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自动温控制电风扇系统设计报告(含电路原理图和程序).doc
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自动温控制电风扇系统设计报告(含电路原理图和程序).doc
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I
自动温控制电风扇系统设计
炎炎夏日酷热难耐,如今人们发明了空调降暑,但是空调吹出的凉爽并不是自然风,无益于人
们的生活健康,而且空调比较耗电,并不经济。电风扇作为传统的降温加电有其独特的降温优点,吹出
的自然风让人心旷神怡,而且经济实惠。而且考虑到传统的风扇只分为几个档位的调速,只能在一个档
位上以固定的速度转动,无法根据外界的温度来调节转速,来送出给人们合适的风速。根据以上的情况,
我们设计了自动温度控制风扇,此风扇的主要核心是 AT89C51 单片机,至于外界的温度探测我们使用温
度传感器 DS18B20。本次设计出的风扇主要想达到的预期目标功能为:首先我们设置了初始温度范围,
当按下开关时,温度就自动的设置在初始温度 24 度~29 度,如果外界温度高于设定的温度电风扇进行全
速运转,如果外界温度在设定的低温与高温之间风扇就会降速运转,若外界温度低于初始设定的低温时,
风扇则停止工作。至于如何能通过视觉直观的看见外界的温度则采用了数码管显示外界的温度,而且可
以显示出我们所设置的温度范围,同时加减键可以控制温度设定温度版块的退出。
本设计阐述了温控风扇的工作原理,硬件设计,软件实现过程。本设计的原理比较简单,采用的
元器件从功能的实现能力和经济出发,做到了经济实惠,而且简单易操作。
关键词:温度传感器 DS18B20,单片机,风扇,直流电机
II
Abstract
Hot summer is unbearably, and now people invented air conditioning down summer, but the air
conditioning was not naturally cool wind blowing, is not good to healthy people's lives, and air conditioning
more power, not economic. As a traditional cooling fan powered cooling has its unique advantages, natural
wind blowing people feel good, and affordable. And taking into account traditional fans were divided into
several stalls governor, only to fixed speed rotation in a stall, unable to adjust the speed according to the outside
temperature, to send to the people the right wind. Based on the above, we designed an automatic temperature
control fan, the main core of this fan is AT89C51 microcontroller, as we use the outside temperature probe
temperature sensor DS18B20. The design of the fan mainly want to achieve the desired objectives functions:
First, we set the initial temperature range, when the switch is pressed, the temperature is automatically set at an
initial temperature of 24 degrees to 29 degrees, if the outside temperature is higher than the set The temperature
of the fans were running at full speed, if the outside temperature is between the low and high temperature
setting fan will slow down the operation, if the outside temperature is below the low initial setting, the fan dose
not work. As to how to see the world through the intuitive visual temperature is adopted digital display outside
temperature, and shows that we can set the temperature range, the temperature may be controlled while
subtraction key set temperature area exit.
This design describes the working principle of temperature-controlled fan, hardware, software . The
principle of the design is relatively simple, using components from the ability to achieve and economic
functions of departure, so that affordable, and easy to operate.
