《以STC89C52單片機(jī)為基礎(chǔ)自動(dòng)加濕器系統(tǒng)設(shè)計(jì)》6300字（論文）

[6]。其中P0到P4口用于連接外部電路，使得單片機(jī)完成對(duì)其他相關(guān)電路的控制。3.2.2最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小功耗系統(tǒng)電路主要由一個(gè)單片機(jī)電路與其中一個(gè)復(fù)位電路組成以及由一個(gè)晶振電路和其中一個(gè)上拉排阻電路組成。如下圖：晶振電路原理圖如下：晶振電路由晶振和兩個(gè)30pF的電容相連，通過(guò)電容的充電與放電是的晶振產(chǎn)生的正弦波更加穩(wěn)定。它的一端接地，另一端與單片機(jī)的X1,X2連接在一起。復(fù)位電路原理圖：復(fù)位電路相當(dāng)于無(wú)論程序執(zhí)行到那個(gè)位置都會(huì)從頭開(kāi)始執(zhí)行。它的遠(yuǎn)離主要是通過(guò)電容的充放電來(lái)達(dá)到自動(dòng)復(fù)位，它的一端與單片機(jī)的reset連接。當(dāng)電容充電時(shí)reset為高電平此時(shí)無(wú)法執(zhí)行，隨著電容放電電壓降為0也就是低電平，程序執(zhí)行。此處使用自動(dòng)復(fù)位電路是因?yàn)槠淇梢云鸬揭粋€(gè)延時(shí)作用，使得電壓穩(wěn)定時(shí)在執(zhí)行防止出錯(cuò)。此外單片機(jī)的P0口還需要連接一個(gè)上拉排阻，這是因?yàn)镻0口只能輸出低電平和高阻態(tài)無(wú)法輸出高電平，所以連接一個(gè)上拉排阻和電源十七可以正常輸出低電平與高電平。3.3DHT11傳感器電路3.3.1DHT11簡(jiǎn)介DHT十一數(shù)字濕度感應(yīng)器是指一種同時(shí)具有和已具有校正數(shù)字信號(hào)的輸出功能的數(shù)字溫濕度的復(fù)合傳感器。傳感器內(nèi)部包含了一組電阻型感濕器件以及一組NTC測(cè)量器件,并且可以和任何一臺(tái)高性能的八位單片式微型平板電腦相連接。3.3.2DHT11模塊電路圖DHT11的模塊電路圖如下圖所示：該模塊一共有四個(gè)接口，接口三不用外接任何接口。接口1，4分別連接電源和地，接口2可直接連到單片機(jī)接口來(lái)傳輸濕度數(shù)據(jù)。因?yàn)檫B線過(guò)短故需要增加一個(gè)電阻。傳感器模塊會(huì)將采集到的濕度參數(shù)發(fā)送給單片機(jī)。3.4液晶顯示電路3.4.11602液晶簡(jiǎn)介此次設(shè)計(jì)采用了1602液晶板，移動(dòng)能顯示2行，每行16個(gè)字符，能夠非常容易的顯示一些常見(jiàn)的數(shù)字，字母和符號(hào)。甚至通過(guò)一些程序的設(shè)計(jì)可以輸出一些簡(jiǎn)單的漢字。3.4.2液晶引腳說(shuō)明3.4.4液晶顯示模塊電路LCD1602液晶塊總共有16個(gè)引腳，其中1，2和15，16各位一組需要連接電源與GND。1,2引腳負(fù)責(zé)給液晶塊工作供電，15，16引腳則是給液晶背光接電從而使液晶板發(fā)光。RS引腳與單片機(jī)相連，通過(guò)高低電平來(lái)控制輸入的是數(shù)據(jù)還是命令。同理RW是用來(lái)控制讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)的，EN接入使能端。3引腳接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器目的是調(diào)節(jié)液晶板的對(duì)比度，可以讓顯示的文字和數(shù)字更加清晰。D0到D7直接連到單片機(jī)P0口，來(lái)接受單片機(jī)的信號(hào)。3.5按鍵輸入模塊按鍵模塊在本次設(shè)計(jì)中主要是來(lái)對(duì)最低的濕度范圍進(jìn)行設(shè)置，我們的設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)按鍵分別來(lái)對(duì)最低的濕度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)置。它們分別于單片機(jī)的P32,P33l連接；其中K1用來(lái)增加最低濕度上限的設(shè)置值，K2用來(lái)降低最低濕度上限。每按一下K1設(shè)置的最低濕度值就會(huì)增加1%，同樣每按一次K2鍵就會(huì)使得設(shè)置值減少1%。按鍵的選擇上也有要求，按鍵有獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤兩種，矩陣鍵盤能夠節(jié)省下來(lái)許多按鍵接口但是編程麻煩。而本設(shè)計(jì)中需要的按鍵很少故優(yōu)先考慮獨(dú)立鍵盤。3.6加濕模塊加濕模塊是由繼電器與霧化器共同組成的。