智能加濕器的設計

1、濰坊學院本科畢業(yè)設計目 錄摘要IIABSTRACTIII1 引言12 設計方案22.1 系統(tǒng)的整體功能結(jié)構(gòu)圖22.2系統(tǒng)的整體功能流程圖32.3實現(xiàn)方式43硬件設計53.1 電路圖53.2 功能描述63.3 單片機63.4 DS18B20傳感器73.5 1602顯示屏93.6 復位電路93.7 液位定位及光電開關(guān)104 軟件設計114.1 DS18B20流程設計114.2 1602字符型LCD流程設計145 系統(tǒng)調(diào)試296 總結(jié)33參考文獻：34附錄：1602LCD簡介35致 謝38摘要：在生活中，我們隨處可見使用加濕器的場合。在人們不斷追求健康生活方式的今天，開發(fā)設計一種價格低廉、功耗低、具

2、有自動控制功能的加濕器顯得尤為必要。 本設計采用智能控制，以AT80S51單片機為核心，外接輔助電路，通過實現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能基本實現(xiàn)加濕器的智能化。首先中介紹了本課題的課題背景、研究意義及預期研究目標。然后描述了系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設計框圖，論述了本畢業(yè)設計所用到的各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能及工作過程。接著闡述了程序的流程和實現(xiàn)過程。最后對用單片機實現(xiàn)智能加濕控制原理的設計思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細的論述。本文撰寫的主導思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎，來進行各功能模塊的編寫。關(guān)鍵詞：單片機；智能；加濕器；相對濕度；傳感器

3、ABSTRACT：In daily life, the use of humidifier can be seen at every situation. Today, the incessantly pursute of healthy lifeway, it is vital important to develop a kind of automatic controlfunction humidifiercan which is price moderate and low power consumption. In this paper, a design was made on t

4、he intelligent control, besides some auxiliary circuit, the nucleus is AT80S51 Single-chip Microcomputer. It can realize boil dry protection the acoustic and optical alarm, intelligentize switch , as well as indoor humidity and temperature display functions. In the first instance, the subject backgr

5、ound, research meaning and expected research objectives were introduced. afterwards, the working principle of the system hardware was simply described and the system block diagram of hardware design was attached. The history of the development of single chip microprocessor was introduced and the har

6、dware interface technology and the function and work process of each interface module used in the graduation paper were also discussed. Whats more, the process and realization of the program were elaborated. Finally, the design ideas of the MCU control principle realized by single chip Microcomputer

7、 and software or hardware debugging are discussed in detail. The main idea of this paper is the software and hardware combination, regarding hardware as the foundation, for the writing preparation of the functional modules.KEY WORDS: Micro Controller Unit; Intelligence; Humidifier; Relative humidity

8、 ; Transducer39 1 引言 四季更替，每當進入寒冷干燥的冬季，尤其是我國的北方城市由于風沙天氣 較多，人們很容易皮膚干燥、嗓子干痛。此時，身邊需要一臺小型室內(nèi)加濕器改 善我們的生活環(huán)境，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)空氣舒適度造成負面影響并且還存在安全隱患。因此開發(fā)設計一種價格低廉、功耗低、具有自動控制功能的加濕器顯得尤為必要。 計算機科學技術(shù)，通信技術(shù)，控制技術(shù)的飛速發(fā)展，與人類健康息息相關(guān)領域的產(chǎn)品也不可避免的被賦予了數(shù)字化理念。事實上，過往傳統(tǒng)的室內(nèi)加濕器設計完全可以由模擬硬件電

