濕度控制系統設計濕度控制系統設計摘要：隨著現代工農業技術的發展，空氣的濕度在各個方面的應用也越加廣泛，且對空氣濕度的要求也越來越高了。本系統以STC89C52單片機為核心處理器，采用了DHT11濕敏電容數字式溫濕度傳感器在某特定環境下的濕度進行收集，將采集的數據傳入單片機中進行處理，然后通過LED數碼管令采集到的濕度值進行顯示，接著將所測量值與設置的濕度范圍進行對比，當所測得的環境濕度低于所設定的濕度范圍的下限值時，驅動加濕器將會進行加濕；如果所測得的環境濕度高于設定的濕度的范圍的上限值，驅動電吹風進行工作使環境的濕度下降，以減少所在環境的濕度。1前百濕度是表示空氣潮濕程度的物理量，它主要是指設施內空氣的相對濕度。在一定的溫度下在一定體積的空氣里所含有的水汽越少，則空氣越干燥；相反，水汽越多，則空氣越潮濕。人類的生產、生活等各種活動與濕度有著密切的關系，同時也是工業生產時最基本最常見的工藝指數。隨著社會的不斷發展，人們對自己的生存環境也越發關注，而且人體的舒適度和情緒都與空氣中溫濕度有直接的關系。現如今，濕度控制系統的種類有很多種，而且它的實現方式有很多樣：可采取PLC、基于單片機和Labview語言等多種實現方式去體現它的功能。通過Labview語言和基于PLC來實現功能的方式雖然存在很多的優勢。但基于我現在所了解的專業知識及對單片機的廣泛認知度，采用單片機系統來設計濕度控制系統更方便此設計。2硬件系統設計此系統的硬件部分主要將由鍵盤控制、數字濕度采集模塊、報警電路、控制模塊、LED數碼管顯示電路等幾大模塊組成。系統通過數字濕度傳感器來采集特定環境下的濕度，并將所采集的數據送入單片機中，將測量值與設置的濕度范圍進行對比以此來控制環境的濕度。如圖2-1所示。

濕度控制系統設計——O1 二——＞LED顯示模蒙—單片機—STC89C52=＞加程控制蟄操報雌路? =＞去源控制模塊圖2-1系統結構圖2.2單片機STC89C52簡介本設計系統所選的是STC89C52單片機。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能：8k字節Flash，512字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內置4KBEEPROM，MAX810復位電路，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52單片機引腳圖如圖2-2所示。(T2)P1,0匚(TZEXjPtl匚P12CP13EP14匚(MOSI)P1.5C(MISO)F1.G(T2)P1,0匚(TZEXjPtl匚P12CP13EP14匚(MOSI)P1.5C(MISO)F1.G匚(SCK)F1.7匚RSTEiRX2，F3Q匚(TXD)P3J匚flNTD)P33匚:1yL戶33匚(TD)P3.4匚(T1)戶33匚-onnI-23456圖2-2?314?54D3G3837兜充343332引腳圖?

初2828VCCPCCi：A20>PC1JPC2<AD2)PC3FC4i：A34)PC￡(AD5)PC6PQ7(AD7)EAVPPALE-PROGP2ENP27iA15；P26(A14;P2￡i：A13]1 jiJA■r*濕度控制系統設計ClR1JRESEC.4P.U.4KEYILZFECEY.HANKEYPIOPWPllPCIF12P^2.F13ClR1JRESEC.4P.U.4KEYILZFECEY.HANKEYPIOPWPllPCIF12P^2.F13KjP3P54P15P05FltfPWFITP07P30RXDP20P31,TKDP21P31INT0P22P33IKT1P23P34.TDP24P35,T1P25P36XIP27EAVPPRDiPj-X2WRP找ALEPRDGRESETPEEKU1STCESC52二詠P27VCC丁34^-皿-蔡一鵬募一J5vcc

