温控电风扇 毕业论文

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1、本科生毕业论文（设计）系（院）物理与电子工程学院　专业电子信息工程论文题目温控电风扇学生姓名指导教师班级学号完成日期：2013年3月24温控风扇物理与电子工程学院电子信息工程[摘要]温控风扇系统采用51系列单片机STC89C52作为主控器，利用DS18B20数字温度传感器采集实时温度，经单片机处理后通过达林顿管ULN2003来驱动直流风扇的电机。根据采集的实时温度，实现了风扇的自起自停。温控风扇系统拥有自动和手动两种模式来调节风速，同时系统还设有5个不同档位,以及通过ST188反射式红外光电传感器检测风扇转速，并在LCD1602液晶屏上显示温度及档位。[关键词]DS18B20

2、自动调速自启自停引言随着社会经济的发展，科技也是日益进步，越来越多的产品趋向智能化、自动化，这不仅是未来发展的趋势，同时也是节约资源所必须的。所以无论是什么产品，都尽量的提高能源利用率，响应可持续发展国策。现代社会中，风扇被广泛的运用在各个领域，传统的风扇设计，仅需通电就可使用，不论是有没有人在场使用、环境温度是高是低的情况下都只会机械性地以一恒定转速转动，这种不合理的设计不仅浪费资源而且使用也不方便。而现阶段智能风扇可以根据环境温度的高低自行改变转速，可以自起自停，同时也可以满足人们手动调节风扇转速，使人们使用起来更方便。这样的温控风扇系统，不仅在公共场合、工厂等地适用，而

3、且在家居生活中也适用，特别是它的人性化设计，不仅满足了人们对于风扇的需求，也便捷了人们手动换挡的繁琐，此系统设计成本也低，便于推广。它的设计为现代社会人们的生活带来了诸多便利，在提高人们的生活质量、生产效率的同时并在一定程度上达到环保节能的功效。1整体方案设计1.1系统整体设计设计的整体思路是：利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机STC89C52进行处理，在LCD1602数码管上显示当前环境温度值以及档位,DS18B20检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位,同时采用PWM24脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速，最后再通过ST188测试风

4、扇转速。系统中设有自动调速和手动调速两种模式。系统结构框图如图1-1：图1-1系统结构框图1.2方案论证1.2.1单片机选择方案一：采用STC89C52作为系统的控制器。STC89C52是一种高性能、低功耗CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器。该单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可通过软件编程实现各种算法和逻辑控制，并有体积小、功耗低、技术成熟和成本低等优点。方案二：MC9S12XS128是”飞思卡尔”公司推出的S12系列微控制器中的一款增强型16位微控制器。其集成度高，片内支援丰富，接口模块包括SPI、SCI、I2C、A/D、PWM等[2]。

5、它在汽车电子、工业控制、中高挡机电产品等应用领域具有广泛的用途，但由于成本价高，编程操作工序复杂,体积还较大。基于以上分析拟订方案一，由STC89C52作为控制核心，对检测信号进行处理和显示、电机控制。1.2.2温度传感器选择方案一：DS18B20数字温度传感器。DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后新推出的一种改进型智能温度传感器。该器件温度分辨力极高，而且在对温度进行实时采集后直接输出数字量，简化了系统程序设计。又由于该温度传感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变得非常简洁，抗干扰能力强，误差较小。方案二：热敏电阻。通过热敏电阻感应外界温度，采集

6、会数据后通过模数转换模块AD080924进行转换后送入单片机进行处理。由于随着外界的温度升高，热敏电阻并不是呈线性变化，采集后会有误差，而且程序上处理麻烦。再者,功耗较大、占用空间大，不符合设计要求。基于以上分析拟订方案一，用DS18B20作温度采集模块。1.2.3电机驱动模块选择方案一：采用多个三极管驱动。三极管的主要特性是放大，三极管组成的级数愈多，放大的倍数愈大。而且三极管成本价又低，体积小，不需要任何程序处理。但是，一个三极管放大的倍数不能达到驱动电机的理想效果，设计中至少要2个以上，而且三极管易温漂，这样一来电路参数比较繁琐，参数易变。方案二：采用达林顿管ULN20

7、03驱动。ULN2003具有带负载能力强、温度范围宽、电流增益高、工作电压高的特点，常用于各种电磁阀、步进电机、伺服电机等功率较大的器件上。且不用设计任何电路参数。方案三：采用LM298驱动电机。LM298内部含有2个H桥，可以实现电机四种不同的转动方式，并且驱动的效果较ULN2003效果好。但是在程序的编写上要比后者复杂，电路组成也相对复杂些，加之成本又高于ULN2003，故舍去掉。基于以上分析拟订方案二，采用达林顿管ULN2003作为信号处理模块。1.2.4显示模块选择方案一：采用四位LED七段数码