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加湿器毕业论文.doc

发布时间：2022-06-26 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.97M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘要
    目录
    1.研究意义与功能介绍
    1.1 研究意义
    2.整体设计原理图
    2.1 硬件方案设计
    2.2 软件方案设计
    与最佳湿度值作比较
    3.整体设计方案
    4.理论依据
    4.1 输入模块
    将湿度传感器测量得到的模拟数据经过模数转换输入到单片计算机中，利用程序语句将此湿度参数和设定最合适的
    4.2 控制模块
    4.2.1 单片机概述
    4.2.2 各管脚功能图及说明
    4.2.3 所选取单片机的优势
    4.3 安全监测模块
    4.4 输出模块
    5.硬件基础
    5.1 湿度传感器
    5.2 开关电路
    5.3 水位传感器
    5.4 声光报警器
    5.5 光电耦合器
    5.6 显示屏
    6.软件设计
    6.1 D/A转换
    6.2 系统软件
    6.3 C51相关应用
    7.总结
    参考文献
    附录
    致谢
    潍坊科技学院 本科毕业设计（论文） 题 目 基于单片机的智能加湿器设计 院（系）中印计算机软件学院专业电子信息科学与技术 学 号 201101840207 学生姓名 指导教师 苏道春 起讫日期 2015.01.11----2015.06.06 设计地点 中印计算机软件学院
    摘要 我国由于所处地理环境的影响，大范围地区属于温带大陆性气候，冬季天气 寒冷干燥的北方地区，尤其是在采暖季，家里的暖气开放时，室内空气相当干燥， 因而对呼吸道的健康有一定影响。造成感冒流行，咽喉炎症多发，皮肤缺水，手 脚干裂以至于产生小口等。适当地在冬季升高室内湿度可以有效的防止这些情况 情况的发生。因此在日常生活中加湿器受到了广大消费者的青睐，从而得到了广 泛的应用，但现有的加湿器全部通过手动控制开闭需要，并且不具备检测的功能， 在对室内空气的湿度监测环节中，人们不可避免的存在在使用过程中湿或干过多 的潜在问题。不仅给室内空气质量满意度造成负面影响并且还存在一系列潜在的 安全隐患。因此，开发和设计以优惠的价格，可以低功耗，具有自动控制加湿器 的功能是非常必要的。 普通加湿器只是机械地连续加湿，而在现代生产生活和社会需要，空气湿度 不断增长的需求的重要性越来越高，如果湿度不能满足消费者的最基本的要求， 会造成不同程度的不良后果。在居家生活中，空气太湿太干燥不适合：易干撒细 菌和病毒;过湿，容易引起霉菌。因此，我们选择自动加湿器有效地控制湿度值， 当环境湿度值低，自动加湿，当达到设定最合适的湿度加湿停止，始终把环境湿 度控制在最舒适的状态的设计，是灵活的，有效的和健康的加湿。 我们设计的自动加湿器采用智能控制，主要用 AT89S51 为核心芯片，外置 系列辅助外围电路，通过实施加湿器防止干燥，声光报警器，智能开启和关闭功 能，执行智能加湿的效果。智能控制空气湿度的作用很大，使人们的生活更加舒 适，提高了生活质量。目前在市场上仍然不具有相同功能的加湿器，并且此加湿 器便宜，所以市场前景广阔。适用于家庭，汽车，办公室会议室等小地方。 关键词：AT89S51 单片机，智能控制，声光报警，辅助电路。 I
    Abstract The majority of our region has a temperate continental climate, dry weather in northern winter, especially in the heating season, when home heating open, indoor air is quite dry, and thus have an impact on the respiratory health. It causes cold-prone, throat inflammation, chapped hands and feet produce small vent. Properly raised in the winter indoor humidity can effectively prevent the occurrence of these cases cases. Therefore, in everyday life humidifier by the general public of all ages, resulting in a wide range of applications, but the existing humidifiers are required to manually control the opening and closing and do not have indoor air humidity monitoring function, people in the course of the presence of excessive humidity and dry the problem, not only adversely impact indoor air comfort and there is also a range of potential security risks. Therefore the development of the design of a low cost, low power consumption, the humidifier with automatic control function is particularly necessary. Conventional humidifier humidification simply continued, and in the modern industrial production and scientific experiments, emphasis on increasing air humidity, requiring higher and higher, if the humidity does not meet the requirements will result in varying degrees of adverse consequences . In the home life, the air is too dry too wet are also unsuitable: too dry, easy to breed bacteria and viruses spread; too wet, easy to breed mold. Therefore, we chose the automatic humidifier designed to effectively control the humidity, when the ambient humidity is low the humidifier, set the humidity reaches stop humidification, humidity control always put in the appropriate state, so intelligent, effective and humidification healthy. Automatic Humidifier We designed intelligent