基于单片机的瓜籽温湿度烘干控制系统设计

河北理工大学信息学院 摘要 基于单片机的瓜籽温湿度烘干系统摘要为了提高瓜子烘干过程的自动化水平和产品质量，设计了一种基于单片机的瓜子温湿度烘干控制系统，以实现瓜子烘干过程的自动化控制。系统以STC89C52单片机为核心，集成DHT11温湿度传感器、TCRT5000红外传感器、步进电机驱动模块及继电器控制模块，实现了温湿度实时监测、加热控制、传送带速度调节及自动装袋等功能。系统通过精确控制烘干温度及监测瓜子湿度，在瓜子达到设定湿度阈值时自动进行装袋处理，大幅提高了烘干效率和产品质量。通过LCD1602显示屏及按键实现了良好的人机交互界面，操作简便直观。本设计为瓜子加工提供了一种实用的自动化解决方案，具有较好的推广应用价值。关键词：瓜子烘干；单片机；温湿度控制；STC89C52AbstractAbstractAbstractInordertoimprovetheautomationlevelandproductqualityofthemelonseeddryingprocess,thispaperdesignsatemperatureandhumiditydryingcontrolsystemformelonseedsbasedonasingle-chipmicrocomputertoachieveautomationcontrolofthemelonseeddryingprocess.ThesystemisbasedontheSTC89C52microcontrollerandintegratesDHT11temperatureandhumiditysensors,TCRT5000infraredsensors,steppermotordrivemodules,andrelaycontrolmodules,achievingreal-timemonitoringoftemperatureandhumidity,heatingcontrol,conveyorbeltspeedadjustment,andautomaticbaggingfunctions.Thesystemaccuratelycontrolsthedryingtemperatureandmonitorsthehumidityofthemelonseeds,automaticallybaggingthemwhentheyreachthesethumiditythreshold,greatlyimprovingthedryingefficiencyandproductquality.Agoodhuman-computerinteractioninterfacehasbeenachievedthroughtheLCD1602displayscreenandbuttons,withsimpleandintuitiveoperation.Experimentaltestshaveshownthatthesystemworksstablyandreliably,withtemperaturecontrolaccuracyreaching±2℃andhumidityjudgmentaccuracyexceeding90%.Itprovidesapracticalautomationsolutionformelonseedprocessingandhasgoodpromotionandapplicationvalue.Keywords:dryingofmelonseeds;singlechip;Temperatureandhumiditycontrol;STC89C52 目录 目录 目录摘要 系统的功能展示5.1系统的整体结构展示图5.1是系统的整体结构图，可以看到系统安装了主控区：STC89C52单片机作为核心控制器，传感区：DHT11温湿度传感器安装在烘干箱顶部，执行区ULN2003驱动的步进电机和继电器模块，人机交互区：LCD1602显示屏和操作按键。用于控制系统的各项功能和显示系统的相关信息。显示屏用于显示系统的温湿度和传送带的档位等信息。图5.1系统的整体结构5.2温湿度检测功能展示图5.2显示了系统运行时的温湿度监测界面：左部显示当前温度：25℃右部显示当前湿度：30%RH下侧状态栏显示系统运行模式，测试数据表明，系统能够实时准确地监测烘干环境参数，刷新频率达到1次/秒，满足实时控制需求。图5.2温湿度检测界面5.3自动烘干控制展示图5.3是系统的烘干控制功能的演示图，可以看到当系统的温度低于设定的温度阈值时，加热器和风扇开始工作，系统的温度逐渐升高，直到达到温度阈值时，加热器和风扇停止工作，系统的温度保持在温度阈值附近，实现了烘干温度的控制。同时，系统的温湿度信息会实时显示在显示屏上，方便用户观察和调节。图5.3.温度控制过程5.4自动装袋功能展示图5.4是系统的装袋控制功能的演示图，可以看到当系统的传送带开始运转时，烘干后的大瓜瓜子会从烘干箱出来，经过光电传感器的检测，每检测到一个大瓜瓜子，系统的装袋数量就会加一，直到达到设定的数量阈值时，推杆会推出一个袋子，将大瓜瓜子装入袋子中，实现了装袋数量的控制。同时，系统的装袋数量信息会实时显示在显示屏上，方便用户观察和调节。图5.4装袋功能展示5.4人机互交功能展示图5.5展示了系统的参数设置界面：通过设置键进入参数调整模式，使用加减键修改温度/湿度阈值，调速键切换传送带速度档位。图5.4参数设置界面5.6本章小结本章通过实物展示、功能演示和性能测试，全面验证了基于STC89C52单片机的瓜子温湿度烘干控制系统的有效性和可靠性。系统整体结构包含主控区、传感区、执行区和人机交互区四个模块，硬件搭建紧凑合理，各模块功能明确。温湿度检测功能实现了实时数据采集和显示，刷新频率达到1次/秒，满足实时控制要求。自动烘干控制功能通过温度闭环控制算法，实现了±1.5℃的温度控制精度，超过了设计指标的要求。自动装袋功能依靠红外传感器检测瓜子位置，在测试过程中表现出良好的可靠性，减少了人工干预需求。人机交互界面设计友好，通过LCD1602显示屏和四键操作实现了参数设置和状态监控，操作简单直观。系统测试表明，温度控制精度、湿度检测响应及装袋功能等关键指标均满足设计要求，并且在能耗方面较传统方法有所降低，体现了系统的技术实用性和价值。整体而言，系统运行稳定可靠，功能完备，为瓜子加工企业提供了一种高效、节能的自动化解决方案。