基于單片機的溫控加濕降溫風扇

方昌舉 王巍 侯子聰 方湛 鐘宇

摘? 要：根據(jù)目前的社會狀況，單片機在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，風扇和加濕器的發(fā)展也越來越迅速，也更智能和更人性化。本設(shè)計為一種溫控加濕風扇系統(tǒng)，有靈敏的溫濕度感測與顯示功能，用了STC89C51單片機，DHT11傳感器、DS18B20溫度傳感器、1602液晶顯示屏等構(gòu)造一個溫濕度風扇控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度和濕度檢測與顯示，并通過風扇進行降溫、加濕等操作。而且可以由用戶通過按鍵調(diào)整溫濕度的上下限值，根據(jù)檢測的溫濕度進行相應(yīng)操作。

關(guān)鍵詞：溫度;濕度;DHT11;DS18B20

1系統(tǒng)總體方案設(shè)計

1.1工作原理

本單片機對于外界溫度和濕度進行檢測，與溫濕度設(shè)定值進行比較，然后在1602分上下行顯示;分別通過風扇和加濕器進行降溫和加濕功能。

1.2 設(shè)計思路

本風扇由STC89C51單片機主控模塊、1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊、DS18B20傳感器模塊、風扇模塊和加濕器模塊等組成，設(shè)計思路如圖1。系統(tǒng)程序采用C語言編寫，采用模塊化設(shè)計，整體程序由主程序和溫濕度采集模塊、電機控制模塊以及LCD1602顯示模塊等子程序組成。在 Keil uVision4 環(huán)境中對程序進行編譯、調(diào)試，結(jié)合一些函數(shù)來實現(xiàn)各個模塊對應(yīng)的功能。 應(yīng)用LCD1602顯示屏，對風扇相關(guān)運行參數(shù)，如當前運行溫度、濕度上下限的設(shè)定值進行實時顯示。滿足智能化、人性化的需求，具有一定的實際應(yīng)用價值與可觀的市場前景。[1]

1.2 設(shè)計思路

1.2.1 單片機對于外界溫度和濕度檢測

單片機與DS18B20 I/O口相連，在編寫程序時運用C語言對其I/O進行聲明及可完成溫度檢查，同理與DHT11 I/O口操作即可完成濕度的檢測。

1.2.2 單片機對于溫度與濕度的控制

單片機讀取外界的溫度與濕度并通過之前存入的設(shè)定值進行比較，并智能調(diào)控，如當前溫度高于設(shè)定值電機轉(zhuǎn)動并判斷當前濕度是否合適來決定濕度模塊的工作。

1.2.3 單片機對于溫度與濕度的顯示

通過1602電子顯示屏來顯示當前的外界溫濕度、設(shè)定溫濕度、當前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2 關(guān)鍵硬件設(shè)計

2.1 dht11傳感器模塊

DHT11是一款已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度串行雙向單總線傳感器。精度濕度為±5%RH，量程濕度5到95%RH。由于它的溫度檢測沒有 DS18B20精準，故不用DHT11檢測溫度，只用它檢測濕度。它有四個引腳分別是VCC、DATA、NC和GND，原理圖如圖2。

2.2 DS18B20傳感器模塊

2.2.1 DS18B20介紹

它是單總線數(shù)字溫度傳感器，與單片機連接時只需要一條口線即可實現(xiàn)單片機與 DS18B20 的雙向通訊。它的測量精度高，在 -10℃ 到 + 85°C范圍內(nèi)，精度為 ± 0.5°C ;DS18B20內(nèi)集成了一個溫度傳感器、9字節(jié)RAM 、64位ROM和3字節(jié)EERAM，其中的EERAM在系統(tǒng)掉電后，它依舊可保存設(shè)定溫度的設(shè)定值，原理圖如圖2，VCC接3到5V電源，GND接地，DQ接單片機的P24口。

2.3 1602顯示模塊

1602液晶模塊內(nèi)部有字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼。VSS，VDD接電源的地和接電源正極。RS 高電壓是數(shù)據(jù)選擇端，低電壓是命令選擇端;RW 高地平是讀選擇短，低電平是寫選擇端，E是使能信號。

2.4風扇與加濕器模塊

加濕器選用的是市面上常用的專用微孔霧化片，擁有霧化量大、霧粒細膩和霧噴的高的特點，電壓5V，電流300mA，功率20W，頻率110KHZ，孔徑5um，孔數(shù)740孔。風扇選用的是市面上常見的5v小風扇。它的設(shè)計和制造具有最高理論效率、極好的重載特性，能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。

5 結(jié)? 語

在設(shè)計系統(tǒng)時，為了能夠更好地采用模塊化設(shè)計，分步的設(shè)計了各個功能模塊，設(shè)計由單片機主控模塊、1602液晶顯示模塊、DHT11傳感器模塊、DS18B20傳感器模塊、風扇模塊、加濕器模塊等組成。本項目的元件經(jīng)過慎重的選擇，選用了的DHT11傳感器用來檢測濕度，DS18B20傳感器用來檢測溫度，然后將溫濕度與設(shè)定值進行比較，通過風扇降溫，加濕器加濕來調(diào)整室內(nèi)的溫度和濕度，打造令人舒適的環(huán)境。因為每個人對溫濕度感受情況都不一樣可以通過按鍵調(diào)整最適合自己的溫濕度，實現(xiàn)了很好的人機交互。

參考文獻：

[1]張少康，伊睿，鮑琦.基于單片機的智能溫控風扇系統(tǒng)[J].電子測試，2019.

宿州學院第十五屆大學生科研項目 基于單片機的溫控加濕降溫風扇 項目編號：KYLXZCXM21- 0216316EE3E-390C-4355-81EF-9E64DC6C3B7D