智能除濕控制裝置設(shè)計(jì)

摘 要：本文以AT89S52單片機(jī)作為控制核心設(shè)計(jì)冷卻除濕器控制系統(tǒng)，利用SHT11濕度傳感器采集空氣中的實(shí)時(shí)濕度，傳感器將濕度和溫度信號(hào)傳送給單片機(jī)，根據(jù)控制方案，在LCD1602上顯示濕度上限值、實(shí)時(shí)濕度和溫度。當(dāng)環(huán)境濕度高于限定值時(shí)自動(dòng)除濕并聲光報(bào)警，仿真調(diào)試結(jié)果正確，基本實(shí)現(xiàn)了智能除濕功能，精度高，響應(yīng)快。

關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；SHT11；智能除濕

中圖分類號(hào)：TP273.5

空氣中濕度的變化對(duì)人體的舒適度和情緒都有直接的影響[1-4]，本文基于單片機(jī)對(duì)于數(shù)字信號(hào)的高敏感性和可控性、濕度傳感器可以采集實(shí)時(shí)濕度信息并傳送至單片機(jī)的性能，設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心的一套智能除濕器控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)包括核心單片機(jī)控制模塊、實(shí)時(shí)濕度信號(hào)采集模塊、顯示模塊、按鍵輸入模塊、除濕越限報(bào)警模塊和除濕模塊。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案

AT89S52是一種高性能、低功耗的CMOS 8位微控制器，片內(nèi)8KB可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器。使用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器制造技術(shù)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。擁有8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[5-6]。

傳感器選擇選用SHT11作為濕度檢測(cè)元件。SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款數(shù)字溫度傳感器芯片，具有高度集成、測(cè)量精確度高、封裝尺寸小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。將濕度感測(cè)、溫度感測(cè)、信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換等功能集成到一個(gè)芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的總體硬件電路圖如圖2所示。

圖2 總體硬件電路

2 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)整體的程序流程圖如下圖3所示。

圖3 主程序流程圖

系統(tǒng)啟動(dòng)后，LCD顯示器上顯示兩行，第一行為初始設(shè)定濕度值，第二行顯示為實(shí)時(shí)濕度和溫度。濕度上限可以通過(guò)按鍵加減改變，檢測(cè)到的實(shí)時(shí)濕度與設(shè)定的濕度上限相比較，如果實(shí)時(shí)濕度值大于設(shè)定濕度上限，則啟動(dòng)除濕功能進(jìn)行除濕，同時(shí)LED燈亮報(bào)警。直到檢測(cè)到的濕度低于上限時(shí)，除濕模塊停止工作。系統(tǒng)保持檢測(cè)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境濕度。SHT11溫濕度傳感器仿真：轉(zhuǎn)換按鈕用來(lái)轉(zhuǎn)換溫濕度調(diào)節(jié)狀態(tài)，通過(guò)增加減小調(diào)節(jié)按鈕可以調(diào)節(jié)傳感器的輸出值。傳感器仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 SHT11仿真圖

除濕和報(bào)警模塊仿真：當(dāng)傳感器輸出的濕度信號(hào)大于設(shè)定的濕度上限時(shí)，越限報(bào)警模塊的LED燈D2亮，蜂鳴器BUZ1鳴響，發(fā)出越限報(bào)警，代表除濕模塊的LED燈D6亮，表示除濕模塊開始工作。常規(guī)除濕報(bào)警模塊的仿真結(jié)果如圖5（a）所示。

SW1為溢出開關(guān)，如果蓄水池中液位過(guò)高，觸動(dòng)溢出開關(guān)，則除濕模塊停止工作，D6熄滅。溢出報(bào)警電路工作，LED燈D3亮，蜂鳴器BUZ2鳴響。越限報(bào)警電路并不停止工作。溢出報(bào)警仿真如圖5（b）所示。

（a） （b）

圖5 除濕報(bào)警模塊仿真圖

系統(tǒng)硬件如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)硬件圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了以單片機(jī)作為控制核心的除濕器控制系統(tǒng)，利用傳感器SHT11采集當(dāng)前環(huán)境中的實(shí)時(shí)濕度信息。單片機(jī)根據(jù)傳感器傳入的信號(hào)采取相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)控制除濕模塊工作、聲光報(bào)警、實(shí)時(shí)顯示濕度等功能?？梢酝ㄟ^(guò)加減按鍵設(shè)定濕度上限，如果傳感器檢測(cè)到的濕度高于濕度上限，除濕模塊工作，同步報(bào)警；實(shí)時(shí)濕度低于上限時(shí)，系統(tǒng)處于檢測(cè)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境濕度。

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作者簡(jiǎn)介：徐軍峰（1975-），男，高級(jí)工程師，碩士，主要研究方向：電子醫(yī)療器械；劉學(xué)林（1982-），男，工程師，主要研究方向：電子醫(yī)療器械；白潔芳（1975-），女，回族，高級(jí)工程師，主要研究方向：電子醫(yī)療器械。

作者單位：河南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所，鄭州 450003