9、路單一實現(xiàn)，現(xiàn)在我們賦予室內(nèi)加濕器數(shù)字化， 智能化， 自動化。利用單片機，通過編寫模糊控制算法，實現(xiàn)軟控制。代替手動控制，實現(xiàn)自動控制。室內(nèi)智能加濕器的工作原理是隨著社會的不斷發(fā)展，人們對個體生命價值的認知不斷提升，越來越多的家庭希望利用高科技手段保障身體健康，一 種設計合理，技術(shù)先進、經(jīng)濟、實用、可靠的室內(nèi)智能加濕器將會受到社會的歡迎。 本課題研究主要涉及以下方面： 1）通過對控制系統(tǒng)的功能及要求確定總體設計方案 2）系統(tǒng)硬件電路的設計與開發(fā) 3）系統(tǒng)軟件程序的設計與調(diào)試 4）系統(tǒng)性能測試 本設計將采用智能控制，以AT80S51單片機為核心，外接輔助電路，通過實現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報警、智

10、能開啟和關(guān)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。 2 設計方案2.1 系統(tǒng)的整體功能結(jié)構(gòu)圖 整個室內(nèi)智能加濕器以單片機為核心，實現(xiàn)對內(nèi)部功能的控制，實現(xiàn)對溫度、濕度、液位的檢測，液晶屏的顯示，液位保護，聲光報警，圖2-1中各功能模塊的作用闡述如下：單片機溫度傳感器1溫度傳感器21602LCD顯示屏水位傳感器加濕器開關(guān)聲光報警器圖2-1 自動加濕器功能原理圖 溫度檢測：利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器檢測環(huán)境實時溫度濕度檢測：兩個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。單片機對這兩個數(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液位檢測：利用B

11、Z0504液位開關(guān)檢測水槽實時液位。判斷有水時輸出0V，無水時5V。單片機控制：我們標配的是AT80S51，作為核心部件，實現(xiàn)對內(nèi)部功能的控制。液晶顯示：利用1602液晶顯示模塊。顯示實時的溫濕度。聲光報警：當檢測的液位低于安全值時，蜂鳴器響且LED燈閃亮，提醒用戶給水槽加水。2.2系統(tǒng)的整體功能流程圖 系統(tǒng)單片機代碼采用匯編語言編譯，以偉福仿真器V8/L為開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的功能：1)通過LCD顯示溫濕度值及水位；2)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；3)根據(jù)相對濕度值控制加濕器的開關(guān)。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)功能要求，系統(tǒng)軟件流程圖設計如圖2-2所示。 初始化開始，然后載入程序，根

12、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(guān)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H>Ho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(guān)閉加濕器，然后顯示溫濕度過程循環(huán)。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H>Ho是否成立開啟加濕器判斷D >D0是否成立聲光報警并關(guān)閉加濕器是否是否關(guān)

13、加濕器圖2-2室內(nèi)智能加濕器的整體功能流程圖2.3實現(xiàn)方式 要達到自動加濕器功能要做好硬件和軟件設計和調(diào)試三個方面的工作。首先硬件方面，通過合理的設計單片機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。在本次開發(fā)過程中利用三個按鈕開關(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，在開發(fā)過程中更容易觀察系統(tǒng)開發(fā)效果。這方面的內(nèi)容詳見硬件設計部分內(nèi)容。其次軟件方面，通過合理設計軟件的結(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，并對其進行調(diào)試1。在程序編輯完成之后使用

14、硬件仿真，最終用燒錄器將程序?qū)懭雴纹瑱C進行實測。 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輸出的控制信號構(gòu)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2。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(guān)的控制信號3硬件設計3.1 電路圖 單片機是整個系統(tǒng)的控制中樞，它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能。硬件實現(xiàn)上采用模塊化設計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將

15、各個模塊搭接在一起。這種設計方法可以降低系統(tǒng)設計的復雜性3。系統(tǒng)電路原理圖如圖3-1所示。本系統(tǒng)主要硬件設計包括電源電路、蜂鳴器電路、晶振電路、復位電路、LCD顯示電路以及溫度傳感器電路。圖3-1系統(tǒng)電路原理圖 控制電路的核心器件是由美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89S51單片機，屬于MCS-51系列。AT80S51是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有2K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲器技術(shù)；片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器；在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT80S51為眾多嵌入式控

