【文章內(nèi)容簡介】 20數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部結構 5 1602LCD液晶顯示屏 在單片機系統(tǒng)中應用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：顯示 質(zhì)量高；數(shù)字式接口；體積小，重量輕；功耗低。 1602LCD主要技術參數(shù)： 顯示容量： 162個字符 。 芯片工作電壓： — 5． 5V。 工作電流： (5． 0V)。 模塊最佳工作電壓： 5． 0V。 字符尺寸： (WH)mm。 信號分析 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輸出的控制信號構成。首先由單片機向溫度傳感器發(fā)出讀信號，隨后溫度傳感器做出響應，單片機待 DS18B20 完成收集到得溫度信息進行 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到用戶需求 的精度以及計算得到相對濕度，最后通過 1602LCD 顯示溫濕度值。另外，系統(tǒng)在運行過程中還有專門的控制聲光報警系統(tǒng)、光電耦合開關的控制信號，這些控制信號比較簡單，不再一一論述。 功能描述 參考舒適性空調(diào)的相對濕度 40%— 65%的要求，在功能設計過程中以 40%為最適相對濕度參考值。單片機一方面通過監(jiān)測加濕器內(nèi)部的水位，達到加濕器防干燒的功能，即只有在水位下限以上時加濕器才能通電工作。另一方面通過處理兩個溫度傳感器測得的干濕球溫度得到室內(nèi)相對濕度，并和人體最適相對濕度做比較。在水位符合要求的前提下，若室內(nèi)相對濕度 高于人體最適值則控制加濕器不動作，反之則對加濕器通電開始加濕，直到室內(nèi)空氣達到最適濕度時斷電。另外，單片機通過和聲光報警器以及 1602LCD 顯示屏相連，還具有了溫濕度及水位的顯示功能?？傊?，在現(xiàn)有的加濕器內(nèi)加入此單片機將實現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報警、智能開啟和關閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能基本實現(xiàn)加濕器的智能化。 復位電路 6 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復位 。圖 RC復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。 圖 上電及手動復位電路圖 液位定位及光電開關 由于開發(fā)過程時間緊迫，暫時未購買到合適的液位監(jiān)測傳感器，因此在實際開發(fā)過程中采用三個開關進行代替，按下按鈕表示水位到達相應的水位。另外為了直觀的看出控制輸出信號的轉(zhuǎn)臺，開發(fā)過程中將光電開關改為一發(fā)光二極管并與電阻串聯(lián)接地。如圖 。 圖 水位計光電開關替代元件 7 1602 顯示屏 利用滑動變阻器調(diào)節(jié)背光燈與顯示字符的對比度，利用三極管及單片機控制背光的的暗與滅。接線原理見圖 。 圖 1602接線原理圖 DS18B20溫度傳感器 由于此款溫度傳感器輸出串行通信信號，電路圖相對簡單，見圖 。 圖 DS18B20溫度傳感器接線圖 8 4 軟件設計 整體設計及說明 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的功能 ： 通過 LCD顯示溫濕度值及 水位；比較監(jiān)測到的水位，發(fā)現(xiàn)低水位時自動掉電并聲光報警；根據(jù)相對濕度值控制加濕器的開關。 系統(tǒng)軟件流程圖設計如圖 。 圖 主程序流程圖 初始化開始，然后載入程序，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)讀出干球溫度 T，濕球溫度 TS，根據(jù)干濕球溫度求出相對濕度 D，然后讀出顯示的水位 H，判斷水位 H 是否大于最小水位 Ho：若 H=Ho，則聲光報警并關閉加濕器，然后顯示溫濕度，再讀出一個干球溫度 T，濕球溫度 TS，計算出相對濕度 D，讀出水位 H 循環(huán)，直至顯示溫濕度 初始化 載入程序 讀干球 溫度 T 讀濕球溫度 TS 求出相對濕度 D 讀水位 H 判斷 HHo 是否成立 開啟加濕器 判斷 D D0是否成立 聲光報警并關閉加濕器 是 否 是 否 關加濕器 9 HHo 成立后，判斷相對濕 度 D 與最小濕度 Do 的大小比較；若 D=Do 則開啟加濕器，顯示溫濕度，循環(huán)直至相對濕度 D=Do，關閉加濕器，然后顯示溫濕度過程循環(huán)。 