超声波加湿器设计软件部分
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
2 任务要求及分析 2
2.1课题任务 2
2.2任务分析 2
3 控制系统的调试 5
3.1系统的组成及其工作原理 5
3.2单片机的选择与运用 6
3.3 温湿度传感器的选择 8
3.4 显示接口电路 9
3.5 信号处理与分析 11
3.6 键盘 11
3.7 蜂鸣器 12
3.8 继电器 13
4 控制系统的软件设计 14
4.1 主程序模块 14
4.2 系统各程序模块 16
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
1 绪论
人们的日常生活与室内环境有着密不可分的关系，湿度的大小是影响空气质量的一个重要因素。研究表明：湿润的空气才能保持生机盎然。为防止家用或者办公木质制品老化干裂，室内湿度应保持在45%到55%RH之间。而冬季北方室内湿度仅为理想的三分之一左右,同时干燥会使室内空气变得较为污浊，并且静电现象也会随之提高。长期居住在新风量不足的房屋内容易患“室内综合症”，因为当室内新风量不足时，使得二氧化碳浓度逐步升高，吸入过多会引起二氧化碳中毒。从而导致人的心闷气躁容易上火，头晕以及各处不适。加湿器可以释放均匀的雾化水汽，可以迅速遍布整个房间，减弱静电，提高空气质量，重要性不言而喻。
超声波技术是一种被广泛运用于各个领域上的在一种世界级的较为成熟的技术。采用200万次/秒的高频振荡，将水化为1-5um的超微粒子，并通过风扇装置将水雾扩散至空气中。超声波加湿器有着较低的运行费用， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
是传统的八分之一左右，且不要空气压缩。高精度传感器和计算机控制使其具有较高的环境检测能力以及自动调节能力。例如进水排水、加湿清洗都能自动完成。主机的小巧使其具备在安装和搬运上的方便灵活，同时对环境的可靠性、安全性要求也低。
在中国空气加湿器仍属于朝阳产物，目前市场上的普通加湿器只能够提供基本的雾量调节功能，且大多只能手动控制。据统计，中国加湿器市场年增长率仅在3%-4%左右，而美国则达到35%，日本在32%左右。这种状况凸显出我国家用加湿器市场虽发展了近20年，但目前仍存在着较大的消费“瓶颈”，与我国北方有着相同地理纬度的韩国、美国、加拿大、法国、英国等国家，却有着较高的加湿器家庭拥有率，因此本设计具有十分重要的研究意义。
1.1 课题背景
目前市场上的加湿器只有简单的调节喷量，多为手动且功能很少。均没有环境湿度检测、恒湿控制、定时开关机、数字显示等功能，与现在家庭中其他家用设备（如空调，电视，微波炉等）相比较使用功能过于简单，不能满足不同人群及场合的需求。现在的人们对于生活质量的要求越来越“苛刻”，他们早已不满足于早期的单一加湿功能，而是要求加湿器能实现一些自动控制喷雾量能代替他们手动去调节不必要每过一段时间就去查看的新功能，他们希望它能更加的自动化。而老式的加湿器并不能满足这些要求，并且在温湿度的检测方面也会存在着精度差的现象。因此在这样的一个大环境的影响下，加湿器不得不做出改变。并且，如今电子技术的发展程度日趋成熟，各行各业都不断地在涌现着新的智能产品，例如新兴的智能空调能根据室内的条件及时的调整工作的频率，不仅能起到省电的作用还能起到保护内部零件的作用，使它们不会长时间的处于工作状态下，而这些都是靠智能芯片来完成的。我们不仅仅能在一些“变革”过的家电上看到它，甚至在一些玩具上也能见到，因此智能化早已成为了一个电子产品发展的大背景。
2 任务要求及分析
2.1课题任务
配合硬件设计编制软件，实现所需的功能，包括实现湿度、温度、喷雾量、定时器的设计，提供程序源代码。
2.2任务分析
2.2.1温湿度
本设计中选择温湿度传感器DHT11完成温湿度的检测，它是数字式的传感器。它检测的信号在能在内部转换后直接输出给单片机，再由液晶屏LCD1602及时地将温湿度在屏幕上显示出来，通过代码实现温湿度的上下限的设置配合蜂鸣器以及LED灯点亮报警（若所检测的温湿度超过所设定的上下限）。而这里的上下限由1乘4键盘中的KEY1,KEY2,KEY3来实现。KEY1按下进入温度/湿度设置界面，KEY2是温湿度值增加键，KEY3是温湿度值减少键。
图2.1 温湿度检测流程图
2.2.2定时器
利用单片机自带的两个十六位定时器/计数器进行定时时间的设定，在单片机启动后启动内置的定时器进行计时等时间到了以后关断电源或者在亮灯报警后计时关断电源，实现定时关机或报警保护关机的功能。
