基于51单片机的超声波加湿器硬件设计
毕业设计（论文）中文毕业设计（论文）中文 人们发现，湿度在净化空气、呼吸道疾病预防、美容护肤、时蔬保鲜等方面体现出越来越重要的作用。现代化的微控制器和微处理器的发展迅猛并在人们的生活中逐渐普及运用，当前国内外的加湿器使用和研发呈现出一派欣欣向荣的景象。一方面，由于经济的发展，人们的生活水平也随之提高，追求更高的生活质量，对于空气湿度的要求和良好空气湿度的重要性越来越重视；另一方面，由于重工业和制造业的发展，环境污染包括空气污染的问题也日益提上日程，合适的空气湿度对空气的净化需求也迫在眉睫。 本课题研究的是其中的超声波加湿器，其系统主电路部分是以STC89C51单片机为中心，采用DS18B20温度传感器来进行实时的温度检测，采用DTH11湿度传感器来进行实时的湿度检测，将采集到的温湿度信号传送到STC89C51单片机芯片进行处理，通过PL2303转串口转USB接口传至电脑显示出来，由软件程序控制HB20-00超声波雾化头进行雾化，同时通过控制风扇的转速来实现雾量大小的调控，通过浮球开关实现自动补水功能。本课题主要包括超声波加湿器硬件部分和超声波加湿器软件部分，本论文主要是介绍超声波加湿器的硬件部分设计。关键词 STC89C51单片机，基于SJ303芯片的HB20-00超声波陶瓷雾化头，DS18B20温度传感器，DTH11湿度传感器
目 录
1 绪论 2
1.1 课题的研究目的及意义 2
1.2 课题的发展概况及趋势 3
1.3 课题的研究内容及要求 3
2 芯片及元器件介绍 4
2.1 STC89C51单片机最小系统 4
2.1.1复位系统? 5
2.1.2时钟系统? 6
2.2 DS18B20温度传感器 7
2.3 DHT11湿度传感器 8
2.4 基于SJ303芯片的超声波雾化头HB2000 12
2.5 基于PL2303芯片的RS232USB转串口模块 14
2.6 其他芯片及元器件 15
2.6.1 STC89C51 40P锁紧座 16
2.6.2 浮球液位开关 16
2.6.3 水泵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
18
2.6.4 加热棒 18
2.6.5 喷雾风扇 19
3 系统主电路硬件设计 20
3.1 复位电路设计 20
3.2 时钟电路设计 21
3.3 湿度检测电路设计 22
3.4 雾化电路设计 23
3.5 雾量大小调节电路设计 23
3.6 加热恒温电路设计 25
3.7 自动补水电路设计 26
3.8 基于PL2303的USB转串口电路设计 27
4 绘图与制板 28
4.1 基本设计思路流程图绘制 28
4.2 硬件结构框图绘制 28
4.3 原理图绘制 29
4.4 PCB图绘制 30
4.5 系统工作流程图绘制 31
5. 调试与运行 32
5.1软件程序烧录 32
5.2软硬件联合调试 32
5.3 上电与实物仿真 34
结 论 40
致 谢 42
参考文献 44
附录A ： 44
1、硬件原理图： 44
2、硬件PCB板图： 45
附录B：实物图 46
1 绪论
湿度与我们的生活息息相关，在工业化的今天，湿度对于纺织、印刷、造纸、塑料、医药、烟草、喷涂等行业至关重要，而在生活中，湿度是粮食保存、蔬果保鲜甚至是人们身体健康的重要参数。
就医学方面具体的来说，例如咽喉炎气管炎等多种耳鼻喉科和呼吸道的疾病，药物的发挥很难通过注射和吞服依赖于患者血液的流动来到达患部。利用加湿器的原理，通过超声波把药物液化，让病人吸入，从而提高药物的疗效。
加湿器对于现代人们的生活质量和生活方式至关重要，所以，本课题将、将超声波技术和加湿器需求结合起来，做一些研究。
1.1 课题的研究目的及意义
现代化的微控制器和微处理器的发展迅猛并在人们的生活中逐渐普及运用，当前国内外的加湿器使用和研发呈现出一派欣欣向荣的景象。一方面，由于经济的发展，人们的生活水平也随之提高，追求更高的生活质量，对于空气湿度的要求和良好空气湿度的重要性越来越重视；另一方面，由于重工业和制造业的发展，环境污染包括空气污染的问题也日益提上日程，合适的空气湿度对空气的净化需求也迫在眉睫。由此可见，湿度在工业生产、科学实验、空气净化、呼吸道疾病预防、美容护肤、时蔬保鲜、谷物存储等方面体现出越来越重要的作用。
过去，当遇到空气干燥的时候，扫地时尘土飞扬，人们手动泼水，增加空气湿度达到环境调节、防止吸入尘埃的目的。但是这种做法不仅效率低、耗水多，而且散布不均匀。空气干燥的问题有待解决。
而超声波技术，是目前世界上一种比较成熟的技术。人耳能听到的声波频率为20Hz到20kHz之间，频率高于20kHz的声波称为超声波。超声波方向性好，穿透力强，能量易于集中，在水中传播距离远，所以广泛运用在工业、农业、军事、医学等领域，如测距、测速、焊接、碎石、清洗、消毒等方面。超声波因其有能力巨大而集中的特点，所以可以将人体内的大结石震碎从而变成细小的结石，便于排出体外缓解病痛，达到治愈的目的。除此之外，超声波还可以对物品行杀菌消毒。
将超声波技术和加湿器需求结合起来，能突破性的解决各种各样棘手的问题。
1.2 课题的发展概况及趋势