繼電器在系統(tǒng)中相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的開(kāi)關(guān)，通過(guò)單片機(jī)的高低電平實(shí)現(xiàn)對(duì)霧化器工作狀態(tài)的控制。當(dāng)空氣中的濕度低于設(shè)定值時(shí)繼電器會(huì)將開(kāi)關(guān)吸引到左邊，霧化器啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的加濕。我們使用的使電磁式的繼電器，他一般是由線圈和鐵芯構(gòu)成。當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)線圈中會(huì)通過(guò)電流，從而產(chǎn)生磁性將簧片開(kāi)關(guān)吸引到左邊霧化器工作。三極管一端與單片機(jī)P20口相連，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)三極管不導(dǎo)通霧化器不工作。在途中二極管的作用是為了保護(hù)電路而設(shè)計(jì)的，因?yàn)榫€圈會(huì)產(chǎn)生一定的反電動(dòng)勢(shì)影響電路而二極管會(huì)將產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)抵消進(jìn)而保護(hù)電路。3.7電源模塊電源模塊與一個(gè)開(kāi)關(guān)相連接，其中接口1，2，3和4，5，6各為一組我們可任選一組。當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)1，2口接通輸出5V電壓。此處電容同樣是起保護(hù)電路作用，防止電壓快速變化而損傷器件。第4章軟件設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的主要步驟如下，首先打開(kāi)電源對(duì)液晶的顯示屏進(jìn)行初始化，這一部分包括了兩個(gè)部分分別是對(duì)它所顯示的內(nèi)容進(jìn)行初始化和對(duì)功能進(jìn)行初始化。初始化完成后會(huì)從單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM中讀取已經(jīng)設(shè)置好的濕度最低值并顯示，之后延時(shí)一段時(shí)間后會(huì)進(jìn)入循環(huán)。首先檢測(cè)濕度數(shù)據(jù)然后顯示濕度值，之后會(huì)判斷檢測(cè)到的濕度值與設(shè)置值的大小，若低于設(shè)置值則會(huì)啟動(dòng)霧化器進(jìn)行加濕。隨后系統(tǒng)對(duì)于是否按下按鍵進(jìn)行檢測(cè)，如果按鍵按下則進(jìn)入濕度最低值設(shè)置經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后輸出，并進(jìn)入下一次循環(huán)。它的流程圖如下：4.2濕度傳感器程序設(shè)計(jì)在讀取濕度傳感器的數(shù)據(jù)之前首先會(huì)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)，在短暫的延時(shí)之后傳感器會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)。之后會(huì)進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，單片機(jī)會(huì)讀取傳感器測(cè)量的溫度濕度數(shù)據(jù)與校驗(yàn)字節(jié)。如果校驗(yàn)字節(jié)與讀取的溫度濕度數(shù)據(jù)可以相匹配則會(huì)保留結(jié)果并且顯示在液晶板上，否則會(huì)丟棄數(shù)據(jù)。4.31602液晶程序設(shè)計(jì)液晶在開(kāi)始工作之前要進(jìn)行初始化，即通過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)上的一些要求對(duì)其寫(xiě)入一些命令，包括以下幾個(gè)命令一不顯示光標(biāo)，二寫(xiě)入數(shù)據(jù)后地址加一也就是光標(biāo)右移一位和三清屏。之后就會(huì)進(jìn)入到液晶顯示內(nèi)容的部分，在其開(kāi)始顯示內(nèi)容之前，首先會(huì)確定一個(gè)需要顯示的位置，即它在哪一行哪一列顯示。在完成光標(biāo)定位之后就可以在液晶板上顯示內(nèi)容了，它在顯示的時(shí)候是一位一位完成的。比如顯示233，那么會(huì)先顯示百位之后才是十位最后顯示個(gè)位。本設(shè)計(jì)中因?yàn)闈穸炔粫?huì)達(dá)到百分百所以只需要能夠顯示十位以及個(gè)位即可。而要是想顯示一串字母或漢字的話，也是同樣的道理。