图2.2 定时器工作流程图
2.2.3喷雾量
与硬件配合，用单片机通过相应的A/D转换输出一些列相应的电压加载到硬件的AGC（自动增益控制）电路两端，实现例如1ml/h、2ml/h、3ml/h等。
图2.3 喷雾量控制流程图
3 控制系统的调试
3.1系统的组成及其工作原理
本系统主要由单片机的数据分析处理、以及数据的采集和处理环节构成。数据采集和处理环节由温湿度传感器、PCF8591、单片机完成。单片机接收到信号进行分析处理后控制相应的模块的实现各自的功能，PCF8591的作用在于转换一系列的模拟信号以方便单片机的调取使用。
图3.1 系统框图
3.2单片机的选择与运用
本设计选用STC89C52TC[1~3],它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，经典的复位电路，3个可工作在方式1下16位定时/计数器，4个外部中断，一个兼容传统51的7向量4级中断结构，全双工串行口。另外可降至0Hz 操作，以及可选节电状态。进入空闲模式后，CPU止工和RAM、定时器/计数器、串口、中断工作互不相关。进入掉电保护方式后，全都停止工作，直到恢复为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
(1)按键复位，它的作用在于若系统出现了不正常的状态或者如同电脑般的“死机”情况出现，将K4按下可以起到重启的作用。
图3.2 按键复位流程图
（2）晶振【4~5】，它能为系统提供基本的时钟工作信号它由两个电容和一个晶振源组成。本设计中用涉及到的定时控制等功能都需要它提供时钟频率。
（3）单片机的端口定义
将单片机的P1^2引脚定义为温湿度传感器DHT11数据接入口
将单片机的P2^3引脚定义为蜂鸣器的信号口
将单片机的P1^3引脚定义为温度过高报警指示灯端口
将单片机的P1^4引脚定义为温度过低报警指示灯端口
将单片机的P1^5引脚定义为湿度过高报警指示灯端口
将单片机的P1^6引脚定义为湿度过低报警指示灯端口
将单片机的 P3^4引脚定义为按键1的信号口
将单片机的 P1^0引脚定义为1602液晶的RS管脚的端口
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
2 任务要求及分析 2
2.1课题任务 2
2.2任务分析 2
3 控制系统的调试 5
3.1系统的组成及其工作原理 5
3.2单片机的选择与运用 6
3.3 温湿度传感器的选择 8
3.4 显示接口电路 9
3.5 信号处理与分析 11
3.6 键盘 11
3.7 蜂鸣器 12
3.8 继电器 13
4 控制系统的软件设计 14
4.1 主程序模块 14
4.2 系统各程序模块 16
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
1 绪论
人们的日常生活与室内环境有着密不可分的关系，湿度的大小是影响空气质量的一个重要因素。研究表明：湿润的空气才能保持生机盎然。为防止家用或者办公木质制品老化干裂，室内湿度应保持在45%到55%RH之间。而冬季北方室内湿度仅为理想的三分之一左右,同时干燥会使室内空气变得较为污浊，并且静电现象也会随之提高。长期居住在新风量不足的房屋内容易患“室内综合症”，因为当室内新风量不足时，使得二氧化碳浓度逐步升高，吸入过多会引起二氧化碳中毒。从而导致人的心闷气躁容易上火，头晕以及各处不适。加湿器可以释放均匀的雾化水汽，可以迅速遍布整个房间，减弱静电，提高空气质量，重要性不言而喻。
超声波技术是一种被广泛运用于各个领域上的在一种世界级的较为成熟的技术。采用200万次/秒的高频振荡，将水化为1-5um的超微粒子，并通过风扇装置将水雾扩散至空气中。超声波加湿器有着较低的运行费用， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
是传统的八分之一左右，且不要空气压缩。高精度传感器和计算机控制使其具有较高的环境检测能力以及自动调节能力。例如进水排水、加湿清洗都能自动完成。主机的小巧使其具备在安装和搬运上的方便灵活，同时对环境的可靠性、安全性要求也低。
在中国空气加湿器仍属于朝阳产物，目前市场上的普通加湿器只能够提供基本的雾量调节功能，且大多只能手动控制。据统计，中国加湿器市场年增长率仅在3%-4%左右，而美国则达到35%，日本在32%左右。这种状况凸显出我国家用加湿器市场虽发展了近20年，但目前仍存在着较大的消费“瓶颈”，与我国北方有着相同地理纬度的韩国、美国、加拿大、法国、英国等国家，却有着较高的加湿器家庭拥有率，因此本设计具有十分重要的研究意义。
