单片机控制自动通风系统设计

朱文彬

摘 要：本文的主要内容是用单片机STC89C52为核心控制元件，设计一个通风系统。以单片机作为主控核心，在主控模塊上设有按键和通风设备。通风系统集温度、湿度的检测和LCD显示于一体，通过单片机对温度与湿度的检测来实现换气风扇的自动控制。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，成本低，安装使用方便。

关键词：单片机；STC89C52；温湿度传感器；LCD

江苏省职业技术教育学会2015-2016年度“国示范”课程建设专项课题《电气技术应用专业核心课程及数字资源建设的实践研究》（课题编号：XHZX2015060）。

一、系统原理框图

本设计采用单片机为系统的控制核心，通过对环境的检测与判断后驱动换气风扇，利用自然风的循环流动来降温除湿，达到我们人体适应的环境同时还能直观地显示室内环境温度、湿度等参数。

本次设计主要涉及了温湿度的测量、显示以及实现简单控制。硬件方面有五个部分，即单片机部分、传感器部分、LCD1602液晶显示部分、报警模部分及按键设置部分。其系统框图如图1所示：

图2 DHT11与单片机系统的连接图

本系统接通电源后，显示电路显示当前温度值和湿度值，同时单片机系统读取单总线温湿度传感器检测的温度、湿度值，经温湿度转换后送到显示单元，图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。液晶屏上同时显示温湿度上限值（该上限值保存于外部EEPROM存储器中），同时该值可通过按键上下调整设定。当温度或湿度值超过上限值时，报警信号点亮报警灯，并经驱动电路控制外部风机或加热器工作，实现温、湿度调整。

二、各部分组成电路原理

1.传感器电路

传感器部分使用的主要器件是DHT11数字温湿度传感器。通过DHT11检测出当前环境下的温湿度，将该测数据送给单片机进行分析、处理。因为DHT11采样信号为模拟量信号，所以本系统每间隔2s采集一次数据送入单片机。单片机的P1.7口连接传感器DHT11的Pin2（单总线，串行数据），实现串行数据交换。由于测量范围小于20米，因此在传感器的Pin2口与电源之间连接一个5K上拉电阻。DHT11的电源端口Pin1和Pin4分别接单片机的VCC和GND端。传感器的第三脚悬浮放置。DHT11传感器的电路原理图如图2所示。

2.存储器电路

电路采用AT24C04存储器芯片，电路中，单片机将温度上下限阀值和湿度上下限阀值存储在该芯片中，使这几个设定值得以掉电保存。

3.按键设定电路

本系统设计了4个按键，分别与STC89C52的P3.2-P3.5连接，作为整个系统温湿度上、下限制的设定开关。

4个按键的功能如下：K1——温度上限增加；K2——温度上限减小；K3——湿度上限增加；K4——湿度上限减小。

4.加热、通风电路

（1）加热电路

采用LED灯D1作为加热器工作警告提醒标志，当单片机判断出当前温度检测值低于下限值时，单片机控制报警灯D1灯点亮、继电器K1吸合，使加热器加热。当温度加热至设定范围内后停止加热、D1熄灭。

（2）通风电路

当检测到的湿度值超过上限值时，单片机控制报警灯D2灯点亮、继电器K2吸合，使换气风扇工作通风。当湿度降至设定范围内后停止通风、D2熄灭。

参考文献

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