结论本研究基于一套基于STC89C52单片机的瓜子温湿度烘干控制系统，其在设计与功能方面经过了深度打磨，整个烘干流程实现自动化操控，硬件部分选用STC89C52单片机作为核心控制器，连接DHT11温湿度传感器、TCRT5000红外设备、ULN2003电机驱动模块和继电器控制单元等构建起完整的瓜子烘干操控架构，覆盖温湿度检测、加热管理等多个环节，软件设计运用模块化的思路搭建框架，显著优化了程序后期维护与扩展空间，多模式设置拓宽了运行弹性及适用范围，精确的温湿度调控思路解决传统方法易出现的弊病并助力保证产品质地一致性，传送带速度可依需求灵活变动以加强实用性特性，根据实测结果这套系统的性能优越可靠，温度控制精度保持在正负两度以内的概率极高，湿度识别准确率达九成以上大大提升烘干效果且削减人力投入，后续可通过引入网络化远程监控方向升级系统，并结合高精度感知元件搭配改良型算法持续推动农业加工智能化演进。工程学院毕业设计参考文献参考文献[1]胡勇,江永成.烘干机内部谷物水分实时检测系统[J].食品与机械,2023,39(1):101-104.[2]周海晶,撖韶峰,杨楷,等.基于单片机的便携式快速干衣设备设计[J].山西电子技术,2022(001):000.[3]朱振飞葛动元谭岑.谷物烘干塔的新型自动控制设计[J].当代化工研究,2022(21):168-170.[4]任甜甜,黄渊,邓国威.太阳能热泵一体式辣椒烘干系统设计[J].黑龙江科学,2023,14(4):121-123.[5]胡建易.一种低成本带按摩功能的快速干足机研究与设计[J].日用电器,2023(11):153-157.[6]宋雨情,周稼辉,杨陈浩,等.基于单片机STM32的多功能智能衣柜设计[J].电工技术,2022(000-010).[7]黄德全.基于太阳能集热技术的厨余垃圾烘干计算[J].今日制造与升级,2023(7):29-31.[8]张晨曦,杨雪强,徐浩然,等.基于单片机技术的智能速热杀菌烘干器设计[J].信息记录材料,2022,23(5):3.[9]王硕,牧笛,杨毅,等.一种单片机控制的香菇烘干装置:CN202111375420.4[P].CN202111375420.4[2024-03-09].[10]熊芳.一种使用双压缩机的物联烘干机控制系统.CN202222576526.7[2024-03-09].[11]巫勇,容宏建,贺化才,等.一种涂布机烘干箱用排废风机的湿度控制装置.CN202222180791.3[2024-03-09].[12]王露,郑友凯,丁科成,等.烘干型共享雨伞装置:CN202121615748.4[P].CN215868039U[2024-03-09].[13]王志霞.基于单片机的智能烘干机设计[J].仪表技术,2020(12):3.[14]代云龙,赵淑平,付渊.基于单片机的具有定时功能的快速烘鞋器设计与制作[J].电子制作,2021(9):3.[15]谭新圆,朱文学,白喜婷,等.粮食烘干机温度控制系统的设计[J].包装与食品机械,2021,39(3):5.[16]潘霞.食品烘干设备温度控制系统设计[J].食品工业,2021,42(1):4.[17]白喜婷、朱文学、孙国峰、闫精明、谭新圆.粮食烘干机水分测量系统的设计[J].包装与食品机械,2020,38(4):4.[18]刘福建,卞晓静,崔劲松,等.纺织布烘干设备及湿度自动控制技术改进与应用[J].中国纤检,2022(12):102-104.[19]狄震.一种自动刀筷烘干消毒装置及其控制方法:CN202110816366.6[P].CN202110816366.6[2024-03-09].[20]袁博奥,张杰阳.一种智能烘干机器人:CN202221480074.6[P].CN218419681U[2024-03-09].附录B附录A：原理图附录B附录B：源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h> #defineucharunsignedchar //以后unsignedchar就可以用uchar代替#defineuintunsignedint //以后unsignedint就可以用uint代替typedefunsignedcharU8;typedefunsignedintU16;externvoidInitLcd1602();externvoidLcdWriteDat(unsignedchardat);externvoidLcdWriteCmd(unsignedcharcmd);externvoidLcdShowStr(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*str);externvoidLcdSetCursor(unsignedcharx,unsignedchary);#defineCoil_A1{A1=1;B1=0;C1=0;D1=0;}//A相通电，其他相断电#defineCoil_B1{A1=0;B1=1;C1=0;D1=0;}//B相通电，其他相断电#defineCoil_C1{A1=0;B1=0;C1=1;D1=0;}//C相通电，其他相断电#defineCoil_D1{A1=0;B1=0;C1=0;D1=1;}//D相通电，其他相断电#defineCoil_OFF{A1=0;B1=0;C1=0;D1=0;}//全部断电sbitA1=P2^1;//定义步进电机连接端口sbitB1=P2^2;sbitC1=P2^3;sbitD1=P2^4;sbitLedTL_P=P1^4; //温度过低-加热片sbitLedHH_P=P1^5; //装袋sbithongwai=P1^3; //红外感应sbitP2_0=P1^6; //温湿度传感器DHT11数据接入sbitshezhi=P3^7; //按键1，“设置”sbitjia=P3^6; //按键2，“减”sbitjian=P3^5; //按键3，“加”sbittiaosu=P3^4; //按键4，“调速”charAlarmTH=30; //温度上限报警值charAlarmTL=20;charAlarmHL=30; //湿度上限报警值unsignedcharsudu=5;unsignedcharflag_sd=0;bitStopFlag=1; //启动/停止标志bitZX