丁COM2■=■COM2■=■GXDCON2GNDGMD2.3 GMD2.3 濕度采集模塊圖2-3單片機電路模塊該系統設計要求濕度測量范圍在30?80%RH之間，測濕精度在土5%RH,DHT11溫濕度傳感器,它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術,確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件,并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式儲存在OTP內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。產品為4

濕度控制系統設計針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據用戶需求而提供。2.3.3濕度測量電路VCCVCC步,采用單總線數據格式,一次通訊時間5ms左右,具體格式在下面說明，當前數據傳輸為40bit,高位先出。由原理圖可得，濕度測量電路主要由溫濕度傳感器DHT11組成，如圖2-5所示。圖2-5濕度采集電路模塊電源模塊該模塊主要通過兩個10uf的電容及兩個104的二極管構成的。濕度控制系統設計圖2-6電源模塊電路鍵盤及LED顯示8處只圖2-7顯示模塊電路圖2.5.2鍵盤模塊鍵盤電路采用獨立式按鍵接口設計，一共設置了3個按鍵，按鍵的作用分別是加、減、設置選項。除此之外，在復位電路中，還有一個復位鍵。鍵盤電路如圖2-8所示。濕度控制系統設計圖2-8鍵盤模塊電路圖報警電路模塊圖2-9報警電路原理圖濕度控制模塊在本設計中，濕度控制模塊和濕度檢測模塊一樣，是較為關鍵及重要的一個環節。首先要完成單片機接收STC89C52檢測到由特定環境下濕度轉換而來的數字信號。接著在中斷響應中，單片機要完成數據收集、數字濾波、判斷是否越限、標度轉換處理、繼續顯示當前濕度、與設定值進行對比、輸出控制信號等一些功能，該模塊主要實現加濕及除濕設備的控制。控制模塊根據所測濕度的大小來控制所測環境的濕度。本設計采用兩個裝置來控制濕度，一個是超聲波加濕器另一個是電機小風扇。一部分就是增加濕度的蒸汽機，也就是用來增加空氣濕度的加濕設備；另一部分就是降低濕度的的吹風機，也就是用來減小空氣中的濕度含量，這兩個方面合起來共同實現空氣濕度的自動調節。去濕模塊當所測濕度高于設定的濕度范圍的上限時，單片機就發出指令使電吹風驅動，然后使環境的濕度降低。在本設計中，濕度的的調節還可以進行手動調節。當你按下JIAKEY鍵時，電機會加速運轉；相反的，當你按下JIANKEY鍵時，電機則會

濕度控制系統設計減速運行；當你按下ZFKEY鍵時，電機將停止運行而不管濕度檢測信號。并且在此過程中，濕度檢測電路還會不斷的將濕度信號送入處理器中。同時當前濕度值會通過數碼管顯示出來，但此時濕度檢測信號不會改變吹風機的工作，直到滿足濕度在要求范圍內的時候。如圖2-11所示為去濕電路模塊，主要采用了一個驅動芯片L298。其引腳排列如圖2-10中所示。加濕模塊當所測環境的濕度低于設定的濕度范圍下限值時，單片機就會發出一條指令信號，驅動超聲波加濕器開始加濕。采用的是G5V-1繼電器。如電路圖2-12所示。TIASinR6U2DIODEPT^PTIASinR6U2DIODEPT^PGND圖2-11加濕模塊電路圖3軟件設計

濕度控制系統設計系統的軟件主要是采用C語言，對單片機進行編程實現各項功能。主程序對模塊進行初始化，然后調用溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。主程序流程設計圖3-1圖3-1主程序流程圖圖3-1為該電路流程圖，X為STC89C52所采集到的濕度值，Y為控制的定值，即50%RH。DHT11的信號發送用戶主機（MCU）發送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉換到高速模式，待主機開始信號結束后，DHT11發送響應信號，送出40bit的數據，開觸發一次信采集。信號發送如圖所示。WD,圖3-2