基于单片机的智能加湿器设计毕业设计

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毕 业 设 计

题目 基于单片机的智能加湿器设计

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毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成

果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名： 日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名： 指导教师签名：

日期： 日期：

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注 意 事 项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

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目 录

摘 要 ..................................................................... 2 Abstract .................................................................. 2 第1章 绪论 ............................................................... 1 1.1 智能加湿器的选题背景和意义 ........................................ 1 1.2 智能加湿器市场发展现状及前景 ...................................... 1 1.3 设计任务内务 ...................................................... 2 第2章 系统硬件设计 ....................................................... 3

2.1 系统设计思路 ...................................................... 3 2.2 单片机最小系统模块 ................................................ 4

2.2.1单片机介绍 ................................................... 4 2.2.2 单片机最小系统 ............................................... 7 2.3 传感器部分 ..................................................... 8 2.3.1 DHT11数字温湿度传感器 简介 .................................. 8 2.3.2 传感器电路 .................................................. 11 2.4 液晶显示部分 .................................................. 12 2.4.1 1602字符型液晶显示屏 简介 .................................. 12 2.4.2 1602LCD电路 ................................................ 14 2.2.4 键盘部分 .................................................... 16 2.3 系统电路工作原理 ................................................. 17 第3章 系统软件设计 ...................................................... 18 3.1 主程序设计 ....................................................... 18 3.2 湿度检测控制模块设计 ............................................. 19

3.3 液晶显示模块 ..................................................... 20 第4章 仿真和实物制作 .................................................... 22

4.1 仿真 ............................................................. 22 4.2 实物制作 ......................................................... 25 4.2.1硬件焊接 ........................................................ 25 4.2.2硬件问题及解决办法 .............................................. 26

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第5章 设计总结 .......................................................... 32 参考文献 ................................................................. 34 致 谢 ................................................................... 36

附录Ⅰ 任务书 ........................................................ 37 附录Ⅱ 开题报告 ........................................................ 附录Ⅲ 汇编源程序 .................................................... 40 附录Ⅳ 中英文翻译 .................................................... 50

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（基于单片机的智能加湿器）

摘 要

随着科学技术的发展和生活水平的提高，加湿器开始引起人们的注意，不论是工

厂、仓库、车间、还是卧室，加湿器随处可见并且发挥着极其重要的作用。但是，常规的加湿器只是简单地持续加湿,对湿度的调节能力差，容易过度加湿，并且缺乏对水位的检测管理，缺乏安全性。而无论是在日常生活中还是科学试验及工业生产中，不仅要求准确有效的控制湿度，还要确保加湿的安全性。

因此，需要设计一款智能加湿器来有效的调节控制加湿，当环境湿度偏低则开始加湿，达到设定的湿度时就停止加湿，总是把湿度控制在适宜的状态下。水位低时自动报警并且停止加湿，确保加湿的安全性。有效地防干烧和过度加湿，实现加湿器的智能化。目前市面上具有此类功能的加湿器还没有被广泛使用，因此将有良好的市场前景和开发价值。

本次设计为基于单片机的智能加湿器系统，以STC89C52和温湿度传感器DHT11为设计核心，利用湿度传感器将温湿度信号进行采集并转换成数字信号，利用单片机进行数据分析和处理，实现智能开启和关闭加湿功能,用LED灯的亮灭模拟控制以达到对湿度的调节。外接辅助电路实现加湿器的防干烧以及室内相对湿度的实时显示功能。系统电路简单、读取方便、检测精度高，具有较高的可靠性和实用价值。

关键词: 加湿器;报警；STC89C52;DHT11

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（The intelligent humidifier based on single chip microcomputer) Abstract

With the development of science and technology and the improvement of living standards, Humidifier began to enter People?s vision,for example factory,warehouse,workshop,and bedroom,humidifier can be seen everywhere to play an extremely important role in. Regular humidifier just continues humidification simply,the humidity control ability is poor and makes excessive humidifying easily,it also lack of detection and management of the water level and the security is weak.But in both daily life and scientific experiments and industrial production,not only requires effective control humidity accurately,but also need to ensure the safety of humidification.

Therefore,we have to choose the Automatic humidifier to effectively adjust and control the humidity,when the environment humidity is low the humidifier begin to humidify and stop to humidify until reach the set temperature,always control the humidity in suitable condition,automatic alarm and stop humidification when the water level is low to ensure the safety of humidification.Effective prevent dry and excessive humidifying to implement the intelligent of the humidifier.Currently on the market which has the function of this kind of humidifier has not been widely used,so it will have broad market and great development value.Use the light LED lights analog the control to adjust the humidity.

The design of microcontroller-based intelligent temperature and humidity detection system, the design is on two important factors in intelligent detection, the STC89C52 and humidity sensors DHT11 as the core。Use the humidity sensor to acquist the temperature and humidity and translate into digital signal and then use the SCM for data analysis and processing to implementation the intelligent open and close,with light the LED lights to analog control to adjust the humidity.With external auxiliary circuit implementation to prevent humidifier from the dry and realize the indoor relative humidity real-time display function.The system has the advantages of simple circuit, easy reading, high detection precision, and high reliability and practical value.