比如顯示“l(fā)ove”，會(huì)從“l(fā)”開(kāi)始之后光標(biāo)右移一位顯示“o”直到“e”。雖然顯示的是一串字符或數(shù)字，但是我們只需要在最開(kāi)始完成一次光標(biāo)的定位即可，而不是沒(méi)顯示一個(gè)數(shù)字都要重新進(jìn)行光標(biāo)定位。4.3按鍵程序設(shè)計(jì)按鍵的掃描程序本質(zhì)上是用來(lái)對(duì)我們?cè)O(shè)置的最低濕度值進(jìn)行設(shè)置，首先判斷加鍵有沒(méi)有被按下，如果有且已有的設(shè)置值大于1那么就會(huì)使設(shè)置值減去1并且刷新新的設(shè)置值。接著判斷加建是否被按下若是且濕度值低于99就會(huì)在原來(lái)的基礎(chǔ)上加1，再刷新顯示值。第5章系統(tǒng)組裝與調(diào)試空氣加濕器系統(tǒng)如果想要正常工作，那么就離不開(kāi)硬件與軟件系統(tǒng)之間的結(jié)合，如果軟件部分沒(méi)有出錯(cuò)但是某些硬件出現(xiàn)了問(wèn)題就會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)無(wú)法正常工作，從而導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂。所以為了能夠更好的完成設(shè)計(jì)，不前功盡棄，我們要確保軟件不出錯(cuò)的情況下對(duì)每個(gè)硬件部分進(jìn)行調(diào)試，來(lái)保證系統(tǒng)正確運(yùn)行。5.1電路的調(diào)試5.1.1調(diào)試方法一般對(duì)于電路的調(diào)試總的有兩種方法。第一種是在硬件模塊安裝的同時(shí)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。另外的一種是在我們將硬件電路完全焊接好之后，再進(jìn)行調(diào)試。對(duì)于前者，其實(shí)更加適合一些創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)但是對(duì)于我們的設(shè)計(jì)選用后者更好。5.1.2通電調(diào)試（1）通電前檢查在通電之前最好不要立刻通電，因?yàn)槿羰请娐愤B接過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤很有可能會(huì)造成元件的損壞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法完成預(yù)想的功能。所以我們要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電路連接進(jìn)行檢查，尤其是要檢查一些焊接的地方有沒(méi)有短路。除此之外還要看一下有沒(méi)有連線連接錯(cuò)誤或者連線缺漏，檢查完畢還可以用萬(wàn)用表對(duì)元件的正負(fù)極連接正確與否進(jìn)行確認(rèn)。（2）通電調(diào)試把設(shè)計(jì)好的硬件通過(guò)USB接口插入電源，之后系統(tǒng)的每個(gè)部分都開(kāi)始正常工作，液晶板顯示出當(dāng)前空氣中的濕度值以及之前設(shè)置好的最低濕度值。另外還可以通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)接通與斷開(kāi)，霧化器能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最低濕度值也能夠通過(guò)按鍵值來(lái)實(shí)行加減設(shè)置。5.1.3整機(jī)聯(lián)調(diào)盡管我們對(duì)于每個(gè)部分的電路都進(jìn)行了調(diào)試，但是這整體系統(tǒng)的要求未必會(huì)完美達(dá)到，所以還需要進(jìn)一步來(lái)調(diào)試。這一步的調(diào)試的根本方法是對(duì)其動(dòng)態(tài)性能的觀察與研究，換句話來(lái)說(shuō)就是將我們測(cè)得的結(jié)果來(lái)與原本的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較來(lái)發(fā)現(xiàn)整體的系統(tǒng)是否會(huì)有問(wèn)題，并逐漸修改。5.2軟件調(diào)試本文所用設(shè)計(jì)使用Keil來(lái)測(cè)試程序在運(yùn)行過(guò)程中是否會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這一類軟件在單片機(jī)的學(xué)習(xí)中會(huì)起到非常重要的作用。除了這一點(diǎn)Keil所用的編程語(yǔ)言是C語(yǔ)言，在編程語(yǔ)言中較為容易理解。