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)周圍環(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

　?。ǘ┲悄艹凉駲C(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1

　?。ㄈ┍疚闹饕芯?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

　?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C(jī)主控電路設(shè)計(jì)4

　?。ǘ┉h(huán)境溫濕度采集電路設(shè)計(jì)5

　?。ㄈ穸冗^(guò)高報(bào)警電路設(shè)計(jì)6

　?。ㄋ模┮壕溜@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

　?。ㄒ唬┲悄艹凉駲C(jī)的主程序的設(shè)計(jì)11

　?。ǘz測(cè)溫濕度子程序的設(shè)計(jì)11

　?。ㄈ穸冗^(guò)高報(bào)警子程序的設(shè)計(jì)12

　?。ㄋ模┮壕?qū)動(dòng)子程序的設(shè)計(jì)13

　?。ㄎ澹┲绷黠L(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

　?。ㄒ唬?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。