在中国的北方地区，因为冬季空气干燥，所以人们把超声波通入水罐中，高频率剧烈的震动会使水罐中的水分裂破碎，形成很密很细的小雾滴，在用小风扇把雾滴吹入室内，扩散到干燥的空气中，就能增加空气的湿度，改善空气干燥的状况，于是就形成了最原始的超声波加湿器。
如今，超声波加湿器种类繁多，我们将看到未来超声波加湿器的发展将更加规范智能，虽然目前市面上品牌比较多，但是消费者的要求也在不断提高，超声波加湿器的各类功能设置还需完善，因此研发高质量高智能低成本低耗能的超声波加湿器是未来加湿器市场发展的必然需求。
1.3 课题的研究内容及要求
目 录
1 绪论 2
1.1 课题的研究目的及意义 2
1.2 课题的发展概况及趋势 3
1.3 课题的研究内容及要求 3
2 芯片及元器件介绍 4
2.1 STC89C51单片机最小系统 4
2.1.1复位系统? 5
2.1.2时钟系统? 6
2.2 DS18B20温度传感器 7
2.3 DHT11湿度传感器 8
2.4 基于SJ303芯片的超声波雾化头HB2000 12
2.5 基于PL2303芯片的RS232USB转串口模块 14
2.6 其他芯片及元器件 15
2.6.1 STC89C51 40P锁紧座 16
2.6.2 浮球液位开关 16
2.6.3 水泵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
18
2.6.4 加热棒 18
2.6.5 喷雾风扇 19
3 系统主电路硬件设计 20
3.1 复位电路设计 20
3.2 时钟电路设计 21
3.3 湿度检测电路设计 22
3.4 雾化电路设计 23
3.5 雾量大小调节电路设计 23
3.6 加热恒温电路设计 25
3.7 自动补水电路设计 26
3.8 基于PL2303的USB转串口电路设计 27
4 绘图与制板 28
4.1 基本设计思路流程图绘制 28
4.2 硬件结构框图绘制 28
4.3 原理图绘制 29
4.4 PCB图绘制 30
4.5 系统工作流程图绘制 31
5. 调试与运行 32
5.1软件程序烧录 32
5.2软硬件联合调试 32
5.3 上电与实物仿真 34
结 论 40
致 谢 42
参考文献 44
附录A ： 44
1、硬件原理图： 44
2、硬件PCB板图： 45
附录B：实物图 46
1 绪论
湿度与我们的生活息息相关，在工业化的今天，湿度对于纺织、印刷、造纸、塑料、医药、烟草、喷涂等行业至关重要，而在生活中，湿度是粮食保存、蔬果保鲜甚至是人们身体健康的重要参数。
就医学方面具体的来说，例如咽喉炎气管炎等多种耳鼻喉科和呼吸道的疾病，药物的发挥很难通过注射和吞服依赖于患者血液的流动来到达患部。利用加湿器的原理，通过超声波把药物液化，让病人吸入，从而提高药物的疗效。
加湿器对于现代人们的生活质量和生活方式至关重要，所以，本课题将、将超声波技术和加湿器需求结合起来，做一些研究。
1.1 课题的研究目的及意义
现代化的微控制器和微处理器的发展迅猛并在人们的生活中逐渐普及运用，当前国内外的加湿器使用和研发呈现出一派欣欣向荣的景象。一方面，由于经济的发展，人们的生活水平也随之提高，追求更高的生活质量，对于空气湿度的要求和良好空气湿度的重要性越来越重视；另一方面，由于重工业和制造业的发展，环境污染包括空气污染的问题也日益提上日程，合适的空气湿度对空气的净化需求也迫在眉睫。由此可见，湿度在工业生产、科学实验、空气净化、呼吸道疾病预防、美容护肤、时蔬保鲜、谷物存储等方面体现出越来越重要的作用。
过去，当遇到空气干燥的时候，扫地时尘土飞扬，人们手动泼水，增加空气湿度达到环境调节、防止吸入尘埃的目的。但是这种做法不仅效率低、耗水多，而且散布不均匀。空气干燥的问题有待解决。
而超声波技术，是目前世界上一种比较成熟的技术。人耳能听到的声波频率为20Hz到20kHz之间，频率高于20kHz的声波称为超声波。超声波方向性好，穿透力强，能量易于集中，在水中传播距离远，所以广泛运用在工业、农业、军事、医学等领域，如测距、测速、焊接、碎石、清洗、消毒等方面。超声波因其有能力巨大而集中的特点，所以可以将人体内的大结石震碎从而变成细小的结石，便于排出体外缓解病痛，达到治愈的目的。除此之外，超声波还可以对物品行杀菌消毒。
将超声波技术和加湿器需求结合起来，能突破性的解决各种各样棘手的问题。
1.2 课题的发展概况及趋势
在中国的北方地区，因为冬季空气干燥，所以人们把超声波通入水罐中，高频率剧烈的震动会使水罐中的水分裂破碎，形成很密很细的小雾滴，在用小风扇把雾滴吹入室内，扩散到干燥的空气中，就能增加空气的湿度，改善空气干燥的状况，于是就形成了最原始的超声波加湿器。
如今，超声波加湿器种类繁多，我们将看到未来超声波加湿器的发展将更加规范智能，虽然目前市面上品牌比较多，但是消费者的要求也在不断提高，超声波加湿器的各类功能设置还需完善，因此研发高质量高智能低成本低耗能的超声波加湿器是未来加湿器市场发展的必然需求。
1.3 课题的研究内容及要求
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