发布时间 : 星期三 文章基于单片机的智能风扇控制系统设计，知网查重5.4%更新完毕开始阅读e5178d94a300a6c30d229f0d
摘 要
电风扇是夏天给人们降温的非常好的家用电器,智能风扇就是能根据温度的改变，风扇转速随之改变,现在的风扇很难做到这一点，只有人为的几档调速。夏夜温度下降后人们容易因熟睡而受凉，当温度升高时，它又不能根据温度的变化改变转速。
本设计智能风扇采用单片机AT89C51作为控制系统的核心，使用温度传感器DS18B20进行当前的温度采集，利用PWM脉冲宽度调制技术进行实时调速,并通过LED数码管显示当前温度。
关键词：单片机；温度传感器；风扇； PWM；
Design of Smart Fan Based on Single Chip Microcomputer
Abstract
Fan is very good for people cooling appliances in the summer. Smart Fan is according to changes in temperature, and fan speed changes. Now the fan is difficult to do this, only a few artificial stall speed.
The design of the fan control system uses AT89C51 microcontroller , the indoor temperature sensor DS18B20 temperature acquisition, use PWM pulse width modulation technology for real-time control, and displays the current temperature through the LED digital tube.
Key Words: Microcontroller；Temperature Sensors；Fan；
第一章 绪 论 ................................................................................................................................... 3
1.1引言..................................................................................................................................... 3 1.2 发展现状与应用领域 ...................................................................................................... 3 1.3 本次设计的主要任务和内容 ............................................................................................ 4 第二章 方案论证 ............................................................................................................................. 5
2.1 控制核心的选择 ................................................................................................................ 5 2.2 调速方式的选择 ................................................................................................................ 5 2.3 温度传感器的选择 ............................................................................................................ 6 2.4 显示电路的选择 ................................................................................................................ 7 第三章 主要原件的介绍 ................................................................................................................. 7
3.1 AT89C51简介 .................................................................................................................... 7 3.2 DS18B20简介 .................................................................................................................... 9 3.3四位共阳极数码管 ........................................................................................................... 11 第四章 系统主要硬件电路设计 ................................................................................................... 12
4.1 DS18B20的工作原理及其单片机的接口电路 ........................................................... 12 4.2 风扇PWM调速原理及其单片机接口电路 ................................................................. 14 4.3晶振及复位电路设计 ....................................................................................................... 15 4.4 数码显示电路 .................................................................................................................. 16 4.5按键连接电路 ................................................................................................................... 17 第五章 软件设计 ........................................................................................................................... 18
5.1 程序设置.......................................................................................................................... 18 第六章 系统调试 ........................................................................................................................... 18
6.1 软件调试.......................................................................................................................... 18
6.1.1 按键显示部分的调试 ........................................................................................... 19 6.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 ................................................................. 19 6.1.3 电动机调速电路部分调试 ................................................................................... 19 6.2 硬件调试.......................................................................................................................... 19
6.2.1 传感器DS18B20温度采集部分调试 ................................................................. 20 6.2.2电动机调速电路部分调试 .................................................................................... 20 6.3 系统功能.......................................................................................................................... 20
6.3.1 系统实现的功能 ................................................................................................. 20 6.3.2 系统功能分析 ....................................................................................................... 20
总 结 ............................................................................................................................................ 21 谢 辞..................................................................................................................................... 22 参考文献......................................................................................................................................... 22 附录 ................................................................................................................................................ 23
附录一：电路原理图 ............................................................................................................. 23 附录二：源程序 ..................................................................................................................... 24
第一章 绪 论
1.1引言
在现实生活中，我们要经常使用一些降温设备。虽然现在不少城市家庭都用空调设备作为降温工具,但在大部分农村家庭风扇仍然是作为夏季降温的主要工具。春夏或者夏秋交替季节，早晚温差比较大，白天温度很高，风扇应该转动的比较快，这样才能给人带来凉爽。到了晚上，气温下降的很多，当人们入睡后，风扇的转动速度应慢慢减下来，防止感冒。虽然现在的风扇有不同的档位可以调节，但都必须人工来换挡，当人们熟睡时就无能为力了。尽管现在普遍采用定时的方式解决这个问题，但定时时间有限，一般最多只有两个小时，在这两个小时内温度并不一定就会下降的很多，风扇关闭后，人们可能就会因为炎热再次醒来开启电扇，这样会使人的睡眠质量大大降低。从以上的分析可知，需要设计出一种很智能化的电风扇来解决。本设计用单片机作为控制核心，用温度传感器采集当前温度，LED数码管显示实时温度，并根据当前检测到的温度，输出不同占空比的PWM脉冲信号，从而风扇实现了不同的转速。
1.2 发展现状与应用领域
当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。具有对温度进行实时监控的功能，以保证工业仪器，测量工具，农业种植的正常运作，它的最大特点是能实时监控周围温度的高低，并能同时控制电机运作来改变温度。它的广泛应用和普及给人们的日常生活带来了方便。
简易温度监测控制器是利用单片机系统来完成的一个小型的控制系统。现阶段运用与国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。其发展趋势可以根据其性质进行相应的改进可以运用与不同场合的温度监测控制，并带来大量的经济效益。
它广泛应用于城市、农村、各种工业生产，在一定情况下亦适用于太阳能、锅炉及对温度敏感的产业的自动控制和温度报警，是实现无人值守的理想产品，
市场极为广阔，需求量大。并且使用寿命长，适用范围广，安装极其容易。
1.3 本次设计的主要任务和内容
本设计是以AT8951单片机为主要控制核心，利用51单片机对温度传感器采集到的数据进行处理，并且通过各种电子元器件对电风扇各种工作状态进行实时控制，从而可以达到用户的要求。
本次设计主要完成以下内容：
(1)可根据预设温度自动调节风扇转速，当当前温度大于预设温度上限，风扇转速较高；小于预设温度上限，大于预设温度下限风扇转速较低；小于预设温度下限风扇自动关闭。
(2) 预设温度可通过按键增加或减少，三个按键。第一个为功能键按第一下显示温度上限设置，按第二下显示温度下限设置，按第三下显示环境温度。第二个键为温度设置加键，按一下加五度。第三个键为温度减键，按一下温度减一。 (3) 可以实现对风扇转速的手自动控制。
(4)自动模式下，通过对温度信号的检测，实现对风扇转速的智能控制。 (5) 数码管可以对环境温度进行显示，并显示风扇档位。