16、制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案；價格低廉、性能可靠、抗干擾能力強。因此廣泛應用于工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)中。3.2 功能描述 參考舒適性空調(diào)的相對濕度采用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1602L

17、CD顯示屏相連，還具有了溫濕度及水位的顯示功能?？傊诂F(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(guān)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。3.3 單片機 T80C2051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4。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除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)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容5。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT80S51是一種高效微控制器，AT80C2051是它的一種精簡版本。AT80S51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈

18、活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖3-2所示圖3-2 AT89S51芯片引腳圖 AT80S51共有40個引腳，大致可分為4類：電源引腳、時鐘電路引腳、I/O引腳、控制線引腳。根據(jù)開發(fā)的需要和單片機的結(jié)構(gòu)，我們就可以實現(xiàn)單片機的自動工作，即實現(xiàn)自動化3.4 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9-12位攝氏溫度測量i fu b有一個由高低電平觸發(fā)的可編程的不因電源消失fu改變的報警功能6。D

19、S18B20通過一個單線接口發(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DS 18B20都有一個獨特的64位序列號，從fu允許多只DS18B20同時連在一根單線總線上;因此，很簡單就可以用一個微控制器去控制很多覆蓋在一大片區(qū)域的DS18B20。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機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

20、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)下默認的精度為12位。DS18B20啟動后保持低功耗等待狀態(tài);當需要執(zhí)行溫度測量和AD轉(zhuǎn)換時，總線控制器必須發(fā)出44h命令。在那之后，產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)以兩個字節(jié)的形式被存儲到高速暫存器的溫度寄存器中，DS18B20繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當DS18B20由外部電源供電時，總線控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時序”，DS18B20正在溫度轉(zhuǎn)換中返回0，轉(zhuǎn)換結(jié)束返回1。如果DS18B20由寄生電源供電，除非在進入溫度轉(zhuǎn)換時總線被一

21、個強上拉拉高，否則將不會由返回值7。DS18B20數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3-3所示圖3-3 DS18B20數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 此款溫度傳感器輸出串行通信信號，電路圖見圖3-4.圖3-4 DS18B20溫度傳感器接線圖3.5 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，利用三極管的及P2.7控制背光的暗與滅8。接線原理見圖3-5。圖3-5 1602接線原理圖3.6 復位電路 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(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。圖3-6

22、所示的RC復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。但解決不了電源毛刺（A點）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題 而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時會令驅(qū)動能力變差。左邊的電路為高電平復位有效 右邊為低電平Sm為手動復位開關(guān) Ch可避免高頻諧波對電路的干擾9。上電及手動復位電路圖如圖 3-6所示圖3-6 上電及手動復位電路圖3.7 液位定位及光電開關(guān)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(guān)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(guān)改為一發(fā)光二級管并與電阻串聯(lián)接地10。見圖3-7。圖3-7 水位計光電開關(guān)替

23、代元件4 軟件設計4.1 DS18B20流程設計 每個DS18B20溫度傳感器的流程圖設計如圖4-1：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復位圖4-1 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)。讀取數(shù)據(jù)及傳送程序如下11：READ_TEMP: ;讀1820內(nèi)部溫度子程序.CALL RESETJB 70h,EXT1CALL SKIP_ROMCALL TEMP_CONV ;溫度AD變換CALL DELAY_600MSCALL

24、RESETCALL SKIP_ROMCALL TEMP_GET ;發(fā)取溫度的命令CALL READ ;接收.EXT1:RETSKIP_ROM:;跳過ROM檢測MOV A,#0CCH ;#0CCH為跳過rom命令CALL WRITERETRECALL_EPROM:;重調(diào)EpromMOV A,#0B8HCALL WRITERETTEMP_CONV:MOV A,#44H ;AD變換CALL WRITERETTEMP_GET:MOV A ,#0BEH;讀18b20命令CALL WRITERET;* 18B20基本時序子程序RESET: ;初始化子程序SETB P1.2NOPCLR P1.2 ;拉低MO