control to AT89S51 microcontroller core, external auxiliary circuit by implementing humidifier anti-dry, sound and light alarm, intelligent opening and closing function basically humidifier intelligent. Intelligent control function of air humidity, greatly facilitate people's lives, improve the quality of life. Currently on the market there is no equivalent function have a humidifier, humidifier and low cost, so the market prospect is broad. Suitable for home, car, office conference rooms and other small places. Key word：AT89S51 microcontroller ； Intelligent Control ； Audible alarm； Auxiliary circuit.. II
    目录 1.研究意义与功能介绍................................................................................................ 1 1.1 研究意义........................................................................................................ 1 1.2 功能介绍 .................................................................................................... 2 2.整体设计原理图........................................................................................................ 2 2.1 硬件方案设计................................................................................................ 2 2.2 软件方案设计................................................................................................ 3 3.整体设计方案............................................................................................................ 3 4.理论依据.................................................................................................................... 4 4.1 输入模块........................................................................................................ 4 4.2 控制模块........................................................................................................ 5 4.2.1 单片机概述......................................................................................... 6 4.2.2 各管脚功能图及说明......................................................................... 7 4.2.3 所选取单片机的优势....................................................................... 10 4.3 安全监测模块.............................................................................................. 10 4.4 输出模块.......................................................................................................11 5.硬件基础...................................................................................................................11 5.1 湿度传感器...................................................................................................11 5.2 开关电路...................................................................................................... 12 5.3 水位传感器.................................................................................................. 13 5.4 声光报警器.................................................................................................. 13 5.5 光电耦合器.................................................................................................. 14 5.6 显示屏.......................................................................................................... 15 6.软件设计.................................................................................................................. 15 6.1 D/A 转换........................................................................................................16 6.2 系统软件...................................................................................................... 17 6.3 C51 相关应用................................................................................................19 7.