基于单片机的智能温控风扇

南京信息职业技术学院毕业设计论文作者赵鹏雪学号11141P18系部电子信息学院专业物联网应用技术题目基于单片机的智能温控风扇设计指导教师周波评阅教师完成时间：2014年4月23日摘要：本次设计的单片机系统是基于单片机的智能电风扇设计。使用的控制芯片是AT89C51，用数字温度传感器DS18B20检测温度并通过数码管显示，通过继电器来实现小电流的单片机控制大电流的电风扇电机工作，利用单片机内部定时器实现电风扇定时时间的设定。本套系统的软件程序思想主要是通过实时温度与设定的温度上下限值进行比较后，控制电风扇启停、强弱挡，最终使环境维持让人舒适的温度。用户可以根据自身需求自行设定温度上下限值、电风扇启停及工作时间。用户设定的温度上下限值通过软件程序自动保存在数字温度传感器DS18B20内部的EPPROM内存单元中，掉电后数据不会丢失，不必劳烦用户每次启动风扇反复重新设定温度上下限值。【关键词】：智能，传感器，温控，风扇ABSTRACTThedesignisbasedonsingle-chipcontrolthermostatfandesignedtosensitivesensingtemperaturesensinganddisplay,thedesignAT89C51controlcenter,asthetemperaturesensorDS18B20sensorsensesthetemperatureoftheinternaltimersettimesetthelengthtocontroltheintensityandwindspeedfanswitchThedesignofsinglechipmicrocomputersystemisbasedonsinglechipmicrocomputerintelligenttemperaturecontrolfandesign.ThroughtherelaytoachievesmallcurrentSCMcontrollargecurrentoftheelectricfanmotorwork,realizeelectricfantimingtimeofinternalmicrocontrollertimersetting.Thissetofsystemsoftwareprogramthoughtmainlythroughreal-timetemperatureandsettingtemperatureupperandlowerlimitvalueaftercomparison,strongorweakandeventuallymaketheenvironmenttomaintainacomfortabletemperature.Theusercanaccordingtotheirownneedstosettemperatureupperandlowerlimit,electricfanstart-stopandworkingtime.UserstosetthetemperatureoftheupperandlowerlimitvalueautomaticallybythesoftwareprogramstoredinthedigitaltemperaturesensorDS18B20theinternalEPPROMmemoryunit,don'tneedtobothertheuserwitheachfanlaunchedagainandagaintoresettemperaturelimitupanddown.【KEYWORD】:Intelligence,sensors,temperature,fan目录1、引言...................................................................12、总体设计................................................................13、硬件设计................................................................23.1AT89C51单片机概述.................................................23.1.1AT89C51单片机组成.............................................33.1.2．AT89C51单片机的引脚结构......................................43.2DS18B20单线数字温度传感器............................................54、系统电路设计.............................................................64.1单片机最小系统电路设计...............................................64.1.1AT89C51单片机的最小系统.......................................64.2按键电路设计........................................................74.3控制电路设计........................................................84.3.1温度控制电路设计...............................................84.3.2声响控制电路设计...............................................84.4温控自动电路设计.....................................................94.4.1双向晶闸管介绍................................................94.4.2继电器介绍....................................................94.4.3电路设计......................................................94.5数码显示电路设计....................................................104.6电源电路设计......................................................114.6.1LM7805集成稳压器介绍.........................................114.6.2电路设计......................................................115、软件设计...............................................................125.1总体设计思想.......................................................125.2各部分的软件框图和程序..............................................125.2.1主程序流程图.................................................125.2.2温度显示子程序流程图.........................................13总结.....................................................................13附录.....................................................................14附录一电路原理图......................................................14附录二源程序..........................................................15致谢.....................................................................31参考文献..................................................................3211、引言电扇是人们日常生活中常用的降温工具，从开始的吊扇到现在的USB风扇，无处不见电扇的踪迹。虽然如今空调已经走进千家万户，但是电扇的低位还是无可取代，作为一种节能环保，并且廉价简单的降温工具，电扇还在很多人家发挥着自己独特的作用。顺应时代潮流，各种多功能的风扇逐渐在取代传统风扇。单片机作为一种智能化程度高，控制精度高，操作简单，廉价易得，抗干扰能力强等特点，越来越多的应用于智能化产品之中。市场上智能风扇产品相继问世，制作方法也多种多样，功能也逐渐完善，普遍都具有了手动变速和定时关闭等功能，相对而言，具备人性化，智能化的风扇还是很少，使用也并不广泛，而且在电子工艺高度发展的今天，智能化的步伐也越来越快，尤其是中国这个高速发展的国家，电扇的智能化也该向前迈进一个步伐。在中国市场上风扇还是有一定的市场份额的，几乎每个家庭都有风扇，具备价格便宜，摆放轻便，体积灵巧等特点，使得风扇在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，为提高风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，满足智能化的要求，智能风扇很具竞争力。大学四年即将结束，为了检验自己的学习情况，我决定使用之前所学习到的硬件只是结合相关的软件基础来制作一个基于单片机的智能温控风扇。基于对人性化与智能化相结合的考虑，同时基于对价格的考虑，本设计决定制作一个基于51单片机的智能温控风扇，该风扇具有随温度自动调节风速的功能，并且在无人时可以自动关闭，而且可以根据每个人的不同情况来设定基准温度，从而实现了人性化与智能化的双重目标。2、总体设计本设计的整体思路是：利用温度传感器DS18B20来检测环境温度，并直接输出数字温度给51单片机进行处理，并将实时温度、设置温度、风速显示在液晶12864上。设置温度辅以2个可调按键，一个提高设置温度，一个降低设置温度，设置温度只能是整数型式，检测到的环境温度可以精确到小数点后一位。本系统还配备一个红外探头，探测出风范围内是否有人，若无人则自动关闭风扇。2如图2-1所示。AT89S52单片机芯片电扇执行18B20温度采集5V电源下载接口继电器控制数码管显示蜂鸣器报警图2-1硬件总体框图3、硬件设计3.1AT89C51单片机概述在20世纪70年代时，当时的微电子技术正处在一个发展阶段，集成电路也属于中规模的发展时期，对于新材料新工艺尚未进入成熟阶段，单片机也是如此，仍处在一个初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能也比较简单，一般包括CPU、RAM，有的还包括了一些比较简单的I/O口，将I/O口集成到芯片上，单片机还组要将一些外围的其他处理电路共同构成一个完整的计算系统。类似的单片机还有Z80微处理器。1976年由INTEL公司推出的MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，因此逐渐推向了市场。MCS-48单片机由于它的体积小，功能全，价格低在市场上得到了广泛的应用，这为单片机的发展奠定了基础，在单片机的发展史上增添了亮丽的一笔，一个重要的里程碑。其后单片机进入多功能强大的发展阶段，由若干但公司研发约有几十个