濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，空氣的濕度在各個(gè)方面的應(yīng)用也越加廣泛，且對(duì)空氣濕度的要求也越來越高了。本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心處理器，采用了DHT11濕敏電容數(shù)字式溫濕度傳感器在某特定環(huán)境下的濕度進(jìn)行收集，將采集的數(shù)據(jù)傳入單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后通過LED數(shù)碼管令采集到的濕度值進(jìn)行顯示，接著將所測(cè)量值與設(shè)置的濕度范圍進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所測(cè)得的環(huán)境濕度低于所設(shè)定的濕度范圍的下限值時(shí)，驅(qū)動(dòng)加濕器將會(huì)進(jìn)行加濕；如果所測(cè)得的環(huán)境濕度高于設(shè)定的濕度的范圍的上限值，驅(qū)動(dòng)電吹風(fēng)進(jìn)行工作使環(huán)境的濕度下降，以減少所在環(huán)境的濕度。1前百濕度是表示空氣潮濕程度的物理量，它主要是指設(shè)施內(nèi)空氣的相對(duì)濕度。在一定的溫度下在一定體積的空氣里所含有的水汽越少，則空氣越干燥；相反，水汽越多，則空氣越潮濕。人類的生產(chǎn)、生活等各種活動(dòng)與濕度有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)時(shí)最基本最常見的工藝指數(shù)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)自己的生存環(huán)境也越發(fā)關(guān)注，而且人體的舒適度和情緒都與空氣中溫濕度有直接的關(guān)系?，F(xiàn)如今，濕度控制系統(tǒng)的種類有很多種，而且它的實(shí)現(xiàn)方式有很多樣：可采取PLC、基于單片機(jī)和Labview語言等多種實(shí)現(xiàn)方式去體現(xiàn)它的功能。通過Labview語言和基于PLC來實(shí)現(xiàn)功能的方式雖然存在很多的優(yōu)勢(shì)。但基于我現(xiàn)在所了解的專業(yè)知識(shí)及對(duì)單片機(jī)的廣泛認(rèn)知度，采用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)更方便此設(shè)計(jì)。2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)此系統(tǒng)的硬件部分主要將由鍵盤控制、數(shù)字濕度采集模塊、報(bào)警電路、控制模塊、LED數(shù)碼管顯示電路等幾大模塊組成。系統(tǒng)通過數(shù)字濕度傳感器來采集特定環(huán)境下的濕度，并將所采集的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)中，將測(cè)量值與設(shè)置的濕度范圍進(jìn)行對(duì)比以此來控制環(huán)境的濕度。如圖2-1所示。

濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——O1 二——＞LED顯示模蒙—單片機(jī)—STC89C52=＞加程控制蟄操報(bào)雌路? =＞去源控制模塊圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2單片機(jī)STC89C52簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所選的是STC89C52單片機(jī)。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52單片機(jī)引腳圖如圖2-2所示。(T2)P1,0匚(TZEXjPtl匚P12CP13EP14匚(MOSI)P1.5C(MISO)F1.G(T2)P1,0匚(TZEXjPtl匚P12CP13EP14匚(MOSI)P1.5C(MISO)F1.G匚(SCK)F1.7匚RSTEiRX2，F(xiàn)3Q匚(TXD)P3J匚flNTD)P33匚:1yL戶33匚(TD)P3.4匚(T1)戶33匚-onnI-23456圖2-2?314?54D3G3837兜充343332引腳圖?

初2828VCCPCCi：A20>PC1JPC2<AD2)PC3FC4i：A34)PC￡(AD5)PC6PQ7(AD7)EAVPPALE-PROGP2ENP27iA15；P26(A14;P2￡i：A13]1 jiJA■r*濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)ClR1JRESEC.4P.U.4KEYILZFECEY.HANKEYPIOPWPllPCIF12P^2.F13ClR1JRESEC.4P.U.4KEYILZFECEY.HANKEYPIOPWPllPCIF12P^2.F13KjP3P54P15P05FltfPWFITP07P30RXDP20P31,TKDP21P31INT0P22P33IKT1P23P34.TDP24P35,T1P25P36XIP27EAVPPRDiPj-X2WRP找ALEPRDGRESETPEEKU1STCESC52二詠P27VCC丁34^-皿-蔡一鵬募一J5vcc

丁COM2■=■COM2■=■GXDCON2GNDGMD2.3 GMD2.3 濕度采集模塊圖2-3單片機(jī)電路模塊該系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求濕度測(cè)量范圍在30?80%RH之間，測(cè)濕精度在土5%RH,DHT11溫濕度傳感器,它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù),確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件,并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4

濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。2.3.3濕度測(cè)量電路VCCVCC步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間5ms左右,具體格式在下面說明，當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。由原理圖可得，濕度測(cè)量電路主要由溫濕度傳感器DHT11組成，如圖2-5所示。圖2-5濕度采集電路模塊電源模塊該模塊主要通過兩個(gè)10uf的電容及兩個(gè)104的二極管構(gòu)成的。濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-6電源模塊電路鍵盤及LED顯示8處只圖2-7顯示模塊電路圖2.5.2鍵盤模塊鍵盤電路采用獨(dú)立式按鍵接口設(shè)計(jì)，一共設(shè)置了3個(gè)按鍵，按鍵的作用分別是加、減、設(shè)置選項(xiàng)。除此之外，在復(fù)位電路中，還有一個(gè)復(fù)位鍵。鍵盤電路如圖2-8所示。濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-8鍵盤模塊電路圖報(bào)警電路模塊圖2-9報(bào)警電路原理圖濕度控制模塊在本設(shè)計(jì)中，濕度控制模塊和濕度檢測(cè)模塊一樣，是較為關(guān)鍵及重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。首先要完成單片機(jī)接收STC89C52檢測(cè)到由特定環(huán)境下濕度轉(zhuǎn)換而來的數(shù)字信號(hào)。接著在中斷響應(yīng)中，單片機(jī)要完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)字濾波、判斷是否越限、標(biāo)度轉(zhuǎn)換處理、繼續(xù)顯示當(dāng)前濕度、與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比、輸出控制信號(hào)等一些功能，該模塊主要實(shí)現(xiàn)加濕及除濕設(shè)備的控制?？刂颇K根據(jù)所測(cè)濕度的大小來控制所測(cè)環(huán)境的濕度。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)裝置來控制濕度，一個(gè)是超聲波加濕器另一個(gè)是電機(jī)小風(fēng)扇。一部分就是增加濕度的蒸汽機(jī)，也就是用來增加空氣濕度的加濕設(shè)備；另一部分就是降低濕度的的吹風(fēng)機(jī)，也就是用來減小空氣中的濕度含量，這兩個(gè)方面合起來共同實(shí)現(xiàn)空氣濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。去濕模塊當(dāng)所測(cè)濕度高于設(shè)定的濕度范圍的上限時(shí)，單片機(jī)就發(fā)出指令使電吹風(fēng)驅(qū)動(dòng)，然后使環(huán)境的濕度降低。在本設(shè)計(jì)中，濕度的的調(diào)節(jié)還可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)你按下JIAKEY鍵時(shí)，電機(jī)會(huì)加速運(yùn)轉(zhuǎn)；相反的，當(dāng)你按下JIANKEY鍵時(shí)，電機(jī)則會(huì)

濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)減速運(yùn)行；當(dāng)你按下ZFKEY鍵時(shí)，電機(jī)將停止運(yùn)行而不管濕度檢測(cè)信號(hào)。并且在此過程中，濕度檢測(cè)電路還會(huì)不斷的將濕度信號(hào)送入處理器中。同時(shí)當(dāng)前濕度值會(huì)通過數(shù)碼管顯示出來，但此時(shí)濕度檢測(cè)信號(hào)不會(huì)改變吹風(fēng)機(jī)的工作，直到滿足濕度在要求范圍內(nèi)的時(shí)候。如圖2-11所示為去濕電路模塊，主要采用了一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片L298。其引腳排列如圖2-10中所示。加濕模塊當(dāng)所測(cè)環(huán)境的濕度低于設(shè)定的濕度范圍下限值時(shí)，單片機(jī)就會(huì)發(fā)出一條指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)超聲波加濕器開始加濕。采用的是G5V-1繼電器。如電路圖2-12所示。TIASinR6U2DIODEPT^PTIASinR6U2DIODEPT^PGND圖2-11加濕模塊電路圖3軟件設(shè)計(jì)

濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件主要是采用C語言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，然后調(diào)用溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。主程序流程設(shè)計(jì)圖3-1圖3-1主程序流程圖圖3-1為該電路流程圖，X為STC89C52所采集到的濕度值，Y為控制的定值，即50%RH。DHT11的信號(hào)發(fā)送用戶主機(jī)（MCU）發(fā)送一次開始信號(hào)后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的數(shù)據(jù)，開觸發(fā)一次信采集。信號(hào)發(fā)送如圖所示。WD,圖3-2