25、V R3,#150 ; *4=600USCALL DELAY_BY_R3SETB P1.2;拉高MOV R3,#15 ; 60USCALL DELAY_BY_R3MOV R3,#60 ;4個周期*60=240US內(nèi)檢測A1: JNB P1.2,A2 ;檢測到低平信號DJNZ R3,A1;如果沒有應答的低電平信號,返回A1重新檢測,超時后下一行,SETB 70h ;DS1820不存在.JMP A3A2: CLR 70hMOV R3,120;240US;等恢復時間2*120=240usDJNZ R3, $A3:RETWRITE:MOV R2,#8;一個字節(jié)為8位CLR C ;C位清0 C位用來放A

26、的一位數(shù)據(jù),用移位的方法放入CB1: SETB P1.2NOPCLR P1.2MOV R3,#4 ;16USCALL DELAY_BY_R3RRC A;把A中的數(shù)送入CMOV P1.2,C ;把C送入總線MOV R3,#12;48US(一位數(shù)據(jù)的發(fā)送:60us<tx<120us)CALL DELAY_BY_R3SETB P1.2 ;拉高1us結(jié)束一位NOPDJNZ R2,B1RETREAD:MOV R1,#4 ;接收4個字節(jié)數(shù)據(jù)依次是1.低位2.高位.3.高限4.低限MOV R0,#28H;低位放28H;高位放29h (1. 28H,2. 29H 3. 2AH 4. 2BH )C0

27、: MOV R2,#8;一字節(jié)數(shù)據(jù)8位C1: CLR C ;清除CSETB P1.2NOPNOPCLR P1.2 ;拉低.NOP ;1us秒后拉高?SETB P1.2MOV R3,#4 ;16us后采數(shù)據(jù)CALL DELAY_BY_R3MOV C,P1.2 ;讀出18b20的數(shù)據(jù)RRC A ;移入AMOV R3,#12;48US恢復時間CALL DELAY_BY_R3DJNZ R2,C1 ;一個字節(jié)收完MOV R0,A ;移入存儲位INC R0 ;下一位;29hDJNZ R1,C0 ;全部取完嗎?沒有重復RET4.2 1602字符型LCD流程設計 1602字符型LCD流程設計如下：顯示器160

28、2初始化后延時15ms，顯示模式設置，再延時5ms，顯示關(guān)閉，延時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12。延時15ms顯示模式設置延時5ms顯示關(guān)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初始化圖4-2 1602液晶驅(qū)動程序流程圖LCD控制及顯示子程序如下：DISPLAY: MOV A,R1MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACALL WRITE_DATA_TO_LCDINC R1DJNZ R0,DISPLAYRETWRITE_NOT_CHE

29、CK_BUSY:SETB ENOPNOPCLR RS ;寫入控制命令的子程序CLR RWCLR ERETENABLE:SETB ENOPNOPCLR RS ;寫入控制命令的子程序CLR RWCLR EACALL TEST_BUSYSETB ERETTEST_BUSY:SETB ENOPNOPMOV P0,#0FFH ;判斷液晶顯示器是否忙的子程序CLR RSSETB RWCLR ENOPSETB EJB P0.7,TEST_BUSY ;如果P0.7為高電平表示忙就循環(huán)等待RETWRITE_DATA_TO_LCD:SETB ENOPNOPSETB RS ;RS=1CLR RW ;RW=0 ;準備

30、寫入數(shù)據(jù)CLR E ;E=0 ;執(zhí)行顯示命令ACALL TEST_BUSY ;判斷液晶模塊是否忙?SETB E ;E=1 ;顯示完成,程序停車RET;*數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換*DATA_CONV: ;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換MOV A,28H ;低字節(jié)ANL A,#0FH;去除高位MOV B,#6;乘6得到實際數(shù)值的100倍.MUL ABMOV B,#10DIV ABMOV 33H,A;小數(shù)位高MOV 32H,B; 小數(shù)位低MOV A,28HMOV C,29H.0 ;29h高位的低4字節(jié)RRC AMOV C,29H.1RRC AMOV C,29H.2RRC AMOV C,29H.3RRC AMOV 28H,A ;重新合成.