5.3功能實(shí)現(xiàn)5.3.1濕度測(cè)量功能系統(tǒng)接入電源之后，1602液晶板上會(huì)顯示兩行數(shù)值，第一行是目前空氣中的濕度值，第二行是我們預(yù)先設(shè)置好的最低濕度值。當(dāng)空氣中的濕度低于設(shè)置值會(huì)起到駕駛功能，空氣中的濕度也會(huì)隨之變化。5.3.2按鍵功能空氣中的濕度值會(huì)隨時(shí)改變不夠穩(wěn)定，但是為了穩(wěn)定啟動(dòng)加濕器那么就需要通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。按鍵有加減兩個(gè)按鍵，可以隨時(shí)調(diào)整最低濕度范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)加濕器的功能。5.3.3加濕器功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通電后傳感器會(huì)測(cè)量空氣中的數(shù)據(jù)并傳輸?shù)揭壕О屣@示出來(lái)，如果空氣中的濕度低于我們已經(jīng)設(shè)置好的濕度時(shí)繼電器觸發(fā)加濕器啟動(dòng)，從而起到對(duì)空氣加濕的作用。第6章總結(jié)通過(guò)近三個(gè)月時(shí)間的艱苦努力,這個(gè)學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)中的主要任務(wù)之一——基于單片機(jī)技術(shù)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作已基本順利地完成。這種設(shè)計(jì)的題目雖也并非是創(chuàng)新性的,卻也從中我們可以深刻體會(huì)的到一套軟件系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計(jì)工作的整個(gè)流程,足以從中使每個(gè)人們獲益。能夠完成從方案的設(shè)計(jì)、論證、制板、編程調(diào)試直到最后產(chǎn)品的安裝調(diào)試完成。完成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),這也是一個(gè)不可多得好的教學(xué)實(shí)踐機(jī)會(huì)。隨著社會(huì)的發(fā)展以及氣候越來(lái)越嚴(yán)峻的變化，人們對(duì)于加濕器的需求也越來(lái)越高。但是現(xiàn)今市面上的加濕器都價(jià)格較為昂貴且容易滋生細(xì)菌，無(wú)法滿足普通人的需求。因此我們真的需要設(shè)計(jì)出一種能夠滿足日常需求，安全以及較為便宜的加濕系統(tǒng)，通過(guò)本設(shè)計(jì)可以來(lái)提供思路發(fā)展出滿足市場(chǎng)的產(chǎn)品。總之實(shí)踐要和理論相互結(jié)合才能夠達(dá)成我們的要求。通過(guò)自查相關(guān)資料并廣泛搜集了相關(guān)方面的相關(guān)文章,訓(xùn)練提高了自己的自學(xué)的能力水平與實(shí)際動(dòng)手能力。并且從由原來(lái)單純的學(xué)習(xí)被動(dòng)的接受外界知識(shí)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的尋求自身知識(shí),這也可以說(shuō)這是在學(xué)習(xí)思維方式上進(jìn)行的又一次的重要突破。在你以往所學(xué)的這種傳統(tǒng)的教學(xué)思維模式指導(dǎo)下,你現(xiàn)在或許只會(huì)只記得那一些的書(shū)本知識(shí),可是現(xiàn)在經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)的設(shè)計(jì),你又學(xué)到了怎樣才能把自己所學(xué)到的這些東西真正變成你自己需要的知識(shí),學(xué)習(xí)到了如何才能更好有效的去解決理論知識(shí)如何與工作實(shí)際情況相結(jié)合這樣的實(shí)際問(wèn)題,抓住知識(shí)要點(diǎn),攻克知識(shí)難關(guān),活用學(xué)活用。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中由于時(shí)間倉(cāng)促有很多地方難免存在不足之，但在以后的工作中，我們會(huì)嚴(yán)格要求自己最求完美。參考文獻(xiàn)郭天祥.51單片機(jī)C語(yǔ)言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.劉建清.輕松玩轉(zhuǎn)51單片機(jī)C語(yǔ)言[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2011.張緒光，劉在娥.電路與模擬電子技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社