DS18B20流程設計 每個 DS18B20溫度傳感器的流程圖設計如圖 。 圖 DS18B20模塊程序流程圖 傳感器 DS18B20 復位，跳過 ROM 匹配后啟動溫度轉(zhuǎn)換， DS18B20 復位然后跳過 ROM匹配，再讀取溫度后進行溫度處理，保留一位小數(shù)。 1602 字符型 LCD流程設計 1602字符型 LCD流程設計如圖 。 啟動溫度轉(zhuǎn)換 讀取溫度 溫度處理 跳過 ROM匹配 DS18B20復位 跳過 ROM匹配 DS18B20復位 10 圖 1602液晶驅(qū)動程序流程圖 顯示器 1602初始化后延時 15ms，顯示模式設置，延時 5ms 顯示關閉，延時延時 15ms 顯示模式設置 延時 5ms 顯示關閉 顯示清屏 延時 5ms 延時 5ms 顯示光標移動設置 延時 5ms 顯示開及光標設置 顯示位置設置 延時 顯示溫度各位數(shù)值 1602初始化 11 5ms 顯示清屏，再延時 5ms 顯示光標移動設置延時 5ms 顯示開及光標設置，然后顯示位置設置，延時，顯示溫度各位數(shù)值。此部分主要程序過長，參見附錄 3。 5 總結 通過本次單片機學習課程的畢業(yè)設計，使自己在理解單片機基本電路的基礎上掌握了簡單電路的設計方法，同時對整個課題的編程方法和技巧也有了一定的認識和理解，并初步具備了獨立編程和系統(tǒng)調(diào)試 的能力。在本次課題設計中，自己遇到了不少問題，通過請教老師和翻閱資料，最終將問題解決?？傊?，通過本次設計，使自己受益匪淺。另外，在智能加濕器的開發(fā)過程中我體會到了自動化得真正含義，對以后的學習和工作奠定了一定的基礎，以后進一步的學習過程中一方面要拓展智能的加濕器的功能和應用范圍，使之更加完善。另一方面還要探究新的課題，開發(fā)新的單片機應用系統(tǒng)，問何那得清如許，為由源頭活水來。走上單片機開發(fā)之路，我要將自己的知識轉(zhuǎn)化為社會可以運用的技術，為社會的進步盡自己一份力量。 12 參考文獻 [1] 薛殿華．空氣調(diào)節(jié)．北京： 清華大學出版社， 2021： 112114． [2] 楊振江等．新穎實用電子設計與制作．西安電子科大出版社， 2021： 137139． [3] 謝自美．電子線路設計、實驗、測試（第二版）．華中理工大學出版社， 2021： 7377． [4] 譚博學，苗匯靜 ． 集成電路原理及應用 ．電子工業(yè)出版社， 2021： 163165． [5] 王港元．電工電子實踐指導（第二版）．江西科學技術出版社， 2021： 59． [6] 胡玉峰．自動與人工觀測數(shù)據(jù)的差異 [J]．應用氣象學報， 2021： 15． [7] 趙玉剛．邱東．傳感器基礎 ． 北京：中國林業(yè)出版社 。北京大學出版社， 2021： 187191． [8] 張俊謨．單片機中級教程：原理與應用． 北京：北京航空航天大學出版社， 2021： 9699． [9] 黃曉因．張連根．干濕球法測量相對濕度算法研究及單片機實現(xiàn) [J]．云南族大學學報：自然科學版． 2021． I 2 ( 3 ) ： 155 157． [10] PRODUCTS DATA BOOK． Mitsubishi Electric Corp． 2021： 5758． 13 Air Intelligent Humidifier Based On Mcu51 Abstract Humidifier to get a wide range of applications in daily life， but the existing humidifier manual controls to open and close and do not have the monitoring of the indoor air temperature and humidity， in the process of using excessive humidification and dry， not only makes a negative affect on indoor air fort and also has a security risk． So the development of design a cheap， low power consumption， with automatic control function of the diffuser is necessary． This design uses intelligent gripe， as the core of AT80S51 microcontroller， external auxiliary circuits， by realizing the antidry of humidifier