31、結(jié)果存在28H.MOV A,28HMOV B,#10DIV ABMOV 26H,A ;整數(shù)位高MOV 25H,B ;整數(shù)位低;-MOV A,2AHMOV B,#10DIV ABMOV 40H,B ;高溫限值個位MOV B,#10DIV ABMOV 41H,B;十位MOV 42H,A;百位;-MOV A,2BHMOV B,#10DIV ABMOV 43H,B ;低溫限值位個位MOV B,#10DIV ABMOV 44H,B ;十位MOV 45H,A ;百位CLR CMOV A,28H;現(xiàn)溫度值與高溫限值比較SUBB A,2AHJC BIG ;如果高.則關(guān)機器CLR CMOV A,2BH;現(xiàn)溫度與

32、低溫限值比較SUBB A,28HJC X_BIG ;低溫限值比現(xiàn)溫高,則開機器AJMP CONVERT_ENDBIG:AJMP CONVERT_ENDX_BIG:CONVERT_END:RET;*顯示溫度*DISPLAY_18B20_TEMP: ;LCD_顯示子程序MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB3;顯示'WENDU:'MOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#7;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度值高位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,26H ;碼表初值MOV R0,#1;字

33、數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度值低位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,25H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示小數(shù)點MOV DPTR,#DOTMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度值小數(shù)高位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,33H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度值小數(shù)低位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,32H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示單位度MOV DPTR,#SIGNMO

34、V R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#2;字數(shù)CALL DISPLAYRET;*顯示限值.*DISPLAY_18B20_TEMP_XZ:MOV P0,#11000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_L ; 顯示'L:'MOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#2;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度限值高位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,45H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示溫度限值低位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,44H ;碼表初值MOV R0

35、,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,43H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAYMOV P0,#11000111B; 顯示位置ACALL ENABLE;- -MOV DPTR,#TAB_H ; 顯示'H:'MOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#2;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示高溫度限值高位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,42H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-顯示高溫度限值低位MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,41H ;碼表

36、初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAY;-MOV DPTR,#LED_DATAMOV R1,40H ;碼表初值MOV R0,#1;字數(shù)CALL DISPLAYRET;* *提示語*DISPLAY_18B20_HELLO:MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_HELLOMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#16;字數(shù)CALL DISPLAyRET;/*DISPLAY_18B20_TESTING:MOV P1,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_

37、TESTINGMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#16;字數(shù)CALL DISPLAyRET;*/DISPLAY_18B20_ERROR:MOV P0,#00000001B ;清屏并光標復位ACALL ENABLEMOV DPTR,#TAB1MOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#16;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_WATING:MOV P0,#00000001B ;清屏并光標復位ACALL ENABLE;調(diào)用寫入命令子程序MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB2MOV R1,#0 ;碼表初

38、值MOV R0,#13;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_SAVE:MOV P0,#00000001B ;清屏并光標復位ACALL ENABLE;調(diào)用寫入命令子程序MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_SAVEMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#10;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_SETING_TEMP_H:MOV P0,#00000001B ;清屏并光標復位ACALL ENABLE;調(diào)用寫入命令子程序MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)

39、行指令MOV DPTR,#TAB_SETING_TEMP_HMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#13;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_SETING_TEMP_L:MOV P0,#00000001B ;清屏并光標復位ACALL ENABLE;調(diào)用寫入命令子程序MOV P0,#10000000B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_SETING_TEMP_LMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#13;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_ON:MOV P0,#11001101B; 顯示位置ACALL ENABLE