Keywords: Humidifier;alarm；STC89C52;DHT11

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绪论

加湿器的应用在是很多行业中都可以见到，随着科技的进步，国内外在温湿度检测领域的技术越来越成熟，温湿度的检测也朝着智能化、小型化和低功耗方向发展。由于单片机具有集成度高、性能稳定且操作简便等优点，以单片机为基础的智能加湿器在各个方面都具有优越性。

1.1 智能加湿器的选题背景和意义

随着经济技术等的发展，人们越来越注重生活品质，每当进入寒冷干燥的冬季，尤其是我国北方的大部分地区，由于供暖或使用空调导致皮肤干燥，容易引发感冒等症状，同样在夏季，由于大范围的使用空调，也会导致类似的症状，因此需要加湿器来有效地增加室内湿度，滋润干燥空气，提高人体的舒适度。

人体舒体适度是指人体对外界气象环境的感受不同于大气探测仪器检测收集到的各种气象要素结果。人体舒适度指数测试为了更加清晰的显示在不同的气象环境下，人体能够感受到的舒适度，在诸多的要素中，以气温、气压、风速、相对湿度这四个气象要素，对人体的舒适度影响最大。相对湿度的不同会对处于此环境中的人产生重要影响，通常人体能感受到的最佳温湿度范围是40%RH~60%RH。

相对湿度也是影响空气质量的重要因素，由于空气中的水分子可以和飘浮的烟雾、粉尘结合使其沉淀，能够有效地去除霉味、油漆味、烟味等异味，使空气清新。本次设计的加湿器就是通过调节空气相对湿度来改善人体舒适。研究发现，湿度不仅影响人们的生活质量，对工业生产中的产品质量有重要影响。如实验室、厂房、仓库、塑料薄膜大棚等需要调节温湿度的场合，都会用到智能加湿器，使环境的湿度达到适宜的范围。

1.2 智能加湿器市场发展现状及前景

加湿器在日常生活中目前已得到了广泛的应用，但是目前的加湿器仍然需要手动控制和操作来开启和关闭，只提供相对简单的雾量调节，功能比较单一，

并且不能对室内温湿度进行检测，在使用过程中容易过度加湿和干烧，不仅不能保证室内空气的质量还会造成负面影响，存在安全隐患。因此开发设计一种以由用户根据实际情况和需求进行灵活设置，实用性高、价格低廉、安全性高的加湿器可为家庭及工业提供便利有效的湿度监测和控制，具显得尤为更为重要。

1.3 设计任务内务

本设计重点解决传统加湿器缺乏的防干烧和智能控制功能。以STC89C52单片机为核心，设计一个智能温湿度控制系统。可以在一定的范围内设置最佳相对湿度值，并且能在环境湿度变化时自动调整，以保持在设定的湿度基本不变。温湿度信号通过温湿度传感器进行信号的采集并且转换成数字信号，再利用单片机STC89C52进行数据分析和处理，并在1602LCD上显示出当前湿度和设定的湿度值。外加时钟电路、键盘电路和报警电路。除了可以用键盘切换手动/自动模式，设置最佳相对湿度值外，还可以通过按键输入低电平，驱动绿色发光二驾管发光，演示加湿，驱动蜂鸣器报警，演示在水位低时的防干烧功能。

硬件中一个开关为手动/自动转换键，选择自动后，相当于按下复位键，系统恢复默认最佳相对湿度，DHT11开始进行对温湿度进行测量和计算，最后通过液晶屏显示出所测相对湿度，如果低于最佳相对湿度就加湿，高于最佳相对湿度停止加湿。

软件设计部分对最佳相对湿度值进行了设定，当测量的湿度超过设定的值时，停止加湿；在加湿前先检测水位信号，一旦输入水位低信号，通过报警电路蜂鸣报警并且停止加湿，达到防干烧的目的。

显示部分单片机的P0口接到LCD的数据输入口D1到D8，P1.0，P.1口分别接到LCD的的RS,E口，RW接地表示数据写入，本次设计只设计对LCD的数据写入，RS接低电平时表示选择写指令操作，接高电平时表示写数据操作，E接高脉冲表示读取信息，在下降沿执行指令。传感器DATA口接到单片机的P2.7口，串口接口数据是单项双向传输的，采用单总线数据格式，一次性完整的输出40bit高位先输出，单片机只读取表示前八位湿度整数部分。

具体实现步骤为；根据用户需求选择自动/手动加湿模式，确定最佳相对湿

度值；采集周围空气的湿度数据，送入主控模块，主控模块将实时的湿度和最佳相对湿度进行比较判断是否开始加湿；能够在水位低的时候通过主控模块控制报警，并且停止加湿；液晶显示器LCD用于显示室内相对温湿度和最佳相对温湿度，用户通过按键输入的最佳相对温湿度，也通过LCD演示出来；利用LED灯演示加湿和水位高低。

第2章 系统硬件设计

2.1 系统设计思路

采用实时测量湿度，有自动/手动两档，可以根据用户需要设置最佳相对湿度。室内相对温湿度的检测选取数字湿度传感器DHT11，单片机读取传感器输入的相对湿度数据，通过LCD显示出来同时也将测得值与默认或用户输入的最佳相对湿度值进行比较，进而控制加湿功能的实现。当湿度达到最佳相对湿度值后停止加湿，以达到防止过度加湿的目的。在整个过程中如果输入水位低信号，则与水位监测配套的蜂鸣器报警、加湿器停止加湿，达到防干烧的目的。设置了模式输入、水位输入和湿度的按键输入方便用户操作，同时用指示灯显示各状态便于用户查阅。

单片机是系统的控制核心，因此单片机的性能关系到整个系统硬件和软件的设计。单片机采用烧写容易的STC89C51。由于SHT11不方便手工焊接，焊接的时候很容易因为温度过高损害传感器，因此传感器选择性能基本一样但是焊接方便的DHT11。显示部分选用1602LCD。报警采用蜂鸣报警。加湿通过绿色LED小灯进行模拟，灯亮代表开始加湿。

系统总体方案的的整体框图如图2-1：

温湿度传感器 显示 按键输入模块 单 片 机 加湿

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n9e6.html