基于单片机的智能风扇--毕业设计

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1、编号焦作师范高等专科学校毕业论文智能风扇的设计系(部):理工学院专业:应用电子技术班级:1301班学号:1212121212121学生姓名:王行宽指导教师:安洋职称:2016年5月智能风扇的设计摘要本设计为一种温控风扇系统，以80C52单片机作为智能电风扇控制系统的测量和控制核心。具有灵敏的温度感测和显示功能，系统AT89C5单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。可由用户设置高、低温度值，测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇，控制状

2、态随外界温度而定。所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中，利用PWM脉宽调制技术控制电机的转速，用DS18B20温度传感器来完成温度的采集，用液晶12864LCD显示来室温及风扇的的挡。通过数字温度传感器对外界环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动调节档位，实现“温度高、风力大、温度低、风力弱”的性能本设计。25智能风扇的设计1一系统方案论证与选择31.核心控制模块的选择32温度传感器的选用33控制核心的选择44显示电路45调速方式46控制执行部件5二系统理论分析与计

3、算51．系统的总体设计52．单元模块的设计及实现52.1单片机模块622DS18B20模块62.3LCD12864液晶显示模块62.4电机驱动模块72.5电源模块72.6USB电路图82.7智能风扇原理图83各模块的实物图93.1电机驱动模块93.2DS18B2093.3LCD286493.4单片机103.5直流电机104.资料说明114.1单片机的选择由于较熟悉52单片机，所以选择现用的单片机。114.2DS18B20资料说明114.3LCD12864资料说明15254.5电机驱动模块资料说明214.6外部供电电压范

4、围资料说明23三总体方案及主程序241总体方案242源程序24四实验结果30五心得体会3125一系统方案论证与选择1.核心控制模块的选择本系统实现风扇的温度控制，需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停机控制部件。2温度传感器的选用温度传感器可由以下几种方案可供选择：方案一：选用热敏电阻作为感测温度的核心元件，通过运算放大器放大由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号，再用AD转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。方案二：采用热电偶作为感测温度的核心元件，

5、配合桥式电路，运算放大电路和AD转换电路，将温度变化信号送入单片机处理。方案三：采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件，直接输出数字温度信号供单片机处理。对于方案一，采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不敏感，在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差，并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性，其本身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路予以纠正，但不仅将使电路复杂稳定性降低，而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的温度变化。故该方案不适合本系统。对

6、于方案二，采用热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较大提高，其测温范围也非常宽，从-50摄氏度到1600摄氏度均可测量。但是依然存在电路复杂，对温度敏感性达不到本系统要求的标准，故不采用该方案。对于方案三，由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大转换等电路的误差因素，温度误差很小，并且由于其感测温度的原理与上述两种方案的原理有着本质的不同，使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出，简化了系统程序设计，又由于该传感器采用先进的单总线技术（

7、1-WRIE），与单片机的接口变的非常简洁，抗干扰能力强。关于DS18B20的详细参数参看下面“硬件设计”中的器件介绍。253控制核心的选择方案一：采用电压比较电路作为控制部件。温度传感器采用热敏电阻或热电偶等，温度信号转为电信号并放大，由集成运放组成的比较电路判决控制风扇转速，当高于或低于某值时将风扇切换到相应档位。方案二：采用单片机作为控制核心。以软件编程的方法进行温度判断，并在端口输出控制信号。对于方案一，采用电压比较电路具有电路简单、易于实现，以及无需编写软件程序的特点，但控制方式过于单一，不能自由设置上下限动

8、作温度，无法满足不同用户以及不同环境下的多种动作温度要求，故不在本系统中采用。对于方案二，以单片机作为控制器，通过编写程序不但能将传感器感测到的温度通过显示电路显示出来，而且用户能通过键盘接口，自由设置上下限动作温度值，满足全方位的需求。并且通过程序判断温度具有极高的精准度，能精确把握环境温度的微小变化。故本系统采用方案二。4显示