40、 ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_ONMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#3;字數(shù)CALL DISPLAyRETDISPLAY_OFF:MOV P0,#11001101B; 顯示位置ACALL ENABLE ;執(zhí)行指令MOV DPTR,#TAB_OFFMOV R1,#0 ;碼表初值MOV R0,#3;字數(shù)CALL DISPLAyRET;/*ADJ_FLASH:MOV P1,#1 ;在顯示數(shù)字的位置用三個空格.ACALL ENABLE;*/;* *提示語*TM0: ;定時器程序.DJNZ R0,N1CPL 02HMOV R0,#14HN1:MOV TL0,#0B0HMOV TH0

41、,#3CHRETI ;中斷返回;*廷時程序*DELAY_BY_R3:NOPNOPDJNZ R3,DELAY_BY_R3RETDELAY_BY_R6:D1: MOV R7,#250DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETDELAY_2MS:MOV R6,#2F2: MOV R7,#75x1: NOPNOPDJNZ R7,x1DJNZ R6,F2RETDELAY_600MS:MOV R6,#0G2: MOV R7,#0G1: NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZ R7,G1DJNZ R6,G2RETDELAY_1M:MOV R6,#0MOV R7,#0E1: NOPNOPD

42、JNZ R7,E1DJNZ R6,E1RETDEFINE_DATA:DB 0CH,12H,12H,0CH,00H,00H,00H,00H;度DB 04H,0CH,12H,0DH,1EH,04H,08H,00H;今DB 0EH,04H,1FH,04H,04H,0AH,11H,00H;天DB 0EH,0EH,0EH,1FH,04H,0EH,17H,00H;是DB 10H,1FH,02H,0FH,0AH,1FH,02H,00H;年DB 0FH,09H,0FH,09H,0FH,09H,13H,00H;月DB 0FH,09H,09H,0FH,09H,09H,0FH,00H;日LED_DATA: DB &

43、#39;0123456789'TAB_HELLO:DB 'Hello!' ;6DB 0H,1H,2H,3H,4H,5H,6HTAB_TESTING:DB 'TEXTING.' ;10TAB1:DB '18B20 NO CONNECT'TAB2:DB 'Waiting.'TAB3:DB 'WENDU: 'DOT:DB "."SIGN:DB 00H,'C'TAB_L:DB 'L:'TAB_H:DB 'H:'TAB_SETING_TEMP_H:D

44、B 'SETING_TMP:H 'TAB_SETING_TEMP_L:DB 'SETING_TMP:L 'TAB_SAVE:DB 'SAVEING.'TAB_ON:DB 'ON 'TAB_OFF:DB 'OFF'END5 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)與VW8系列的仿真環(huán)境下開發(fā)，編程過程中利用軟件仿真調(diào)試系統(tǒng)，當軟仿通過則利用該仿真器仿真，并按順序檢查錯誤進行修改，最終將程序的HEX文件燒錄進入單片機進行實測。 濕度控制檢測 在本系統(tǒng)中濕度控制采用PID算法進行控制，為此三個P、I、D三個參數(shù)的選擇對系統(tǒng)濕度控制效果有重大意義1

45、3。PID參數(shù)整定大概有以下幾種方法： （1）理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。 （2）工程整定方法。它主要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。 在本系統(tǒng)中采用理論計算整定法建立數(shù)學模型比較困難，為此選擇了工程整定法作為PID參數(shù)的選擇方法。本系統(tǒng)參數(shù)整定過程如下 （1）參照常見系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下： 溫度：P=2060，I=180600，D=3180 壓力：P=3070，I=24180，D=5120 液位：P=2080

