智能除濕機控制系統設計

智能除濕機控制系統設計

　　摘要本課題將在國內外現有的發展基礎上，對目前市面上大多數智能除濕機系統產品的資料進行查閱后，制訂了一系列適合于本課題的預期實現目標，并最終成功設計出一款智能除濕機控制系統，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，并結合LCD1602點陣屏幕、DHT11溫濕度測量器、有源蜂鳴器和直流風機等一系列高性能元器件，設計出一款能夠實現對周圍環境溫度濕度高精度檢測、濕度超標時自動啟動風機進行除濕的智能除濕機系統，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節。本課題考慮到為了實現較高的性價比參數，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，經過了一系列的軟硬件系統設計后，成功實現了一款工作性能穩定并且具有高性價比的智能除濕機系統，非常適合推向市面上進行推廣。目錄

　　一、引言1

　　（一）智能除濕機的發展背景1

　　（二）智能除濕機的國內外發展現狀1

　　（三）本文主要研究內容2

　　二、智能除濕機的方案設計3

　　三、系統硬件設計4

　　（一）智能除濕機主控電路設計4

　　（二）環境溫濕度采集電路設計5

　　（三）濕度過高報警電路設計6

　　（四）液晶屏顯示電路設計7

　　（五）除濕風機驅動電路設計8

　　（六）按鍵電路設計9

　　四、系統軟件設計11

　　（一）智能除濕機的主程序的設計11

　　（二）檢測溫濕度子程序的設計11

　　（三）濕度過高報警子程序的設計12

　　（四）液晶驅動子程序的設計13

　　（五）直流風機控制子程序的設計13

　　五、實物安裝與調試15

　　（一）實物安裝15

　　（二）實物調試17

　　結束語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

　　智能除濕機的發展背景

　　所謂的智能除濕機系統，在硬件電路設計方面采用的是STC89C51單片機作為核心部分，在其片外結合了LCD1602液晶顯示屏、DHT11傳感器、有源蜂鳴器和高速直流風機等功能器件并構建出穩定的驅動電路，通過單片機等微處理器的驅動實現這些功能電路的工作，在軟件系統方面通過C語言構建程序代碼，通過機器語言的轉換，實現對微處理器的控制，最終實現對各個功能電路的控制，從而完成對系統參數的顯示、高性能的溫濕度檢測、產生報警和PWM波輸出等功能。本課題將要設計的是一款能夠實現對參數的高清晰顯示、高性能的溫濕度檢測、發送報警和直流風機控制等功能的單片機控制系統，這款系統的實現借助了STC89C51單片機系統開發平臺以及C語言程序代碼，通過這兩者的相互結合，實現了對系統內部各個功能模塊的驅動，從而實現高效有序的工作結果，這款智能除濕機系統的實現是對大學期間所學專業知識的一次綜合總結。在智能除濕機系統的發展背景中我們可以看到以模擬電路占主要比例的傳統型和數字電路占主導地位的智能型兩種，其中傳統型智能除濕機系統的內部電路外觀非常復雜，大量的電阻電容以及半導體器件直接裸露在外部，通過這些規模龐大的器件的工作，能夠實現一些從簡單到復雜的功能，這種系統的優點在當前發展現狀下已經變得越來越不明顯，正在逐漸退出歷史舞臺。而智能型的智能除濕機系統內部電路則使用了大量的集成式數字芯片，通常一片微小體積的硅片內部集成了海量的電阻電容以及半導體器件，這些電路被高密度集成后，外部的環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生下降，因此智能型智能除濕機系統越來越受到人們的青睞。本課題設計的這款智能除濕機系統采用的是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，在大學期間已經對它進行了非常系統的學習，將其作為本課題的主控器件，能夠較為輕松的實現各項功能。

　　智能除濕機的國內外發展現狀

　　智能除濕機系統目前在國內外的發展現狀可以通過與這類系統有關的產品來進行反映，目前市面上的智能除濕機系統相關產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品所能夠表現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產品的內部往往采用了高性能的微處理器和精密芯片來實現，這些芯片目前還只能依靠進口來獲得，國內尚且沒有掌握核心研發技術，而歐美國家目前不但掌握了與之相關的高性能芯片的研發技術，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高端性能的智能除濕機系統，所以國內的研發團隊還有一段很長的路要走。

　　本文主要研究內容

　　本課題的主要內容是成功實現了一款具有多項智能功能的智能除濕機系統，經過了多項測試這款智能除濕機系統表現出了非常高的穩定性和實用性，結合當前市面上的大多數智能除濕機系統產品來看，本文設計的這款系統具備了多項優秀特點，超出了大多數產品的平均性能，在設計方法方面本課題首先將這種控制系統的研發歷史進行了詳細的查閱，對一些優秀的功能設計方法進行總結并且將其應用到本課題中，隨后在智能除濕機系統的發展現狀基礎上提出了本課題將要實現的預期功能指標。接著對這款智能除濕機系統的硬件電路和軟件系統進行了詳細的設計，將整個控制系統劃分成多個功能模塊，從而分別進行設計，最終將各個模塊進行連接合并，實現總體功能的統一。

　　智能除濕機的方案設計

　　為了能夠更為清晰的闡述這個系統在內部結構框架方面的構建，從而對這款智能除濕機系統的整體設計方案進行設計，下面通過了Visio軟件繪制了一個硬件結構框圖，從這個系統結構框圖中可以看出整個系統被劃分成了多個功能模塊，其中STC89C51單片機最小系統部分最為重要，它是整個系統的控制部分，實現對各個功能電路的控制。智能除濕器控制系統在對環境溫濕度兩項參數進行檢測時采用圖中的溫濕度傳感器模塊，DHT11傳感器將溫濕度數據轉換為數字信號送入微處理器。除濕功能通過圖中的風機輸出風力進行除濕，通過圖中的微處理器將控制信號送入驅動電路隨后驅動風機實現除濕。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模塊，實現對溫濕度以及其他重要參數的顯示；報警輸出電路采用有源蜂鳴器，實現當濕度出現異常時進行報警。參數設置電路采用機械按鍵，實現對除濕濕度閥值的設置。