智能除湿机控制系统设计

智能除湿机控制系统设计

　　摘要本课题将在国内外现有的发展基础上，对目前市面上大多数智能除湿机系统产品的资料进行查阅后，制订了一系列适合于本课题的预期实现目标，并最终成功设计出一款智能除湿机控制系统，选用了中低端定位的微型处理器芯片STC89C51单片机来作为主控核心，并结合LCD1602点阵屏幕、DHT11温湿度测量器、有源蜂鸣器和直流风机等一系列高性能元器件，设计出一款能够实现对周围环境温度湿度高精度检测、湿度超标时自动启动风机进行除湿的智能除湿机系统，与此同时用户还可以能够灵活的对液晶显示器的亮度进行调节。本课题考虑到为了实现较高的性价比参数，尽量选用了能够满足本课题需求的STC89C51单片机芯片，并对一些市面上常用的并且资料丰富的高性价比元器件进行了选购，经过了一系列的软硬件系统设计后，成功实现了一款工作性能稳定并且具有高性价比的智能除湿机系统，非常适合推向市面上进行推广。目录

　　一、引言1

　　（一）智能除湿机的发展背景1

　　（二）智能除湿机的国内外发展现状1

　　（三）本文主要研究内容2

　　二、智能除湿机的方案设计3

　　三、系统硬件设计4

　　（一）智能除湿机主控电路设计4

　　（二）环境温湿度采集电路设计5

　　（三）湿度过高报警电路设计6

　　（四）液晶屏显示电路设计7

　　（五）除湿风机驱动电路设计8

　　（六）按键电路设计9

　　四、系统软件设计11

　　（一）智能除湿机的主程序的设计11

　　（二）检测温湿度子程序的设计11

　　（三）湿度过高报警子程序的设计12

　　（四）液晶驱动子程序的设计13

　　（五）直流风机控制子程序的设计13

　　五、实物安装与调试15

　　（一）实物安装15

　　（二）实物调试17

　　结束语21

　　参考文献22

　　致谢23

　　附录一原理图24

　　附录二PCB图25

　　附录三元件列表26

　　附录四实物图27

　　附录五程序35

　　引言

　　智能除湿机的发展背景

　　所谓的智能除湿机系统，在硬件电路设计方面采用的是STC89C51单片机作为核心部分，在其片外结合了LCD1602液晶显示屏、DHT11传感器、有源蜂鸣器和高速直流风机等功能器件并构建出稳定的驱动电路，通过单片机等微处理器的驱动实现这些功能电路的工作，在软件系统方面通过C语言构建程序代码，通过机器语言的转换，实现对微处理器的控制，最终实现对各个功能电路的控制，从而完成对系统参数的显示、高性能的温湿度检测、产生报警和PWM波输出等功能。本课题将要设计的是一款能够实现对参数的高清晰显示、高性能的温湿度检测、发送报警和直流风机控制等功能的单片机控制系统，这款系统的实现借助了STC89C51单片机系统开发平台以及C语言程序代码，通过这两者的相互结合，实现了对系统内部各个功能模块的驱动，从而实现高效有序的工作结果，这款智能除湿机系统的实现是对大学期间所学专业知识的一次综合总结。在智能除湿机系统的发展背景中我们可以看到以模拟电路占主要比例的传统型和数字电路占主导地位的智能型两种，其中传统型智能除湿机系统的内部电路外观非常复杂，大量的电阻电容以及半导体器件直接裸露在外部，通过这些规模庞大的器件的工作，能够实现一些从简单到复杂的功能，这种系统的优点在当前发展现状下已经变得越来越不明显，正在逐渐退出历史舞台。而智能型的智能除湿机系统内部电路则使用了大量的集成式数字芯片，通常一片微小体积的硅片内部集成了海量的电阻电容以及半导体器件，这些电路被高密度集成后，外部的环境因素不容易对其造成性能方面的干扰，同时性能也不会随着时间而发生下降，因此智能型智能除湿机系统越来越受到人们的青睐。本课题设计的这款智能除湿机系统采用的是STC89C51单片机来作为主控，STC89C51单片机是一种具有较高处理速度的微型处理器，在大学期间已经对它进行了非常系统的学习，将其作为本课题的主控器件，能够较为轻松的实现各项功能。

　　智能除湿机的国内外发展现状

　　智能除湿机系统目前在国内外的发展现状可以通过与这类系统有关的产品来进行反映，目前市面上的智能除湿机系统相关产品大致可以分为高中档和低档等层次，这种分类方法主要是通过这些产品所能够表现出来的最大性能来进行划分的，由于具备高端性能的智能除湿机系统产品的内部往往采用了高性能的微处理器和精密芯片来实现，这些芯片目前还只能依靠进口来获得，国内尚且没有掌握核心研发技术，而欧美国家目前不但掌握了与之相关的高性能芯片的研发技术，而且能够独立的通过这些芯片的搭建，配备高效的算法流程实现高端性能的智能除湿机系统，所以国内的研发团队还有一段很长的路要走。

　　本文主要研究内容

　　本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的智能除湿机系统，经过了多项测试这款智能除湿机系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数智能除湿机系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在智能除湿机系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款智能除湿机系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接合并，实现总体功能的统一。

　　智能除湿机的方案设计

　　为了能够更为清晰的阐述这个系统在内部结构框架方面的构建，从而对这款智能除湿机系统的整体设计方案进行设计，下面通过了Visio软件绘制了一个硬件结构框图，从这个系统结构框图中可以看出整个系统被划分成了多个功能模块，其中STC89C51单片机最小系统部分最为重要，它是整个系统的控制部分，实现对各个功能电路的控制。智能除湿器控制系统在对环境温湿度两项参数进行检测时采用图中的温湿度传感器模块，DHT11传感器将温湿度数据转换为数字信号送入微处理器。除湿功能通过图中的风机输出风力进行除湿，通过图中的微处理器将控制信号送入驱动电路随后驱动风机实现除湿。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模块，实现对温湿度以及其他重要参数的显示；报警输出电路采用有源蜂鸣器，实现当湿度出现异常时进行报警。参数设置电路采用机械按键，实现对除湿湿度阀值的设置。