潍坊学院本科毕业设计
目 录
摘要 ....................................................................................................................................... II ABSTRACT .......................................................................................................................... III 1 引言 ..................................................................................................................................... 1 2 设计方案 .............................................................................................................................. 2
2.1 系统的整体功能结构图 ............................................................................................... 2 2.2系统的整体功能流程图 ................................................................................................ 2 2.3实现方式 ..................................................................................................................... 4 3硬件设计............................................................................................................................... 5
3.1 电路图........................................................................................................................ 5 3.2 功能描述 .................................................................................................................... 6 3.3 单片机........................................................................................................................ 6 3.4 DS18B20传感器 .......................................................................................................... 7 3.5 1602显示屏................................................................................................................. 9 3.6 复位电路 .................................................................................................................... 9 3.7 液位定位及光电开关..................................................................................................10 4 软件设计 ............................................................................................................................. 11
4.1 DS18B20流程设计 ..................................................................................................... 11 4.2 1602字符型LCD流程设计.........................................................................................14 5 系统调试 .............................................................................................................................29 6 总结 ....................................................................................................................................33 参考文献： .............................................................................................................................34 附录：1602LCD简介..............................................................................................................35 致 谢 ....................................................................................................................................38
I
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摘要：在生活中，我们随处可见使用加湿器的场合。在人们不断追求健康生活方式的今天，开发设计一种价格低廉、功耗低、具有自动控制功能的加湿器显得尤为必要。 本设计采用智能控制，以AT80S51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能基本实现加湿器的智能化。首先中介绍了本课题的课题背景、研究意义及预期研究目标。然后描述了系统硬件工作原理，且附以系统硬件设计框图，论述了本毕业设计所用到的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程。接着阐述了程序的流程和实现过程。最后对用单片机实现智能加湿控制原理的设计思想和软、硬件调试作了详细的论述。本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。 关键词：单片机；智能；加湿器；相对湿度；传感器
II
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ABSTRACT：In daily life, the use of humidifier can be seen at every situation. Today, the incessantly pursute of healthy lifeway, it is vital important to develop a kind of automatic controlfunction humidifiercan which is price moderate and low power consumption. In this paper, a design was made on the intelligent control, besides some auxiliary circuit, the nucleus is AT80S51 Single-chip Microcomputer. It can realize boil dry protection the acoustic and optical alarm, intelligentize switch , as well as indoor humidity and temperature display functions. In the first instance, the subject background, research meaning and expected research objectives were introduced. afterwards, the working principle of the system hardware was simply described and the system block diagram of hardware design was attached. The history of the development of single chip microprocessor was introduced and the hardware interface technology and the function and work process of each interface module used in the graduation paper were also discussed. What?s more, the process and realization of the program were elaborated. Finally, the design ideas of the MCU control principle realized by single chip Microcomputer and software or hardware debugging are discussed in detail. The main idea of this paper is the software and hardware combination, regarding hardware as the foundation, for the writing preparation of the functional modules.
KEY WORDS: Micro Controller Unit; Intelligence; Humidifier; Relative humidity ; Transducer
III
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1 引言
四季更替，每当进入寒冷干燥的冬季，尤其是我国的北方城市由于风沙天气 较
多，人们很容易皮肤干燥、嗓子干痛。此时，身边需要一台小型室内加湿器改 善我们的生活环境，但是现有的加湿器都需要手工控制开启和关闭并且不具备对室内空气温湿度的监测，人们在使用过程中存在过度加湿和干烧的问题，不仅给室内空气舒适度造成负面影响并且还存在安全隐患。因此开发设计一种价格低廉、功耗低、具有自动控制功能的加湿器显得尤为必要。
计算机科学技术，通信技术，控制技术的飞速发展，与人类健康息息相关领域的产品也不可避免的被赋予了数字化理念。事实上，过往传统的室内加湿器设计完全可以由模拟硬件电路单一实现，现在我们赋予室内加湿器数字化， 智能化， 自动化。利用单片机，通过编写模糊控制算法，实现软控制。代替手动控制，实现自动控制。室内智能加湿器的工作原理是随着社会的不断发展，人们对个体生命价值的认知不断提升，越来越多的家庭希望利用高科技手段保障身体健康，一 种设计合理，技术先进、经济、实用、可靠的室内智能加湿器将会受到社会的欢迎。 本课题研究主要涉及以下方面：
1）通过对控制系统的功能及要求确定总体设计方案 2）系统硬件电路的设计与开发 3）系统软件程序的设计与调试 4）系统性能测试
本设计将采用智能控制，以AT80S51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能基本实现加湿器的智能化。
1
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2 设计方案
2.1 系统的整体功能结构图
整个室内智能加湿器以单片机为核心，实现对内部功能的控制，实现对温度、湿度、液位的检测，液晶屏的显示，液位保护，声光报警，图2-1中各功能模块的作用阐述如下：
1602LCD显示屏 温度传感器1 温度传感器2 水位传感器 单片机 声光报警器 图2-1 自动加湿器功能原理图
加湿器开关
温度检测：利用DS18B20数字温度传感器检测环境实时温度
湿度检测：两个温度传感器分别采集室内空气的干湿球温度，并将 采集的温度传送至单片机。单片机对这两个数据加以处理并结合室内湿度要求参数控制加湿器的开启和闭合
液位检测：利用BZ0504液位开关检测水槽实时液位。判断有水时输出0V，无水时5V。
单片机控制：我们标配的是AT80S51，作为核心部件，实现对内部功能的控制。 液晶显示：利用1602液晶显示模块。显示实时的温湿度。
声光报警：当检测的液位低于安全值时，蜂鸣器响且LED灯闪亮，提醒用户给水槽加水。
2.2系统的整体功能流程图
系统单片机代码采用汇编语言编译，以伟福仿真器V8/L为开发环境。系统软件实现的功能：
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