智能除濕機控制系統(tǒng)設(shè)計

　　摘要本課題將在國內(nèi)外現(xiàn)有的發(fā)展基礎(chǔ)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(yù)期實現(xiàn)目標，并最終成功設(shè)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(fēng)機等一系列高性能元器件，設(shè)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(fēng)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(shè)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

　　（一）智能除濕機的發(fā)展背景1

　　（二）智能除濕機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1

　　（三）本文主要研究內(nèi)容2

　　二、智能除濕機的方案設(shè)計3

　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計4

　　（一）智能除濕機主控電路設(shè)計4

　　（二）環(huán)境溫濕度采集電路設(shè)計5

　　（三）濕度過高報警電路設(shè)計6

　　（四）液晶屏顯示電路設(shè)計7

　　（五）除濕風(fēng)機驅(qū)動電路設(shè)計8

　　（六）按鍵電路設(shè)計9

　　四、系統(tǒng)軟件設(shè)計11

　　（一）智能除濕機的主程序的設(shè)計11

　　（二）檢測溫濕度子程序的設(shè)計11

　　（三）濕度過高報警子程序的設(shè)計12

　　（四）液晶驅(qū)動子程序的設(shè)計13

　　（五）直流風(fēng)機控制子程序的設(shè)計13

　　五、實物安裝與調(diào)試15

　　（一）實物安裝15

　　（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(shè)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(fēng)機等功能器件并構(gòu)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(gòu)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(shè)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(fēng)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(xué)期間所學(xué)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(dǎo)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(fù)雜，大量的電阻電容以及半導(dǎo)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(fù)雜的功能，這種系統(tǒng)的優(yōu)點在當(dāng)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(dǎo)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(shè)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(xué)期間已經(jīng)對它進行了非常系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，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(guān)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(guān)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(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(dāng)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(shè)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(shè)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(shè)計方法進行總結(jié)并且將其應(yīng)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(chǔ)上提出了本課題將要實現(xiàn)的預(yù)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(shè)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(shè)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(shè)計

　　為了能夠更為清晰的闡述這個系統(tǒng)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架方面的構(gòu)建，從而對這款智能除濕機系統(tǒng)的整體設(shè)計方案進行設(shè)計，下面通過了Visio軟件繪制了一個硬件結(jié)構(gòu)框圖，從這個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(fēng)機輸出風(fēng)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(fēng)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(dāng)濕度出現(xiàn)異常時進行報警。參數(shù)設(shè)置電路采用機械按鍵，實現(xiàn)對除濕濕度閥值的設(shè)置。