智能风扇设计文档

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1、《智能风扇控制》课程设计说明书题目：智能风扇设计院系：理工学院班级：电子51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

2、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。智能风扇的设计151一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55调速方式56控制执行部件6二系统理论分析与计算61．系统的总体设计62．单元模块的设计及实现62.1单片机模块722DS18B20模块8

3、2.3LCD12864液晶显示模块92.4电机驱动模块102.5电源模块112.6USB电路图112.7智能风扇原理图113各模块的实物图133.1电机驱动模块133.2DS18B20143.3LCD2864143.4单片机153.5直流电机164.资料说明174.1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。174.2DS18B20资料说明174.3LCD12864资料说明314.5电机驱动模块资料说明394.6外部供电电压范围资料说明42三总体方案及主程序421总体方案422源程序43四实验结果5

4、0五心得体会5051一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，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

5、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

6、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51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（1-WRIE），与单片机的接口变的非常简洁，抗干扰能

7、力强。关于DS18B20的详细参数参看下面“硬件设计”中的器件介绍。3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作温度，无法满足不同用户以及不同环境下的多种动作温

8、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。514显示电路方案一：采用八共阴数码管显示温度，动态扫描显示方式。方案二：采用液晶显示屏LCD显示