1.1 课题背景
目前市场上的加湿器只有简单的调节喷量，多为手动且功能很少。均没有环境湿度检测、恒湿控制、定时开关机、数字显示等功能，与现在家庭中其他家用设备（如空调，电视，微波炉等）相比较使用功能过于简单，不能满足不同人群及场合的需求。现在的人们对于生活质量的要求越来越“苛刻”，他们早已不满足于早期的单一加湿功能，而是要求加湿器能实现一些自动控制喷雾量能代替他们手动去调节不必要每过一段时间就去查看的新功能，他们希望它能更加的自动化。而老式的加湿器并不能满足这些要求，并且在温湿度的检测方面也会存在着精度差的现象。因此在这样的一个大环境的影响下，加湿器不得不做出改变。并且，如今电子技术的发展程度日趋成熟，各行各业都不断地在涌现着新的智能产品，例如新兴的智能空调能根据室内的条件及时的调整工作的频率，不仅能起到省电的作用还能起到保护内部零件的作用，使它们不会长时间的处于工作状态下，而这些都是靠智能芯片来完成的。我们不仅仅能在一些“变革”过的家电上看到它，甚至在一些玩具上也能见到，因此智能化早已成为了一个电子产品发展的大背景。
2 任务要求及分析
2.1课题任务
配合硬件设计编制软件，实现所需的功能，包括实现湿度、温度、喷雾量、定时器的设计，提供程序源代码。
2.2任务分析
2.2.1温湿度
本设计中选择温湿度传感器DHT11完成温湿度的检测，它是数字式的传感器。它检测的信号在能在内部转换后直接输出给单片机，再由液晶屏LCD1602及时地将温湿度在屏幕上显示出来，通过代码实现温湿度的上下限的设置配合蜂鸣器以及LED灯点亮报警（若所检测的温湿度超过所设定的上下限）。而这里的上下限由1乘4键盘中的KEY1,KEY2,KEY3来实现。KEY1按下进入温度/湿度设置界面，KEY2是温湿度值增加键，KEY3是温湿度值减少键。
图2.1 温湿度检测流程图
2.2.2定时器
利用单片机自带的两个十六位定时器/计数器进行定时时间的设定，在单片机启动后启动内置的定时器进行计时等时间到了以后关断电源或者在亮灯报警后计时关断电源，实现定时关机或报警保护关机的功能。
图2.2 定时器工作流程图
2.2.3喷雾量
与硬件配合，用单片机通过相应的A/D转换输出一些列相应的电压加载到硬件的AGC（自动增益控制）电路两端，实现例如1ml/h、2ml/h、3ml/h等。
图2.3 喷雾量控制流程图
3 控制系统的调试
3.1系统的组成及其工作原理
本系统主要由单片机的数据分析处理、以及数据的采集和处理环节构成。数据采集和处理环节由温湿度传感器、PCF8591、单片机完成。单片机接收到信号进行分析处理后控制相应的模块的实现各自的功能，PCF8591的作用在于转换一系列的模拟信号以方便单片机的调取使用。
图3.1 系统框图
3.2单片机的选择与运用
本设计选用STC89C52TC[1~3],它具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，经典的复位电路，3个可工作在方式1下16位定时/计数器，4个外部中断，一个兼容传统51的7向量4级中断结构，全双工串行口。另外可降至0Hz 操作，以及可选节电状态。进入空闲模式后，CPU止工和RAM、定时器/计数器、串口、中断工作互不相关。进入掉电保护方式后，全都停止工作，直到恢复为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
(1)按键复位，它的作用在于若系统出现了不正常的状态或者如同电脑般的“死机”情况出现，将K4按下可以起到重启的作用。
图3.2 按键复位流程图
（2）晶振【4~5】，它能为系统提供基本的时钟工作信号它由两个电容和一个晶振源组成。本设计中用涉及到的定时控制等功能都需要它提供时钟频率。
（3）单片机的端口定义
将单片机的P1^2引脚定义为温湿度传感器DHT11数据接入口
将单片机的P2^3引脚定义为蜂鸣器的信号口
将单片机的P1^3引脚定义为温度过高报警指示灯端口
将单片机的P1^4引脚定义为温度过低报警指示灯端口
将单片机的P1^5引脚定义为湿度过高报警指示灯端口
将单片机的P1^6引脚定义为湿度过低报警指示灯端口
将单片机的 P3^4引脚定义为按键1的信号口
将单片机的 P1^0引脚定义为1602液晶的RS管脚的端口
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