單片機控制自動通風系統(tǒng)設計

朱文彬

摘 要：本文的主要內容是用單片機STC89C52為核心控制元件，設計一個通風系統(tǒng)。以單片機作為主控核心，在主控模塊上設有按鍵和通風設備。通風系統(tǒng)集溫度、濕度的檢測和LCD顯示于一體，通過單片機對溫度與濕度的檢測來實現換氣風扇的自動控制。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，其優(yōu)點是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，成本低，安裝使用方便。

關鍵詞：單片機；STC89C52；溫濕度傳感器；LCD

江蘇省職業(yè)技術教育學會2015-2016年度“國示范”課程建設專項課題《電氣技術應用專業(yè)核心課程及數字資源建設的實踐研究》（課題編號：XHZX2015060）。

一、系統(tǒng)原理框圖

本設計采用單片機為系統(tǒng)的控制核心，通過對環(huán)境的檢測與判斷后驅動換氣風扇，利用自然風的循環(huán)流動來降溫除濕，達到我們人體適應的環(huán)境同時還能直觀地顯示室內環(huán)境溫度、濕度等參數。

本次設計主要涉及了溫濕度的測量、顯示以及實現簡單控制。硬件方面有五個部分，即單片機部分、傳感器部分、LCD1602液晶顯示部分、報警模部分及按鍵設置部分。其系統(tǒng)框圖如圖1所示：

圖2 DHT11與單片機系統(tǒng)的連接圖

本系統(tǒng)接通電源后，顯示電路顯示當前溫度值和濕度值，同時單片機系統(tǒng)讀取單總線溫濕度傳感器檢測的溫度、濕度值，經溫濕度轉換后送到顯示單元，圖中STC89C52單片機每2秒鐘從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時顯示。液晶屏上同時顯示溫濕度上限值（該上限值保存于外部EEPROM存儲器中），同時該值可通過按鍵上下調整設定。當溫度或濕度值超過上限值時，報警信號點亮報警燈，并經驅動電路控制外部風機或加熱器工作，實現溫、濕度調整。

二、各部分組成電路原理

1.傳感器電路

傳感器部分使用的主要器件是DHT11數字溫濕度傳感器。通過DHT11檢測出當前環(huán)境下的溫濕度，將該測數據送給單片機進行分析、處理。因為DHT11采樣信號為模擬量信號，所以本系統(tǒng)每間隔2s采集一次數據送入單片機。單片機的P1.7口連接傳感器DHT11的Pin2（單總線，串行數據），實現串行數據交換。由于測量范圍小于20米，因此在傳感器的Pin2口與電源之間連接一個5K上拉電阻。DHT11的電源端口Pin1和Pin4分別接單片機的VCC和GND端。傳感器的第三腳懸浮放置。DHT11傳感器的電路原理圖如圖2所示。

2.存儲器電路

電路采用AT24C04存儲器芯片，電路中，單片機將溫度上下限閥值和濕度上下限閥值存儲在該芯片中，使這幾個設定值得以掉電保存。

3.按鍵設定電路

本系統(tǒng)設計了4個按鍵，分別與STC89C52的P3.2-P3.5連接，作為整個系統(tǒng)溫濕度上、下限制的設定開關。

4個按鍵的功能如下：K1——溫度上限增加；K2——溫度上限減?。籏3——濕度上限增加；K4——濕度上限減小。

4.加熱、通風電路

（1）加熱電路

采用LED燈D1作為加熱器工作警告提醒標志，當單片機判斷出當前溫度檢測值低于下限值時，單片機控制報警燈D1燈點亮、繼電器K1吸合，使加熱器加熱。當溫度加熱至設定范圍內后停止加熱、D1熄滅。

（2）通風電路

當檢測到的濕度值超過上限值時，單片機控制報警燈D2燈點亮、繼電器K2吸合，使換氣風扇工作通風。當濕度降至設定范圍內后停止通風、D2熄滅。

參考文獻

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