基于单片机的温控加湿降温风扇

方昌举 王巍 侯子聪 方湛 钟宇

摘  要：根据目前的社会状况，单片机在生活中的应用越来越广泛，风扇和加湿器的发展也越来越迅速，也更智能和更人性化。本设计为一种温控加湿风扇系统，有灵敏的温湿度感测与显示功能，用了STC89C51单片机，DHT11传感器、DS18B20温度传感器、1602液晶显示屏等构造一个温湿度风扇控制系统，实现温度和湿度检测与显示，并通过风扇进行降温、加湿等操作。而且可以由用户通过按键调整温湿度的上下限值，根据检测的温湿度进行相应操作。

关键词：温度;湿度;DHT11;DS18B20

1系統总体方案设计

1.1工作原理

本单片机对于外界温度和湿度进行检测，与温湿度设定值进行比较，然后在1602分上下行显示;分别通过风扇和加湿器进行降温和加湿功能。

1.2 设计思路

本风扇由STC89C51单片机主控模块、1602液晶显示模块、DHT11传感器模块、DS18B20传感器模块、风扇模块和加湿器模块等组成，设计思路如图1。系统程序采用C语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和温湿度采集模块、电机控制模块以及LCD1602显示模块等子程序组成。在 Keil uVision4 环境中对程序进行编译、调试，结合一些函数来实现各个模块对应的功能。 应用LCD1602显示屏，对风扇相关运行参数，如当前运行温度、湿度上下限的设定值进行实时显示。满足智能化、人性化的需求，具有一定的实际应用价值与可观的市场前景。[1]

1.2 设计思路

1.2.1 单片机对于外界温度和湿度检测

单片机与DS18B20 I/O口相连，在编写程序时运用C语言对其I/O进行声明及可完成温度检查，同理与DHT11 I/O口操作即可完成湿度的检测。

1.2.2 单片机对于温度与湿度的控制

单片机读取外界的温度与湿度并通过之前存入的设定值进行比较，并智能调控，如当前温度高于设定值电机转动并判断当前湿度是否合适来决定湿度模块的工作。

1.2.3 单片机对于温度与湿度的显示

通过1602电子显示屏来显示当前的外界温湿度、设定温湿度、当前系统的工作状态。

2 关键硬件设计

2.1 dht11传感器模块

DHT11是一款已校准数字信号输出的温湿度串行双向单总线传感器。精度湿度为±5%RH，量程湿度5到95%RH。由于它的温度检测没有 DS18B20精准，故不用DHT11检测温度，只用它检测湿度。它有四个引脚分别是VCC、DATA、NC和GND，原理图如图2。

2.2 DS18B20传感器模块

2.2.1 DS18B20介绍

它是单总线数字温度传感器，与单片机连接时只需要一条口线即可实现单片机与 DS18B20 的双向通讯。它的测量精度高，在 -10℃ 到 + 85°C范围内，精度为 ± 0.5°C ;DS18B20内集成了一个温度传感器、9字节RAM 、64位ROM和3字节EERAM，其中的EERAM在系统掉电后，它依旧可保存设定温度的设定值，原理图如图2，VCC接3到5V电源，GND接地，DQ接单片机的P24口。

2.3 1602显示模块

1602液晶模块内部有字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，每一个字符都有一个固定的代码。VSS，VDD接电源的地和接电源正极。RS 高电压是数据选择端，低电压是命令选择端;RW 高地平是读选择短，低电平是写选择端，E是使能信号。

2.4风扇与加湿器模块

加湿器选用的是市面上常用的专用微孔雾化片，拥有雾化量大、雾粒细腻和雾喷的高的特点，电压5V，电流300mA，功率20W，频率110KHZ，孔径5um，孔数740孔。风扇选用的是市面上常见的5v小风扇。它的设计和制造具有最高理论效率、极好的重载特性，能适应恶劣的环境。

5 结  语

在设计系统时，为了能够更好地采用模块化设计，分步的设计了各个功能模块，设计由单片机主控模块、1602液晶显示模块、DHT11传感器模块、DS18B20传感器模块、风扇模块、加湿器模块等组成。本项目的元件经过慎重的选择，选用了的DHT11传感器用来检测湿度，DS18B20传感器用来检测温度，然后将温湿度与设定值进行比较，通过风扇降温，加湿器加湿来调整室内的温度和湿度，打造令人舒适的环境。因为每个人对温湿度感受情况都不一样可以通过按键调整最适合自己的温湿度，实现了很好的人机交互。

参考文献：

[1]张少康，伊睿，鲍琦.基于单片机的智能温控风扇系统[J].电子测试，2019.

宿州学院第十五届大学生科研项目 基于单片机的温控加湿降温风扇 项目编号：KYLXZCXM21- 0216316EE3E-390C-4355-81EF-9E64DC6C3B7D