方昌舉 王巍 侯子聰 方湛 鐘宇

摘? 要：根據(jù)目前的社會(huì)狀況，單片機(jī)在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，風(fēng)扇和加濕器的發(fā)展也越來越迅速，也更智能和更人性化。本設(shè)計(jì)為一種溫控加濕風(fēng)扇系統(tǒng)，有靈敏的溫濕度感測(cè)與顯示功能，用了STC89C51單片機(jī)，DHT11傳感器、DS18B20溫度傳感器、1602液晶顯示屏等構(gòu)造一個(gè)溫濕度風(fēng)扇控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度和濕度檢測(cè)與顯示，并通過風(fēng)扇進(jìn)行降溫、加濕等操作。而且可以由用戶通過按鍵調(diào)整溫濕度的上下限值，根據(jù)檢測(cè)的溫濕度進(jìn)行相應(yīng)操作。

關(guān)鍵詞：溫度;濕度;DHT11;DS18B20

1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

1.1工作原理

本單片機(jī)對(duì)于外界溫度和濕度進(jìn)行檢測(cè)，與溫濕度設(shè)定值進(jìn)行比較，然后在1602分上下行顯示;分別通過風(fēng)扇和加濕器進(jìn)行降溫和加濕功能。

1.2 設(shè)計(jì)思路

本風(fēng)扇由STC89C51單片機(jī)主控模塊、1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊、DS18B20傳感器模塊、風(fēng)扇模塊和加濕器模塊等組成，設(shè)計(jì)思路如圖1。系統(tǒng)程序采用C語(yǔ)言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)，整體程序由主程序和溫濕度采集模塊、電機(jī)控制模塊以及LCD1602顯示模塊等子程序組成。在 Keil uVision4 環(huán)境中對(duì)程序進(jìn)行編譯、調(diào)試，結(jié)合一些函數(shù)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的功能。 應(yīng)用LCD1602顯示屏，對(duì)風(fēng)扇相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，如當(dāng)前運(yùn)行溫度、濕度上下限的設(shè)定值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。滿足智能化、人性化的需求，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與可觀的市場(chǎng)前景。[1]

1.2 設(shè)計(jì)思路

1.2.1 單片機(jī)對(duì)于外界溫度和濕度檢測(cè)

單片機(jī)與DS18B20 I/O口相連，在編寫程序時(shí)運(yùn)用C語(yǔ)言對(duì)其I/O進(jìn)行聲明及可完成溫度檢查，同理與DHT11 I/O口操作即可完成濕度的檢測(cè)。

1.2.2 單片機(jī)對(duì)于溫度與濕度的控制

單片機(jī)讀取外界的溫度與濕度并通過之前存入的設(shè)定值進(jìn)行比較，并智能調(diào)控，如當(dāng)前溫度高于設(shè)定值電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并判斷當(dāng)前濕度是否合適來決定濕度模塊的工作。

1.2.3 單片機(jī)對(duì)于溫度與濕度的顯示

通過1602電子顯示屏來顯示當(dāng)前的外界溫濕度、設(shè)定溫濕度、當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2 關(guān)鍵硬件設(shè)計(jì)

2.1 dht11傳感器模塊

DHT11是一款已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度串行雙向單總線傳感器。精度濕度為±5%RH，量程濕度5到95%RH。由于它的溫度檢測(cè)沒有 DS18B20精準(zhǔn)，故不用DHT11檢測(cè)溫度，只用它檢測(cè)濕度。它有四個(gè)引腳分別是VCC、DATA、NC和GND，原理圖如圖2。

2.2 DS18B20傳感器模塊

2.2.1 DS18B20介紹

它是單總線數(shù)字溫度傳感器，與單片機(jī)連接時(shí)只需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 DS18B20 的雙向通訊。它的測(cè)量精度高，在 -10℃ 到 + 85°C范圍內(nèi)，精度為 ± 0.5°C ;DS18B20內(nèi)集成了一個(gè)溫度傳感器、9字節(jié)RAM 、64位ROM和3字節(jié)EERAM，其中的EERAM在系統(tǒng)掉電后，它依舊可保存設(shè)定溫度的設(shè)定值，原理圖如圖2，VCC接3到5V電源，GND接地，DQ接單片機(jī)的P24口。

2.3 1602顯示模塊

1602液晶模塊內(nèi)部有字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。VSS，VDD接電源的地和接電源正極。RS 高電壓是數(shù)據(jù)選擇端，低電壓是命令選擇端;RW 高地平是讀選擇短，低電平是寫選擇端，E是使能信號(hào)。

2.4風(fēng)扇與加濕器模塊

加濕器選用的是市面上常用的專用微孔霧化片，擁有霧化量大、霧粒細(xì)膩和霧噴的高的特點(diǎn)，電壓5V，電流300mA，功率20W，頻率110KHZ，孔徑5um，孔數(shù)740孔。風(fēng)扇選用的是市面上常見的5v小風(fēng)扇。它的設(shè)計(jì)和制造具有最高理論效率、極好的重載特性，能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。

5 結(jié)? 語(yǔ)

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，為了能夠更好地采用模塊化設(shè)計(jì)，分步的設(shè)計(jì)了各個(gè)功能模塊，設(shè)計(jì)由單片機(jī)主控模塊、1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊、DS18B20傳感器模塊、風(fēng)扇模塊、加濕器模塊等組成。本項(xiàng)目的元件經(jīng)過慎重的選擇，選用了的DHT11傳感器用來檢測(cè)濕度，DS18B20傳感器用來檢測(cè)溫度，然后將溫濕度與設(shè)定值進(jìn)行比較，通過風(fēng)扇降溫，加濕器加濕來調(diào)整室內(nèi)的溫度和濕度，打造令人舒適的環(huán)境。因?yàn)槊總€(gè)人對(duì)溫濕度感受情況都不一樣可以通過按鍵調(diào)整最適合自己的溫濕度，實(shí)現(xiàn)了很好的人機(jī)交互。

參考文獻(xiàn)：

[1]張少康，伊睿，鮑琦.基于單片機(jī)的智能溫控風(fēng)扇系統(tǒng)[J].電子測(cè)試，2019.

宿州學(xué)院第十五屆大學(xué)生科研項(xiàng)目 基于單片機(jī)的溫控加濕降溫風(fēng)扇 項(xiàng)目編號(hào)：KYLXZCXM21- 0216316EE3E-390C-4355-81EF-9E64DC6C3B7D