智能除濕機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要本課題將在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的發(fā)展基礎(chǔ)上，對(duì)目前市面上大多數(shù)智能除濕機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的資料進(jìn)行查閱后，制訂了一系列適合于本課題的預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，并最終成功設(shè)計(jì)出一款智能除濕機(jī)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(jī)來(lái)作為主控核心，并結(jié)合LCD1602點(diǎn)陣屏幕、DHT11溫濕度測(cè)量器、有源蜂鳴器和直流風(fēng)機(jī)等一系列高性能元器件，設(shè)計(jì)出一款能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境溫度濕度高精度檢測(cè)、濕度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行除濕的智能除濕機(jī)系統(tǒng)，與此同時(shí)用戶還可以能夠靈活的對(duì)液晶顯示器的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本課題考慮到為了實(shí)現(xiàn)較高的性價(jià)比參數(shù)，盡量選用了能夠滿足本課題需求的STC89C51單片機(jī)芯片，并對(duì)一些市面上常用的并且資料豐富的高性價(jià)比元器件進(jìn)行了選購(gòu)，經(jīng)過(guò)了一系列的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，成功實(shí)現(xiàn)了一款工作性能穩(wěn)定并且具有高性價(jià)比的智能除濕機(jī)系統(tǒng)，非常適合推向市面上進(jìn)行推廣。目錄

　　一、引言1

　　（一）智能除濕機(jī)的發(fā)展背景1

　　（二）智能除濕機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1

　　（三）本文主要研究?jī)?nèi)容2

　　二、智能除濕機(jī)的方案設(shè)計(jì)3

　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4

　　（一）智能除濕機(jī)主控電路設(shè)計(jì)4

　　（二）環(huán)境溫濕度采集電路設(shè)計(jì)5

　　（三）濕度過(guò)高報(bào)警電路設(shè)計(jì)6

　　（四）液晶屏顯示電路設(shè)計(jì)7

　　（五）除濕風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)8

　　（六）按鍵電路設(shè)計(jì)9

　　四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11

　　（一）智能除濕機(jī)的主程序的設(shè)計(jì)11

　　（二）檢測(cè)溫濕度子程序的設(shè)計(jì)11

　　（三）濕度過(guò)高報(bào)警子程序的設(shè)計(jì)12

　　（四）液晶驅(qū)動(dòng)子程序的設(shè)計(jì)13

　　（五）直流風(fēng)機(jī)控制子程序的設(shè)計(jì)13

　　五、實(shí)物安裝與調(diào)試15

　　（一）實(shí)物安裝15

　　（二）實(shí)物調(diào)試17

　　結(jié)束語(yǔ)21

　　參考文獻(xiàn)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(shí)物圖27

　　附錄五程序35

　　引言

　　智能除濕機(jī)的發(fā)展背景

　　所謂的智能除濕機(jī)系統(tǒng)，在硬件電路設(shè)計(jì)方面采用的是STC89C51單片機(jī)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(jī)等功能器件并構(gòu)建出穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)單片機(jī)等微處理器的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)這些功能電路的工作，在軟件系統(tǒng)方面通過(guò)C語(yǔ)言構(gòu)建程序代碼，通過(guò)機(jī)器語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)微處理器的控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能電路的控制，從而完成對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的顯示、高性能的溫濕度檢測(cè)、產(chǎn)生報(bào)警和PWM波輸出等功能。本課題將要設(shè)計(jì)的是一款能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)參數(shù)的高清晰顯示、高性能的溫濕度檢測(cè)、發(fā)送報(bào)警和直流風(fēng)機(jī)控制等功能的單片機(jī)控制系統(tǒng)，這款系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)借助了STC89C51單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及C語(yǔ)言程序代碼，通過(guò)這兩者的相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)功能模塊的驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高效有序的工作結(jié)果，這款智能除濕機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合總結(jié)。在智能除濕機(jī)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(jī)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(guò)這些規(guī)模龐大的器件的工作，能夠?qū)崿F(xiàn)一些從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的功能，這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀下已經(jīng)變得越來(lái)越不明顯，正在逐漸退出歷史舞臺(tái)。而智能型的智能除濕機(jī)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(duì)其造成性能方面的干擾，同時(shí)性能也不會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生下降，因此智能型智能除濕機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的青睞。本課題設(shè)計(jì)的這款智能除濕機(jī)系統(tǒng)采用的是STC89C51單片機(jī)來(lái)作為主控，STC89C51單片機(jī)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(duì)它進(jìn)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(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。

