关于智能温度控制风扇的课程设计

课程设计报告题目：智能温度控制风扇学生姓名：汤玉学生学号：0806020230系别：电气信息工程学院专业：电子信息科学与技术届别：2013指导教师：贾鹏成绩目录摘要及前言......................................................(1)课题研究及其发展现状............................................(1)1课程设计的任务与要求..........................................(3)1.1课程设计的任务..............................................(3)1.2课程设计的要求..............................................(3)2方案制定.....................................................(3)2.1方案提出...................................................(4)2.2设计方案...................................................(6)2.3方案设计的特点.............................................(6)3各单元模块功能介绍及电路设计..................................(6)3.1数码管显示屏的构成.........................................(7)3.2温度检测电路设计..........................................(7)3.3电机驱动电路的设计.........................................(8)3.4系统处理芯片..............................................(10)3.4.1单片机选择..............................................(10)3.4.2单片机时钟设计..........................................(12)3.4.3系统复位电路............................................(13)3.4.4电源电路................................................(14)4智能温控节能风扇设计的仿真...................................(15)5原理图和所用软件.............................................(15)5.1Protel99SE原理图的设计....................................(15)5.2编程软件介绍..............................................(16)6设计小结.....................................................(18)7参考文献.....................................................(18)电气信息工程学院制2012年5月智能温度控制电扇设计学生：汤玉指导教师：贾鹏电气信息工程学院电子信息科学与技术摘要及前言摘要：随着绿色生活，低碳生活意识的普及，节能成为现代社会的一个主流命题，电扇的普及性，使得电扇智能化，节能化成为其改进方向，智能节能电扇在学生宿舍，食堂等处都有很强的实用性，该课题对于研究智能节能风扇，顺应低碳生活，节约能源有着一定启发意义。利用AT89C51单片机作为主控芯片，采用DS18b20温度传感器采集温度信息，数码管显示，经过一定算法使得，当温度超过设定的温度上限时最大风速，低于温度下限时停转，在上下限之间时候进行风速分级转动。该装置实现了温度控制风扇的智能化，方便人们日常生活。本系统控制温度，设置合理，成本低，可靠性高，具有较高实用价值。关键词：AT89C51单片机；DS18b20；数码管显示；温度控制；电风扇Designofintelligentenergy-savingtemperaturecontrolfanStudents:TangYuInstructor:JiaPengElectricalandInformationEngineeringDepartment,HuainanNormalUniversityAbstract:Withthegreenlife,lowcarbonthepopularityoflifeconsciousness,savingenergyandbecomeamainstreamofmodernsocietyproposition,theelectricfanuniversality,makeintelligentelectricfans,energyconservationasitsimprovingdirection,intelligentenergy-savingelectricfansina淮南师范学院电气信息工程学院201X届XXXX专业课程设计报告第1页studentdormitory,diningroomplacesuchasstrongpracticability,thistopicforresearchintelligentenergy-savingfan,conformwiththelowcarbonlife,saveenergyhasacertainenlighteningsignificanceuseAT89C51single-chipmicrocomputerasthemasterchip,thetemperaturesensorDS18b20collectiontemperatureinformation,adigitalpipedisplay,thatafteracertainalgorithm,whenthetemperaturemorethanoncesettemperaturemaximumsustainedwinds,belowthetemperaturelimitstalled,inbetweenthelowerwhenturningthedevicewindspeedclassificationrealizedthefan'sintelligenttemperaturecontrol,convenientforpeopledailylifethissystemcontroltemperature,setreasonable,Lowcost,highreliability,hashighpracticalvalue.Keywords:AT89C51single-chipmicrocomputer;DS18b20;Digitaltubedisplay;Temperaturecontrol;Electricfan前言电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。在日常生活中，由于单片机具有体积小、重量轻、集成度高、抗干扰能力强等特点，适用于小型自动控制系统中。风速的随着体温变化而自动控制，使人们在晚上熟睡时不至于温度下降而着凉，也不至于需要半夜起床开关电扇，具有一定实用意义。本文以此为目的，以单片机AT89C51为处理芯片，通过八段数码管显示温度，并且通过按钮调节温度上下限，间接调整风扇运转温度范围，并采用分级调速的思想，使得风速在不同温度时有分级的变化，达到智能控制和节能的目的。课题研究及其发展现状尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。淮南师范学院电气信息工程学院201X届XXXX专业课程设计报告第2页鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题我国已有相关专利申请，申请号为200520057178.6,目前市场上也已经有相关类似产品，比如自然风电扇成品，以及相关的自然风电扇科研作品，美的等电器厂家也于近几年相继生产了自然风电扇等类似产品如图2。有一种电风扇叫鸿运扇，风叶运转产生的风不是直接送风，而是推动一个转页轮旋转，改变风向，使人有和风习习的感受。这便是机械式自然风模拟电扇。图1图2还有一种自然风电风扇，采用电子计算机模拟，也称智能电扇。它的微电脑中存贮着许多程序，这些程序像音乐信号一样，使风扇的速度档数与时间都产生不规则的变化，因而产生“自然风”。所不同的是，智能模拟还可产生几种不同的“自然风”。这好比以前一支乐曲作基调，又增添新的旋律，创作出“变奏曲”一样，使风扇的速度档次和时间间隔更无规律，从而使电风扇送出的风更接近自然风，使人有身临天然环境的凉爽感。可是，自然风和温控电扇从效果和原理上仍然有一些差别，自然风采用随机风速，而此课题是根据位于体表附近的温度传感器感受是否此时温度适合用户，并用键盘设施欠温值，键盘用于速度较快或操作简化的场合然后进行判断以及自动分级调速处理，不至于使用户手动调速，或者处于熟睡状态中因风速过大而造成身体不适。市场所存在的相关产品，都是独立的产品，且价格相对较高。目前所有电扇开关都是人员手动，可以考虑采用热释人体红外，和温度传感系统检测室内有无人员以及室内温度，实现智能控制。目前还有温度控制风扇的专利。淮南师范学院电气信息工程学院201X届XXXX专业课程设计报告第3页1课程设计的任务与要求1.1课程设计的任务1．熟悉智能温控节能风扇的作用、分类、工作原理；2．掌握一种智能风扇系统（由独立器件或集成器件、显示系统、驱动系统、单片机等组成）的原理设计、参数推导（自己根据需要定功率、电源、显示、温度可调范围等具体功能参数）；3．掌握根据参数进行电子器件选型、设计应用电路的能力；4．掌握AltiumDesigner10画（.sch）电路原理图、（.pcb）印刷电路板图的能力；5.掌握雕刻机刻板及电路焊接、调试、封装的能力；6．掌握检测、记录、分析数据、得出结论的能力。1.2课程设计的要求很多场合都希望电风扇的转速控制具有智能性，能够根据现场的温度来自动调整转速，以保持一个适宜的温度。为了解决随温度变化电扇自动变速的问题，设计一个智能温度控制电扇，采用12V直流电机作为电扇，AT89C51单片机作为微控制器，利用LED数码管显示温度数据，ds18b20接受外界温度时单片机进行数据处理，使得电扇产生有差别的风速，实现温度对电扇风速的智能调控。使用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度做出风速的变换和开停，可供家庭使用与一般的依靠电风扇散热来降温的控制系统中[4]。2方案制定淮南师范学院电气信息工程学院201X届XXXX专业课程设计报告第4页2.1方案提出（以方框图模块化设计的形式给出至少2个方案，并简要说明）软件设计思路分为两层：第一层是该系统各个模块独立运作：1.DS1