46、，I=60300，D=1080 流量：P=40100，I=660，D=1560 濕度：P=1030，I=1230，D=210 （2）確定本系統(tǒng)初始整定值P=20，I=10，D=3，并在程序中增加濕度監(jiān)測模塊，既濕度信息通過串口定時發(fā)送到PC的串口調(diào)試助手進行濕度定時監(jiān)測。 （3）設定一個預設濕度值，通過串口5分鐘監(jiān)測一次濕度情況。在30分鐘后，把濕度與時間對應值畫出連線。參照PID整定口訣調(diào)整PID參數(shù)。重復上面的步驟。直到調(diào)節(jié)響應時間和精度到達預定要求。 圖5-1到5-4列舉了調(diào)試過程中三組不同的P、I、D參數(shù)，設定值相同的情況下。P、I、D三個參數(shù)對系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的影響。 測試一：設定值60

47、%RH、起始值40%RH，P=20、I=15、D=2.6圖5-1濕度調(diào)節(jié)實驗結(jié)果1 測試二：設定值60%RH、起始值40%RH，P=16、I=15、D=2.6圖5-2濕度調(diào)節(jié)實驗結(jié)果2 測試三：設定值60%RH、起始值40%RH，P=15.5、I=13、D=2.6圖5-3濕度調(diào)節(jié)實驗結(jié)果3 測試四：設定值60%RH、起始值40%RH，P=15.5、I=10.5、D=2.6圖5-4濕度調(diào)節(jié)實驗結(jié)果4 從抽取的四組實驗分析可知P大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統(tǒng)達到穩(wěn)定時間長；I是對系統(tǒng)誤差的一個積累，也是解決動作響應的速度快慢的，I大了響應速度慢，反之則快；D是系統(tǒng)誤差的變化率。用來

48、消除靜態(tài)誤差的，一般D設置都比較小，而且對系統(tǒng)影響比較小。在本系統(tǒng)中最終選用了P=15.5、I=10.5、D=2.6作為PID的調(diào)節(jié)參數(shù)。在該參數(shù)作用下，系統(tǒng)測量誤差<3%RH，整定時間在40分鐘左右，整定效果達到了課題要求的控制指標。6 總結(jié) 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，通過請教賀老師和翻閱資料，最終將問題解決。尤其是在調(diào)試程序時，運用軟件仿真，逐步排查錯誤，最終將程序調(diào)試成功。在此過程中，自

49、己的編程能力得到了加強，同時也鍛煉了自己的耐性?？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(shù)，為社會的進步盡自己一份力量。參考文獻：1譚浩強著，C程序設計(第二版):清華大學出版社，1999，5：200-210.2沈文、Eagle、詹衛(wèi)前編著,AVR單片機C語言開發(fā)入門指導:清華大學出版社，2

50、003，1：55-57.3金春林、邱慧芳、張皆喜編著,AVR系列單片機C語言編程與應用實例:清華大學出版 社,2003,6:500-5204武鋒、陳新建編著 ,PIC單片機C語言開發(fā)入門 :北京航空航天大學出版社,2005,2:150-1655夏路易、石宗義編著,電路原理圖與電路板設計教程:北京希望電子出版社,2002,3:600-6406圖形液晶顯示模塊使用手冊(第二版):北京精電蓬遠顯示技術(shù)有限公司,20107郭永貞主編,數(shù)字電子技術(shù):西安電子科技大學出版社,2000,8:1005-10208吳國經(jīng)主編,單片機應用技術(shù):中國電力出版社,2004,9:250-3009徐泳龍主編,單片機原理及

51、應用:機械工業(yè)出版社,2004,3:500-60010陸坤、奚大順等編著,電子設計技術(shù) ,1997,10:670-70011盧勝利主編,智能儀器設計與實現(xiàn):重慶大學出版社,2003,11:200-25512王兆安、黃俊主編,電力電子技術(shù)(第四版):機械工業(yè)出版社,2002,9:240-30013K.Alexander，N.O.Sadiku,Fundamentals of electric Circuits:清華大學出版 社,2000,5:410-456附錄：1602LCD簡介引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表3-1所示:表3-1：引腳

52、接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為