王先锋 基于51单片机的空气智能加湿器设计

三门峡职业技术学院

信息工程系

毕

业

设

计

论

文

毕业设计题目：基于51单片机的空气智能加湿器设计专业：计算机应用技术（嵌入式方向）

年级：09 级

学号：0904040122

姓名：王先锋

指导老师：刘丰年

摘要

在日常生活中加湿器得到了广泛的应用，但是现有的加湿器都需要手工控制开启和关闭并且不具备对室内空气温湿度的监测，人们在使用过程中存在过度加湿和干烧的问题，不仅给室内空气舒适度造成负面影响并且还存在安全隐患。因此开发设计一种价格低廉、功耗低、具有自动控制功能的加湿器显得尤为必要。本设计采用智能控制，以AT89C51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能基本实现加湿器的智能化。

关键词：单片机、智能、加湿器、相对湿度、传感器

目录

摘要-------------------------------------------------------------- 1目录-------------------------------------------------------------- 2第一章任务来源意义及目的------------------------------------------- 3第二章设计方案---------------------------------------------------- 4

2.1 总体设计---------------------------------------------------- 4

2.2 实现方式---------------------------------------------------- 4

2.3 理论基础---------------------------------------------------- 5

2.3.1 单片机---------------------------------------------------- 5

2.3.2 DS18B20传感器--------------------------------------------- 5

2.3.3 1602LCD液晶显示屏----------------------------------------- 6第三章硬件设计---------------------------------------------------- 8

3.1 设计方案---------------------------------------------------- 8

3.2 电路图------------------------------------------------------ 8

3.3 信号分析---------------------------------------------------- 9

3.4 功能描述---------------------------------------------------- 9

3.5 复位电路---------------------------------------------------- 9

3.6液位定位及光电开关------------------------------------------ 10

3.7 1602显示屏------------------------------------------------- 10

3.8 DS18B20温度传感器------------------------------------------ 11 第四章软件设计--------------------------------------------------- 11

4.1整体设计及说明---------------------------------------------- 11

4.2 DS18B20流程设计-------------------------------------------- 13

4.3 1602字符型LCD流程设计------------------------------------- 15 第五章系统调试--------------------------------------------------- 17 第六章总结------------------------------------------------------- 18 参考文献----------------------------------------------------------- 19 致谢------------------------------------------------------------- 20 附录一 LCD控制及显示子程序--------------------------------------- 21

第一章任务来源意义及目的

在日常生活中加湿器得到了广泛的应用，但是现有的加湿器都需要手工控制开启和关闭并且不具备对室内空气温湿度的监测，人们在使用过程中存在过度加湿和干烧的问题，不仅给室内空气舒适度造成负面影响并且还存在安全隐患。因此开发设计一种价格低廉、功耗低、具有自动控制功能的加湿器显得尤为必要。

本设计采用智能控制，以AT89C51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能基本实现加湿器的智能化。

第二章 设计方案

2.1 总体设计 智能加湿器需满足以下要求：

1)相对湿度低于40％时自动加湿；

2)用户可以设置系统温湿度报警值；

3)由5V 稳压直流电源供电，提供温湿度调节控制信号，实现自动控制；

4)检测得到的数据可以通过显示模块显示。

硬件设计不仅要满足系统需求，还要满足功能和外形尺寸要求。

根据设计要求确定了系统的总体方案，包系统由两个DS18B20温度传感器一个水位传感器、单片机、1602LCD 液晶显示屏、声光报警器、以及一个光电耦合开关等部分组成。系统功能原理图如图1-1所示，两个温度传感器分别采集室内空气的干湿球温度，并将采集的温度传送至单片机。单片机对这两个数据加以处理并结合室内湿度要求参数控制加湿器的开启和闭合。另外，水位传感器还能监测水位，单片机根据水位高低控制声光报警装置。自动加湿器包括加湿模块、报警模块、自动断电模块。

图1-1 自动加湿器功能原理图 2.2 实现方式

要达到自动加湿器功能要做好硬件和软件设计和调试三个方面的工作。首先硬件方面，通过合理的设计单片机管脚及其他外围电路的链接，使之既有I/O 口的功能，又有控制型号的功能。由于时间仓促，没有找到合适的水位传感器，在开发过程中利用三个按钮开关代替水位传感器分别代表高、中、低水位，而加湿器开关则由一发光二级管代替，在方正过程中更容易观察系统开发效果。这方面的内容详见硬件设计部分内容。其次软件方面，通过合理设计软件的结构和安单片机

温度传感器1

温度传感器2 1602LCD 显示屏

水位传感器 加湿器开关 声光报警器