智能温控风扇设计Word格式文档下载.docx

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基于室内环境温度监测和单片机控制技术，设计了一种智能温控调速风扇。

从智能温控调节风扇速度的基本工作原理、模块化硬件设计、软件实现的过程。

系统原理工作稳定，成本低，具有一定的节能效果。

通过单片机实现控制智能温控电风扇的主要功能：

当按下开关按键时，系统初始化默认的设定温度为26度，如果外界温度高于设定的温度时，电风扇自动启动运转，如果外界温度低于设定温度则电风扇自动关闭，同时显示外界的温度。

可以设置所需的温度，并同时显示所设定的温度，同时可按加减键设定温度。

智能温控电风扇的随着外界温度自动控制风扇启动关闭，普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速，智能温控电风扇让电风扇这一家用电器变的更智能化。

也大量节约电能，因此智能电风扇的设计具有重要的现实意义。

关键词：

智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制

Esignofintelligenttemperaturecontrolfan

ABSTRACT

IndoorenvironmenttemperaturemonitoringandcontroltechnologybasedonMCU,designsanintelligenttemperaturecontrolfan.Thebasicworkingprinciple,theintelligenttemperatureadjustmentinfanspeedmodulehardwaredesignandsoftwareimplementation.Theworkingprincipleofsystemstability,lowcost,ithascertaineffectofsavingenergy.

ThroughtheMCUcontrolthemainfunctionoftheintelligenttemperaturecontrolelectricfan:

whentheswitchbuttonispressed,thesysteminitializedefaultsettingtemperatureto26degrees,iftheoutsidetemperatureishigherthanthesettemperature,theelectricfanautomaticstartupandrunning,iftheoutsidetemperaturebelowthesettemperature,theelectricfantoautomaticallyshutdown.Atthesametimethattheoutsidetemperature.Youcansetthedesiredtemperature,andatthesametimethatthesettemperature,andcansetthetemperatureswitch.

Intelligenttemperaturecontrolelectricfanwiththeoutsidetemperatureautomaticcontrolfanstartupandshutdown,theordinaryelectricfancannotaccordingtotheoutsidetemperatureautomaticallyadjustthespeedof,theintelligenttemperaturecontrolelectricfanforelectricfaninthehouseholdappliancesbecomemoreintelligent.Itsavesalargeamountofelectricenergy,thereforeithasimportantpracticalsignificancetothedesignofintelligentelectricfan.

KeyWords:

Intelligentcontrol，Hostcontroller,Auxiliarycontroller,Single-chipmicrocomputer,Timedcontrolling

目录

1绪论 3

1.1引言 3

1.2发展现状与应用领域 3

2整体方案的设计 5

2.1系统整体设计 5

2.2方案论证 5

2.3温度传感器的选择方案 5

2.4控制核心的选择 6

2.3显示电路的选择 7

2.4调速方式的选择 7

2.5控制执行部件的选择 8

3主要原件的介绍 9

3.1温度传感器 9

3.1.1温度传感器的种类和选择 9

3.1.2DS18B20的工作原理及其单片机的接口电路 9

3.2单片机 11

3.2.1单片机的种类及选择 11

3.2.2AT89C52单片机简介 13

3.2.3AT89C52的性能特点和芯片引脚图 15

3.3直流电机 16

4硬件设计 19

4.1开关复位电路 19

4.2数码管显示电路 19

4.3温度采集电路 20

4.4风扇电机驱动与调速电路 21

5软件设计 23

6系统调试 25

6.1系统存在的不足及展望 25

6.2调试过程中遇到的故障及解决方法 25

结束语 26

致　谢 27

参考文献 28

附　录1：

电路总图 29

附录2：

实物图 30

附录3：

源程序 31

附录4：

温控风扇清单 35

1绪论

1.1引言

在生活中，我们常常会接触到或者使用到一些跟温度有关的设备。

比如空调，虽然不少城市家庭用上了空调，可是我国大部分人口属于农村地区因此电风扇还是作为降温防暑必备电器设备，春夏（夏秋）交替时节，天气变化太快，气温降低时，电风扇还是高速运转妈，白天还好尤其到了晚上，气温降的比较低，人都已经入睡，风扇因该逐步减小转速，避免熟睡中的人感冒。

虽然常用电风扇有调节不同档位的功能，但还是须要人工手动更换不同的档位，一般常用风扇都有定时功能，可是定时时间长短有限制，一般是一两个小时，气温在一两个小时后气温依旧比较高，而风扇就关闭了，其功能不会随天气气温变化改变风扇风速大小。

又比如电脑，电脑中CPU发热比较高，需要利用风扇引起空气流动，带走热量，使电脑不至于发热烧坏。

要使电脑保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，而风扇的噪音与其功率成正比。

如果要低噪音，则要减小风扇转速，又会引起电子设备温度上升，不能两全其美。

为解决上述问题，我们设计了这款智能温控自动风扇系统。

本系统采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时作出小风、大风、停机相对的一些操作，精确度高，动作准确。

1.2发展现状与应用领域

当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制设备在各行各业中已经得到了充分的利用。

具有对温度进行实时监控的功能，以保证工业仪器，测量工具，农业种植的正常运作，它的最大特点可以实时监控当前环境温度的高低，并能同时控制电机运作。

它的广泛应用和普及使得人们在日常生活带来了方便，而且大大节约电能。

环境温度监测控制是利用单片机系统来完成的一个小型的控制系统。

现阶段运用与国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。

其发展趋势可以根据其性质进行相应的改进可以运用与不同场合的温度监测控制，并带来大量的经济效益。

它广泛应用于城市、农村、各种工业生产，在一定情况下亦适用于太阳能、锅炉，火电厂及对温度敏感的产业的自动控制和温度报警，是实现无人值守的理想产品，市场极为广阔，需求量大。

并且使用寿命长，适用范围广，安装极其容易。

2整体方案的设计

2.1系统整体设计

本设计的整体思路是：

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进行处理，在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。

其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。

同时也采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。

并通过两个按键改变预设温度值。

系统结构框图：

如图2-1所示。

单片机

LED显示

DS18B20

复位开关

PWM

驱动电路

直流电动机

图2-1系统结构框图

2.2方案论证

该设计实现风扇直流电机的温度控制，让风扇的电机能根据外部环境温度的变化自动启动关闭以及改变电机转速和换挡停机控制部件。

2.3温度传感器的选择方案

在本设计温度传感器选择方案中有以下两种方案：

方案一：

采用热敏电阻作为检测温度的核心元件，并通过运算放大器放大，可是由于热敏电阻会随温度变化而变化，进而产生输出电压变化的微弱电压变化信号，再经模数转换芯片ADC0809将微弱电压变化信号转化为数字信号，并将取得数字信号输入单片机显示。

方案二：

采用数字式的集成温度传感器DS18B20作为温度检测的核心元件，温度传感器DS18B20检测后会直接输出数字温度信号给单片机进行处理。

对于方案一，采用热敏电阻作为温度检测元件，价格便宜，但热敏电阻对温度的细微变化不太敏感，从而环境监测时可能出现问题。

在信号采集、放大以及转换的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，其自身电阻对温度的变化存在较大误差，虽通过一定电路处理可以修正，但电路变得更加复杂，而且在我们所在的环境温度变化过程中难以检测温度细微的变化。

故该方案不适合本系统。

对于方案二，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化等电路的误差因数，温度误差变得很小，而且不会增加电路处理，由于其检测温度的原理与热敏电阻检测的原理有着本质的区别，温度传感器DS18B20对温度分辨力极高。

温度值在器件内部转化成数字量直接输出显示，系统程序设计得到了简化，温度传感