【分享】2023级 周伟国 党伟莎 简易智能烘干机模拟系统设计

ooouka

基于迪文EKT043EDU串口屏的智能烘干机模拟系统

一、作品简介

本作品以迪文科技EKT043EDU串口屏开发板为核心，利用其内置的T5L双核处理器，完成温湿度采集、电机驱动、人机交互与云平台通信，实现一个完整的智能烘干机模拟系统。

系统硬件：一块EKT043EDU开发板、一个DHT11温湿度传感器、一个直流电机及驱动电路。

系统实现以下功能：

· 开机画面显示学校Logo、迪文公司Logo、题目与设计者信息
· DHT11实时采集并显示环境温度（0~50℃，分辨率1℃）与湿度（20%~90%RH，分辨率1%）
· 双模式电机控制：自适应模式（根据温湿度自动调速）与手动模式（五档触控调速）
· 温湿度阈值报警（阈值可通过屏幕手动输入）
· 迪文云平台远程数据查看与控制

二、工作原理

系统工作流程遵循“采集→决策→执行→反馈”的闭环控制逻辑，全部在T5L芯片内部完成。

（1）数据采集

DHT11采用单总线通信协议与T5L的GPIO连接。T5L的OS核按照DHT11时序要求发起通信：先将数据线拉低18~30ms触发传感器唤醒，释放总线并等待DHT11响应（80μs低电平应答信号），随后逐位读取40位数据（湿度整数+湿度小数+温度整数+温度小数+校验和）。T5L完成校验后，将温湿度值存入变量存储器（VP）供显示与控制使用。

（2）控制策略

· 自适应模式：T5L将温度（0~50℃）映射为temp × 2，湿度（20%~90%RH）映射为(hum − 20) × 14 / 10，取两者较大值作为目标占空比（0~100%限幅）。温度越高或湿度越大，电机转速越快。
· 手动模式：用户通过屏幕“加/减”按键向指定VP地址写入目标值，T5L读取后直接控制PWM输出，实现五档速度调节。

（3）PWM执行

EKT043EDU内置硬件PWM输出通道。T5L的OS核通过配置PWM相关寄存器设置频率与精度，将计算出的占空比写入PWM输出寄存器，硬件自动生成PWM波形驱动直流电机，无需CPU干预。

（4）报警机制

T5L实时比较当前温湿度与用户设定的阈值（通过DGUS“数据变量录入”控件存入VP地址）。任一数值超限时，T5L驱动蜂鸣器发声、LED点亮，同时在屏幕上显示报警图标。

（5）迪文云通信

EKT043EDU板载WiFi模块接口。T5L通过UART与WiFi模块通信，将VP中的温湿度数据定时上传至迪文云平台。用户可通过迪文云Web或APP远程查看数据、修改阈值。

三、设计思路

（1）处理器方案选择
EKT043EDU搭载的T5L芯片集成GUI核与OS核：GUI核专职处理显示与触控，OS核（兼容标准8051指令集）负责传感器读取、电机控制与逻辑运算。单芯片即可完成全部功能，结构简洁、成本更低、可靠性更高。

（2）DGUS界面设计

使用迪文DGUS软件完成全部界面设计，核心控件包括：

· 数据变量显示：实时显示温度、湿度、当前占空比
· 按键返回：实现自动/手动模式切换
· 数据变量录入：实现温度上下限（0~50℃）和湿度上下限（20%~90%RH）的手动输入
· 变量图标显示：用于报警状态的视觉提示

VP（变量存储器）是DGUS界面与T5L代码的数据桥梁，每个VP地址对应2字节数据。界面控件与VP地址绑定后，T5L代码通过读写VP即可完成数据交互。

（3）关键技术实现

· 硬件PWM：利用T5L内置PWM模块，CPU仅需计算并写入占空比，波形由硬件生成，释放算力资源。
· 双模隔离：自动模式使用tar_duty（算法计算值），手动模式使用manual_duty（用户设定值），两变量独立存储、互不干扰。
· 上电初始化：T5L启动时向各VP地址写入默认值，解决VP存储器掉电随机的问题。
· 防呆设计：DHT11校验和验证、占空比0~100限幅、温度湿度有效范围限制。