总结.......................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献..................................................................................................................... 25 附录............................................................................................................................. 25 致谢............................................................................................................................. 31 III
    1.研究意义与功能介绍 1.1 研究意义 冬天天气干燥,特别是在北方供暖季节,当家庭取暖时，室内空气相当干燥， 对呼吸道的健康有一定影响。适当地升高室内湿度对健康有良好意义。因此在日 常居家生活中加湿器得到了广泛的应用，但现有的增湿器需要手动控制开关，使 用极不方便。并且没有室内空气湿度监测功能,有许多潜在问题如过度干燥,湿度 太大等，在使用过程中,不仅对室内空气舒适度有负面影响而且还可能引发一系 列的安全隐患。因此开发设计一种成本低廉、更能方便消费者生活的加湿器显得 尤为必要。 目前市面上常见的加湿器有以下三种工作方式： 1.热湿式:这个加湿器工作原理和过程相对简单，利用水的汽化原理使水变 为蒸汽然后以水分子的形式散发到室内，从而达到加湿室内空气的目的。它的原 理决定了产生的水蒸气不管是在垂直高度上还是水平广度上，最大化的普及到了 加湿范围。这类加湿器的优点是纯净度极高，是一种及其健康的无菌加湿方式。 其主要缺点是耗电量大，并且安全性没有保障、加热器上容易结垢不方便人们使 用后清理。 2.超声波加湿类型：超声波是一种机械波，是一种在纵向方向传播的对象。 其频率不在人类所能感知的频率区间内，超出了人耳可听到的频率范围。超声波 加湿器的工作原理是利用能量转换器，通过能量转换将从电源得到的电能转化为 机械的能量，用这种机械能作用在水中，使其水雾化，之后水雾散发到空气中， 水分子作用于空气，以这种方式达到加湿空气的目的。这种类型的加湿器的主要 优点是，因为换能器和能量的高效率转换，此加湿器的功耗低，就算是整个夜间 也用不了太多的电力，更加节能省电力。但这种加湿器加湿范围有限，只能在较 小空间范围内使用。一般只适合小居室使用，而且这种加湿器的清理很频繁，一 般每四五天就需要完成一次维护清理工作，如果清洗不到位，加之水质不好，会 不利人体健康。 3.加湿风扇：这种加湿器的特点是加湿器内部采用低噪音风扇进行加湿，它 1
    的工作原理是提前使用超吸水性物品吸收足够的水分，让内部风扇不断强制循环 空气流动的同时带走其中的水分，水分子渗进空气，这种方法无噪音干扰，加湿 量大，这样一来加湿过程是比较纯粹的，它的主要优点是可节约用电和起到部分 净化空气的效果。缺点是必须采用高品质的风扇机器，所以零件成本价格较高， 并且它需要一定的复杂的维护过程。 1.2 功能介绍 常规加湿器只是机械地持续加湿，而在越来越发达的人类生产生活中，人们 对环境的高标准追求强调增加空气湿度,消费者对空气湿度这个系数的需求越来 越高,如果湿度不符合要求,将不同程度的不利身体健康。因此,我们选择自动加 湿器的设计和实现有效控制湿度,先设置好一个最佳湿度值,将室内当下的环境 湿度值与最佳湿度值做对比，湿度低时自动加湿,达到此最佳湿度值时停止加湿。 总是灵敏,高效、健康的加湿过程，并且一直将湿度控制在最佳状态。目前市场 上的加湿器并没有自动加湿的特性,与同类产品相比在市场占有率上有更高的优 势，因此将有广阔的市场前景和巨大的开发价值。 传统加湿器只有简单持续的加湿功能,没有智能控制空气湿度的功能。自动 加湿器的设计,满足了人们对环境舒适度的高标准需求，大大方便了人们的生活, 提高了生活质量。目前市场上没有等效于这样的加湿器,此加湿器的开发成本低, 能耗低,所以市场前景是广阔的。广泛适合用于家庭、汽车、办公会议室和其它 小地方。 本款加湿器在综合分析上述加湿器利弊的基础上，采用智能控制，由 AT89S51 为核心，外接辅助电路，应用声光报警器，通过实现加湿防干烧，智能 开启和关闭，以及室内湿度显示的基本功能，实现了智能加湿器的开发设计。 2.整体设计原理图 室内湿度测量仪，包括硬件设计和软件设计的整体设计方案。 2.1 硬件方案设计 硬件设计以微控制器为核心处理器，外接外围电路、声光报警装置、电源、 2
    湿度采集测量电路、LCD 显示屏组成。 硬件设计方案如图 1 所示: 声光报警器 湿度传感器 单片机 LCD 显示屏 电源 图 1 硬件组成图 2.2 软件方案设计 如图 2 所示： 定时器 T0、 T1 初始化 LCD1602 初始化 HS1101 采集湿度值 D 输出湿度值 D 与最佳湿度值作比较 图 2 软件设计流程图 3.整体设计方案 智能加湿器由加湿模块、报警模块、自动断电模块、输出显示模块四个模块 3
    构成。 根据设计要求初步确定了系统的总体方案，此系统由湿度传感器、AT89S51 核心单片机，水位传感器，1602 LCD 液晶显示屏，声光报警器，以及光电开关 组件的耦合部分组成。湿度传感器采集当下所处环境室内空气的湿度参数，并将 采集的湿度参数传送至该系统的核心模块单片机。单片机对这个采集到的数据加 以分析处理，并结合室内既定的预先设定的湿度要求参数来控制加湿器开关电路 的的开启和闭合。另外，使用可以监测水位的水位传感器和具有监测功能的声光 报警装置，整个运行过程中微控制器都由水位声光报警装置控制，以避免不必要 的安全风险因素。 首先由核心单片机向湿度传感器发出读取控制信号，之后湿度传感器接受单 片机的命令做出响应，单片机等湿度传感器完成对空气湿度参数的采集后，将从 湿度传感器接收得到的湿度信息通过模数转换进行 A\D 处理并存储为可被计算 机识别的数字信号，之后经软件程序与原先预设定的最佳湿度参数值比较分析， 输出相应的高，低电平信号给继电器电路，用以控制加湿器开关电路的导通和开 路。最后在输出模块通过 1602LCD 液晶显示屏显示当下的湿度值。此外，该系统 在运行中还有其他特殊控制信号的过程。 4.理论依据 4.1 输入模块 传感器的精度是一种根据与测量值成一定关系，易于使用某种物理测量仪器 所测得，用于满足与所述系统相应信息传输，显示，存储，记录和控制要求的对 应关系的某些标准。 在本模块中，使用 HS1101 湿度传感器完成湿度检测的设计。HS1101 是形成 电容的聚合物膜。由于空气的湿度会影响介电系数，介电常数随着空气湿度的变 化而变化，所以只要测量电容 C 的值，便可反推出空气的介电系数这一常量，从 而环境的相对湿度就可以得到。在本设计中引用 HS1101 主要测试室内的湿度值。 以控制湿度测试 point.combined 的方法，该切片是通过使用 CD4051 选定的控制 方式来实现的。湿度传感器 HS1101 又名电容式湿度传感器，是法国 Humirel 公 4
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