本课题设计了一款数字加湿器系统，采用了自上而下的设计方法，将整个数字加湿器系统软硬件电路划分为LCD1602液晶屏电路、环境温湿度采集电路、蜂鸣器电路和继电器驱动电路等，在选择主核心解决方案时，STC89C51微控制器用作控制器，用于控制STC89C51微控制器的程序代码用C语言编写，在通过KEIL软件编译和生成HEX目标文件之后，它被烧入主控芯片。通过其GPIO管脚对LCD1602液晶屏、DHT11温湿度测量器、有源蜂鸣器和继电器的驱动，实现温湿度自动检测并且自动加湿功能。为了对设计成果的各个环节进行验证，以便从验证结果实现对数字加湿器系统的优化和改进，经过了多次的实验验证，本系统表现出了稳定的工作状态。
目录
一、 引言 1
（一） 数字加湿器的发展背景 1
（二） 数字加湿器的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 数字加湿器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 数字加湿器主控电路设计 4
（二） 环境温湿度检测电路设计 5
（三） 报警电路设计 6
（四） LCD1602显示电路设计 7
（五） 加湿器开关驱动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 数字加湿器的主程序流程设计 10
（二） 环境温湿度检测子程序设计 10
（三） 报警子程序设计 11
（四） 液晶显示子程序设计 12
（五） 继电器控制子程序流程设计 13
五、 实物安装与调试 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
数字加湿器的发展背景
本课题将要设计的这款数字加湿器系统经过多年的发展后，普遍都能够实现对系统参数的显示、高精度的温湿度检测、发送报警和继电器控制等一些功能，通过对现有的资料进行了详细查阅后可以总结出，数字加湿器系统的性能优劣与其内部的主控器件 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
的性能息息相关，在现在市场上，往往一些中高端的产品大多数都采用了全数字化微处理器芯片进行信号采集和处理，DSP处理器或者单片机和FPGA联合构建的架构是这些中高端产品最青睐的方案，由于DSP和FPGA芯片的内部硬件乘法器模块能够实现对信号快速的运算能力，尤其是需要一些卷积的算法，而大多数信号处理都需要这个运算过程，所以相比于单片机芯片，这种微处理器能够将数据运算过程表现的非常轻松。
在数字加湿器系统的多年发展过程中产生了许多不同特色的版本，每个版本都借助了当时微处理器生产和应用技术，从最初的1位或者4位型微处理器到如今的32位或者64位型微处理器，设计师们总是能够根据当时微处理器所能表现出的最大性能，设计出适合数字加湿器系统的程序代码并通过高性能微处理器去进行控制。
所谓的数字加湿器系统在架构方面不单单是一种硬件架构或者纯软件代码，它是一种将微处理器芯片、LCD1602液晶屏、DHT11型温湿度传感器、有源蜂鸣器和继电器等巧妙的连接在一起构成硬件系统后，随后通过C语言等程序语言编写出用于控制微处理器芯片的代码，通过编译器对C语言代码的编译功能将人机语言转换成机器代码后，通过特殊的烧录连接器将机器代码文件下载到微处理器芯片中进行执行，最终使得系统能够按照设计师所设计的动作进行执行，表现出各项智能功能，这就是所谓的数字加湿器系统，一种将硬件电路和软件代码统一起来的系统。
数字加湿器系统的发展过程中伴随着C语言、VHDL或者verilog等语言的进步而进步，在C语言刚问世时数据类型和逻辑关系非常模糊，数字加湿器系统通过此时的C语言只能够设计出一些功能较为单一或简单的功能，离如今的智能化概念还差很远，而随着C语言的不断发展后，经过了革新换代，各种复杂的逻辑运算、操作指令都被丰富化，设计师能够将要实现的功能通过C语言中功能丰富的操作指令等进行转换，与此同时多种类型的变量类型也使得运算具有了精度效果，32位或者64位的微处理器芯片通过C语言中双精度等浮点变量能够非常高的运算处理结果。
说到数字加湿器系统的发展过程，不得不说的是这种数字加湿器系统要想实现更多更复杂的智能化功能，必须要借助传感器模块，通过高性能的传感器将外部的非电量信号磁场、压力等）转换成电量信号电压、电流、电阻等），传感器研发技术在最近几年也取得了飞速的发展，带动了数字加湿器系统不断向高精度高智能化方向发展。
数字加湿器的国内外发展现状
通过对一份资料的调研可以总结出，近年来国内许多研究所或者企业都开始了对于数字加湿器系统的研究，经过了这几年的研究推出了一些中高端性能的数字加湿器系统，与此同时他们也正在对国外的先进传感器研发技术进行学习和掌握，期盼有朝一日能够自主设计出高端电路模块，将其植入到数字加湿器系统中。数字加湿器系统在最近几年时间内在性能方面取得了巨大的提升，另外在成本方面，通过对目前市面上中高低端三种不同级别的数字加湿器系统进行调查后发现，业内整体的成本水平正在呈现不断下降的趋势，但是性能却在不断提升。
国内外许多专家学者都有对数字加湿器系统进行了研究，结合科学技术的发展现状，设计师们能够从当前市面上选择出合适的微处理器芯片以及高性能传感器模块等，构建出较高性能的数字加湿器系统。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款数字加湿器系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的数字加湿器系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。然后，主题通过STC89C51主控微处理器和各功能模块的电路结构实现整个硬件系统，在设计过程中，整个硬件系统分为MCU的最小系统电路，参数显示电路，DHT11温湿度传感器电路，蜂鸣器电路和继电器驱动电路。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
数字加湿器的方案设计
本课题设计的这款采用STC89C51单片机微处理器来作为控制器的数字加湿器系统在方案方面将采用下图中的系统结构框图的架构来实现，在设计方案方面采用了自上而下的设计思路，即将所有要实现的预期功能指标划分成单独的功能模块，通过对各个功能模块的分别设计，最后按照下图中的架构连接关系实现汇总，如下图的架构框图所示，STC89C51单片机最小系统将作为核心部分，其周围的各个功能模块的作用可以描述为：按键模块主要由机械按键构成，用于实现对温湿度控制系统的各项参数进行设置；蜂鸣器报警电路用于实现发送报警的功能，实现对温湿度参数出现异常时进行报警，主要由蜂鸣器构成；LCD1602显示电路用于实现点阵显示的功能，用于实现对温湿度控制系统的温度和湿度两项数据进行实时显示，主要由LCD1602液晶屏组成；温湿度检测电路用于实现检测环境温度和湿度的功能，温湿度采集由DHT11传感器组成，收集的温度和湿度数据通过单个总线发送到51单芯片，见图21。

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