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基于STC15单片机的智能加湿器设计方案.doc
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基于STC15单片机的智能加湿器设计方案.doc
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STC 宏晶杯单片机设计大赛
基于 STC15 单片机的智能加湿器设计
目 录
摘 要 .............................................................................................................................I
1 绪论 ..........................................................................................................................1
1.1 选题背景和意义 ...........................................................................................1
1.2 发展现状及前景 ...........................................................................................1
1.3 设计任务 .......................................................................................................2
2 系统硬件设计 ..........................................................................................................3
2.1 总体设计 .......................................................................................................3
2.2 单片机模块 ...................................................................................................4
2.2.1 单片机介绍 ........................................................................................4
2.2.2 单片机的特点 ....................................................................................5
2.2.3 单片机最小系统 ................................................................................6
2.3 传感器模块 ...................................................................................................8
2.3.1 温湿度传感器选择方案 ....................................................................8
2.3.2 DHT11 数字温湿度传感器 ................................................................9
2.3.3 传感器电路 ......................................................................................12
2.4 液晶显示模块 .............................................................................................13
2.4.1 显示器的设计方案 ..........................................................................13
2.4.2 1602 字符型液晶显示屏 ..................................................................13
2.4.3 1602LCD 电路 ..................................................................................16
2.5 报警电路模块 .............................................................................................16
2.6 按键模块 .....................................................................................................17
2.6.1 输入设计方案 ..................................................................................17
2.6.2 按键电路 ..........................................................................................18
2.7 系统电路工作原理 .....................................................................................19
3 系统软件设计 ........................................................................................................20
3.1 主程序设计 .................................................................................................20
3.2 温湿度检测控制模块设计 .........................................................................21
3.3 液晶显示模块设计 .....................................................................................22
4 系统调试与分析 ....................................................................................................23
4.1 软件调试 .....................................................................................................23
4.2 程序调试 .....................................................................................................25
4.2.1 KEIL 软件简介 .................................................................................25
4.2.2 调试过程 ..........................................................................................25
4.3 调试分析 .....................................................................................................26
总结 ............................................................................................................................28
基于单片机的智能加湿器设计
摘 要
目前在我们的日常生活中,加湿器被应用到很多领域,可是市场上大多数
的加湿器都需要通过手动来控制加湿器的开启和关闭,而且不能对空气中的的
温湿度进行实时且精确的监测,使得人们在使用加湿器的过程中出现一些意想
不到的问题,如对空气过度加湿,过多的空气湿度就会对人体健康造成负面影
响;加湿器工作时出现干烧的情况还会给我们带来安全隐患。因此在现有加湿
器的基础上开发出一种具有智能控制功能的加湿器显得尤其必要。
本次设计以 STC15W4K58S4 单片机与温湿度传感器为系统的设计核心,运
用温湿度传感器 DHT11 对空气中的温湿度信号进行采集,并利用它处理信号的
功能,将采集到的温湿度信号转换成数字信号,再通过单片机的可编程能力对
该数字信号进行分析与处理,将处理后的数据通过 1602 液晶显示屏显示出来,
实现对空气中的相对湿度的实时显示功能,同时单片机也能够智能控制加湿器
的工作状态,以达到自动控制加湿器的目的。该系统的设计电路简单,检测数
据的精度高,且具有较高的可靠性。
关键词:
加湿器;STC15W4K58S4 单片机;温湿度传感器 DHT11;1602 液晶显示屏
1 绪论
目前加湿器被普遍应用于很多领域,随着科学技术的发展与进步,温湿度
检测技术趋于成熟,以温湿度检测技术为设计核心的加湿器也朝着小型化、低
功耗和智能化方向发展
[1]
。单片机以较高的集成度和稳定的性能,使其在智能
加湿器的设计方面具备更加显著的优势。
1.1 选题背景和意义
随着经济的快速发展,人们的生活水平也逐渐提高,伴随着的是生活环境
与工作环境的质量渐渐被人们重视起来。当空气中的湿度没有达到一定的湿度
值时,会给我们的日常生活和工作带来负面影响。如果我们长期生活在干燥的
空气环境中,人体的舒适度值会降到很低,甚至会对我们的身体健康带来许多
未知的隐患;当我们在工作的时候还会提高产品的不良率从而降低生产产品的
速度,引起各式各样的不良影响,此时加湿器就显得尤为重要,我们可以通过
使用加湿器来有效地增加室内空气中的湿度,湿润干燥的空气。
调节室内湿度的方法有很多,我们可以在室内洒水或者放置水族箱,但是
这种调节空气湿度的方式是十分缓慢的,而且我们无法控制它的影响程度。如
果加湿的程度过大,也会对人体造成不好的影响,如今大多数的家庭和公司都
是应用加湿器来对空气加湿。
本次设计基于单片机技术,对智能加湿器的部分功能实施进一步的改动,
使其可以根据用户的个人需求进行调节,而且拥有智能控制功能,其能够根据
传感器检测到的实时湿度自动控制加湿器的工作状态。在本设计中,加湿器的
智能控制能力得到了加强,完全可以满足用户对产品的简单要求,在产品开发
方面具有十分重要的意义。
1.2 发展现状及前景
智能加湿行业在我国发展了将近 20 年,通过这些年空气质量概念的普及和
人们对身体健康意识的提高,加湿器的功能和作用也渐渐被人们所了解,并逐
渐被人们接受和青睐。可是,由于加湿器这一新兴行业在我国发展的比较晚,
它相应的一些产品质量标准没有得到规范化,这为广大用户在选择上带来了一
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