件設(shè)計(jì) 8 設(shè)計(jì)方案 8 電路圖 8 信號分析 9 功能描述 9 復(fù)位電路 9 10 1602顯示屏 10 DS18B20溫度傳感器 11第四章 軟件設(shè)計(jì) 12 12 DS18B20流程設(shè)計(jì) 13 1602字符型LCD流程設(shè)計(jì) 15第五章 系統(tǒng)調(diào)試 17第六章 總結(jié) 18參考文獻(xiàn) 19致 謝 20附錄一 LCD控制及顯示子程序 21第一章 任務(wù)來源意義及目的在日常生活中加濕器得到了廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的加濕器都需要手工控制開啟和關(guān)閉并且不具備對室內(nèi)空氣溫濕度的監(jiān)測，人們在使用過程中存在過度加濕和干燒的問題，不僅給室內(nèi)空氣舒適度造成負(fù)面影響并且還存在安全隱患。因此開發(fā)設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉、功耗低、具有自動(dòng)控制功能的加濕器顯得尤為必要。本設(shè)計(jì)采用智能控制，以AT89C51單片機(jī)為核心，外接輔助電路，通過實(shí)現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報(bào)警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能基本實(shí)現(xiàn)加濕器的智能化。第二章 設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)智能加濕器需滿足以下要求：1)相對濕度低于40％時(shí)自動(dòng)加濕；2)用戶可以設(shè)置系統(tǒng)溫濕度報(bào)警值；3)由5V穩(wěn)壓直流電源供電，提供溫濕度調(diào)節(jié)控制信號，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；4)檢測得到的數(shù)據(jù)可以通過顯示模塊顯示。硬件設(shè)計(jì)不僅要滿足系統(tǒng)需求，還要滿足功能和外形尺寸要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定了系統(tǒng)的總體方案，包系統(tǒng)由兩個(gè)DS18B20溫度傳感器一個(gè)水位傳感器、單片機(jī)、1602LCD液晶顯示屏、聲光報(bào)警器、以及一個(gè)光電耦合開關(guān)等部分組成。系統(tǒng)功能原理圖如圖11所示，兩個(gè)溫度傳感器分別采集室內(nèi)空氣的干濕球溫度，并將采集的溫度傳送至單片機(jī)。單片機(jī)對這兩個(gè)數(shù)據(jù)加以處理并結(jié)合室內(nèi)濕度要求參數(shù)控制加濕器的開啟和閉合。另外，水位傳感器還能監(jiān)測水位，單片機(jī)根據(jù)水位高低控制聲光報(bào)警裝置。自動(dòng)加濕器包括加濕模塊、報(bào)警模塊、自動(dòng)斷電模塊。單片機(jī)溫度傳感器1溫度傳感器21602LCD顯示屏水位傳感器加濕器開關(guān)聲光報(bào)警器圖11 自動(dòng)加濕器功能原理圖 實(shí)現(xiàn)方式要達(dá)到自動(dòng)加濕器功能要做好硬件和軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試三個(gè)方面的工作。首先硬件方面，通過合理的設(shè)計(jì)單片機(jī)管腳及其他外圍電路的鏈接，使之既有I/O口的功能，又有控制型號的功能。由于時(shí)間倉促，沒有找到合適的水位傳感器，在開發(fā)過程中利用三個(gè)按鈕開關(guān)代替水位傳感器分別代表高、中、低水位，而加濕器開關(guān)則由一發(fā)光二級管代替，在方正過程中更容易觀察系統(tǒng)開發(fā)效果。這方面的內(nèi)容詳見硬件設(shè)計(jì)部分內(nèi)容。其次軟件方面，通過合理設(shè)計(jì)軟件的結(jié)構(gòu)和安排子程序，使程序以最簡潔有效的方式實(shí)現(xiàn)目的。最后，調(diào)試方面，程序編輯用VW8系列方針器環(huán)境，編輯過程可使用軟件仿真觀察，并對其進(jìn)行調(diào)試。在程序編輯完成之后使用硬件仿真，最終用燒錄器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)進(jìn)行實(shí)測。本系統(tǒng)分信號的主要有溫度傳感器的輸入信號和單片機(jī)輸出的控制信號構(gòu)成。首先由單片機(jī)向溫度傳感器發(fā)出讀信號，隨后溫度傳感器做出響應(yīng)，單片機(jī)待DS18B20完成收集到得溫度信息進(jìn)行AD處理并存儲為數(shù)字信號后，開始讀取溫度值，并對其信號做位處理使之達(dá)到用戶需求的精度以及計(jì)算得到相對濕度，最后通過1602LCD顯示溫濕度值。另外，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還有專門的控制聲光報(bào)警系統(tǒng)、光電耦合開關(guān)的控制信號， 理論基礎(chǔ) 單片機(jī)T89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖21所示圖21 AT89S51芯片引腳圖AT89C51共有40個(gè)引腳，大致可分為4類：電源引腳、時(shí)鐘電路引腳、I/O引腳、控制線引腳。根據(jù)開發(fā)的需要和單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，我們就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的自動(dòng)工作，即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 DS18B20傳感器傳感器是一種按一定的精度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理的測量器件或裝置，用于滿足系統(tǒng)信息傳輸、存儲、顯示、記錄及控制等要求。在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中主要用到了DS18B20數(shù)字溫度傳感器，這種傳感器提供912位攝氏溫度測量i fu b‘有一個(gè)由高低電平觸發(fā)的可編程的不因電源消失}fu改變的報(bào)警功能。DS18B20通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息，因此在中央處理器和DS18B20之間僅需一條連接線(加上地線)。它的測溫范圍為一55} + 125 0C，并目‘在一10}+850C精度為士5 0C。除此之外，DS18B20能直接從單線通訊線上汲取能量，除去了對外部電源的需求。每個(gè)DS 18B20都有一個(gè)獨(dú)特的64位序列號，從}fu允許多只DS 18B20同時(shí)連在一根單線總線上。因此，很簡單就可以用一個(gè)微控制器去控制很多覆蓋在一大片區(qū)域的DS 18B20。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。 在測溫操作方面，DS18B20的核心功能是它的直接讀數(shù)字的溫度傳感器。溫度傳感器的精度為用戶可編程的9, 10, 11或12位，分別以0. 5 0C , 0 . 2 5 0C , 0. 12 5 0C和0. 06250C增量遞增。在上電狀態(tài)下默認(rèn)的精度為12位。DS18B20啟
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