Keywords: temperature sensor DS18B20, SCM, fan, DC motors
III
目 录
摘 要......................................................I
ABSTRACT...................................................II
目 录....................................................III
1 绪论......................................................1
1.1 课题研究的背景 ............................................1
1.2 研究的主要内容 ............................................1
1.3 应解决的关键问题 ..........................................2
2 方案论证 .................................................2
2.1 温度传感器的选用 ..........................................2
2.2 控制核心的选择 ............................................3
2.3 显示器的选择 ..............................................3
2.4 调速方式 ..................................................3
2.5 控制执行部件 ..............................................4
2.6 总体方案选择 ..............................................4
3 系统的硬件设计............................................5
3.1 硬件电路设计概述 ..........................................5
3.2 单片机电路设计.............................................5
3.3 复位电路的设计 ............................................6
3.4 时钟电路设计 ..............................................7
3.5 温度检测和显示电路 ........................................7
3.6 电机调速 ..................................................9
4 系统的软件设计...........................................10
IV
4.1 主程序模块 ...............................................10
4.2 数字传感器模块和显示子模块 ...............................11
4.3 电机调速与控制子模块 .....................................13
5 联调与测试...............................................14
5.1 仿真 ...................................................14
5.2 硬件调试 ...............................................15
结论.......................................................18
参考文献...................................................19
附录 A:系统原理图 .........................................20
录录 B:系统仿真图 .........................................21
附录 C:系统 PCB 图和实物图 .................................22
附录 D:系统源程序 .........................................24
1
1 绪论
1.1 课题研究的背景
随着科技的发展,空调的性能越来越好,既能升温又能制造凉爽,而且价格方面持续下降,因此空调越
来越受到人们的亲睐,与空调相比同样有制冷效果的电风扇的人气日趋下降。人们因此认为电风扇终将被空调所取
而代之,风扇的产业终将不复存在。事实真的是这样吗,作为有些业内有远见的人士则认为,家用的电风扇并不会
因为空调性能价格的优势从市场上消失,反而最近几年风扇的销量在稳步上升。出现此种情况的主要原因是空调虽
然可以有很好的降温效果,但是它的降温制冷是迅速的降温,对于孩子和老人来说,免疫力不是很好,温度的骤降
更容易导致他们感冒,考虑如此他们更愿意选择吹出自然风的风扇,因为风扇吹出的风更温和舒适。而且电风扇在
价格方面有绝对的优势,空调价格再低再降,也不会低于家用风扇的价格。风扇在耗电量上也是空调所无法媲美的,
总所周知,空调的耗电量相对来说还是比较大的,且风扇的构造简单易操作易安装。
随着人们对对生活质量的要求越来越高,传统的电风扇已经无法满足人们高质量生活的标准。现代科技
逐步向智能化发展,人们更青睐于自动化的操作,因此由微特电机作为主控制的风扇应运而生。
生活中我们经常会遇到很多设备都与温度相关,现在人们的生活条件都上升了,越来越多的家庭用上了空
调,但是在中国这个发展中国家,绝大部分的中国农村家庭还是使用着传统的家庭风扇来降温避暑,风扇占领了市
场的半壁江山,中国四季分明,春夏交替时节昼夜温度的差别比较大,白天温度很高,人们需要风扇高速转动来降
低温度,但是到了晚上气温有所下降,此时的风扇我们所希望的是它能降低转速,防止高风速使人着凉感冒,但是
晚上人们正在熟睡,无法控制风扇的档位,人们就考虑采用设置定时的装置,来定时关闭风扇,但是这种做法时间
有很大的限制,有时候夜幕温度并没有降低到人们舒适熟睡的温度,风扇就被定时装置所关闭。人们就会被迫起床
去重新启动风扇,这样影响了人们的睡眠质量,也影响了人们的心情,而且再次起床重新定时有可能这一次设置的
时间比较长,当夜幕温度已经降的比较低的时候,风扇还在继续吹,这样比较容易使人感冒。考虑到这些,为了给
人们一个舒适的温度环境和睡眠,我们设计了自动温度控制风扇,此种风扇精度高动作迅速,能根据外界的温度做
出不同的动作,当外界温度比较高时风扇就会全速转动,达到最高风速,当外界温度在我们设定的温度范围之间时,
风扇就会中速转动,当外界温度低于我们设定的最低温度时,风扇就会自动关闭停止转动。此风扇的灵魂系统则是
单片机和温度传感器,同时此系统也集成了数码显示能显示实时的外界温度和所设定的初始温度范围。
1.2 研究的主要内容
本设计的核心灵魂器件是单片机 AT89C51,对于外界的温度探测我们选用了温度传感器 DS18B20,从而设计构
成了风扇自动控制系统的主要框架,对外界温度进行及时检测,风扇自动调节转速,输送舒适风。实现“温度高、
风力大、温度低、风力弱”的性能。另外,系统的各个模块的关闭和启动则由红外接收和发射装置来实现控制操作
和遥控。用户可以设定一个温度范围最低工作温度和最高温度之间,在外界温度低于设定的最低温度时,风扇不工
作,当室内温度在所设定的温度之间时候,风扇中速转动,当室内的温度大雨我们最初设定的最高温度上限时,风
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