　　智能除濕機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

　　智能除濕機(jī)系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀可以通過(guò)與這類(lèi)系統(tǒng)有關(guān)的產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行反映，目前市面上的智能除濕機(jī)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(lèi)方法主要是通過(guò)這些產(chǎn)品所能夠表現(xiàn)出來(lái)的最大性能來(lái)進(jìn)行劃分的，由于具備高端性能的智能除濕機(jī)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(lái)實(shí)現(xiàn)，這些芯片目前還只能依靠進(jìn)口來(lái)獲得，國(guó)內(nèi)尚且沒(méi)有掌握核心研發(fā)技術(shù)，而歐美國(guó)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(dú)立的通過(guò)這些芯片的搭建，配備高效的算法流程實(shí)現(xiàn)高端性能的智能除濕機(jī)系統(tǒng)，所以國(guó)內(nèi)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有一段很長(zhǎng)的路要走。

　　本文主要研究?jī)?nèi)容

　　本課題的主要內(nèi)容是成功實(shí)現(xiàn)了一款具有多項(xiàng)智能功能的智能除濕機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)了多項(xiàng)測(cè)試這款智能除濕機(jī)系統(tǒng)表現(xiàn)出了非常高的穩(wěn)定性和實(shí)用性，結(jié)合當(dāng)前市面上的大多數(shù)智能除濕機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品來(lái)看，本文設(shè)計(jì)的這款系統(tǒng)具備了多項(xiàng)優(yōu)秀特點(diǎn)，超出了大多數(shù)產(chǎn)品的平均性能，在設(shè)計(jì)方法方面本課題首先將這種控制系統(tǒng)的研發(fā)歷史進(jìn)行了詳細(xì)的查閱，對(duì)一些優(yōu)秀的功能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行總結(jié)并且將其應(yīng)用到本課題中，隨后在智能除濕機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上提出了本課題將要實(shí)現(xiàn)的預(yù)期功能指標(biāo)。接著對(duì)這款智能除濕機(jī)系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，將整個(gè)控制系統(tǒng)劃分成多個(gè)功能模塊，從而分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終將各個(gè)模塊進(jìn)行連接合并，實(shí)現(xiàn)總體功能的統(tǒng)一。

　　智能除濕機(jī)的方案設(shè)計(jì)

　　為了能夠更為清晰的闡述這個(gè)系統(tǒng)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架方面的構(gòu)建，從而對(duì)這款智能除濕機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，下面通過(guò)了Visio軟件繪制了一個(gè)硬件結(jié)構(gòu)框圖，從這個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖中可以看出整個(gè)系統(tǒng)被劃分成了多個(gè)功能模塊，其中STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)部分最為重要，它是整個(gè)系統(tǒng)的控制部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能電路的控制。智能除濕器控制系統(tǒng)在對(duì)環(huán)境溫濕度兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)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(hào)送入微處理器。除濕功能通過(guò)圖中的風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)力進(jìn)行除濕，通過(guò)圖中的微處理器將控制信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)電路隨后驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)除濕。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度以及其他重要參數(shù)的顯示；報(bào)警輸出電路采用有源蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)當(dāng)濕度出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警。參數(shù)設(shè)置電路采用機(jī)械按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì)除濕濕度閥值的設(shè)置。