智能温控风扇的设计.doc

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1、综合实验报告实验题目：智能温控风扇学生班级:电子14-2学生姓名:学生学号：38指导教师：实验时间:2016-9-15智能温控风扇的设计摘要基于检测技术和单片机控制技术，设计了一种智能温控调速风扇。阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。系统原理简单，工作稳定，成本低，具有一定的节能效果。通过单片机的控制我们实现了电风扇的主要功能：当按下开关键时，系统初始化默认的设定温度为25度，如果外界温度高于设定温度电风扇进行运转，如果外界温度高于低于设定温度则风页不转动，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

2、度，同时按加减键退出设定功能。电风扇的自动控制，让电风扇这一家用电器变的更智能化。克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速困难。智能电风扇的设计具有重要的现实意义。关键词AT89C52/温度传感器/直流电机/模拟风扇1.1引言生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如，现在虽然不少城市家庭用上了空调，但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功

3、能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，不能两全其美。为解决上述问题，我们设计了这套温控自动风扇系统。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、停机动作，精确度高，动作准确。2整体方案的设计思路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

4、检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52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，一个提高预设温度，另一个降低预设温度值。系统结构框图：如图2-1所示。12AT98C52温度显示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方案论证本设计要实现风扇直流电机的温度控制，使风扇电机能根据环境温度的变化自动启停及改变转速，需要比较高的温

5、度变化分辨率以及稳定可靠的换挡停机控制部件。3主要原件的介绍系统主要器件包括DS18B20温度传感器、AT89C52单片机、四位LED共阴数码管、风扇步进电机。辅助元件包括电阻、电容、晶振、电源、按键、开关等。3.1温度传感器3.1.1温度传感器的种类和选择目前市场上常用的温度传感器有pt100，温敏电阻，DS18B20等等。本次设计我们采用DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器它具有以下特点：（1）独立的单线接口，只需一个接口引脚即可通信；（2）多点能力使分布使分布式温度检测应用得以简化；（3）不需外部

6、元件；12（4）可用数据线供电，不需要备用电源；（5）测量范围从-55摄氏度到+125摄氏度，增值量为0.5摄氏度；（6）以9位数字值方式读出温度；（7）在1秒（典型值）内把温度变为数字；（8）用户可定义的，非易失行的温度警告设置；（9）告警收索命令识别和寻址温度在编订的极限范围之外的器件；（10）应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计和各种热敏系统。3.1DS18B20的工作原理及其单片机的接口电路DS18B20内部结构如图3-1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。其

7、管脚排列如图3-2所示，DQ为数字信号端，GND为电源地，VDD为电源输入端。64位ROM和单线接口存储器和控制器高速缓存寄存器8位CRC生成器温度灵敏元件低温触发器TL高温触发器HL配置寄存器电源检测图3-1DS18B20内部结构图12图3-2DS18B20外形及管脚由于DS18B20只有一根数据线。因此它和主机（单片机）通信是需要串行通信，而AT89S51有两个串行端口，所以可以不用软件来模拟实现。经过单线接口访问DS18B20必须遵循如下协议：初始化、ROM操作命令、存储器操作命令和控制操作。要使传感器工作，一切处理均从序列开始。主机

8、发送（Tx）--复位脉冲（最短为480μs的低电平信号）。接着主机便释放此线并进入接收方式（Rx）。总线经过4.7K的上拉电阻被拉至高电平状态。在检测到I/O引脚上的上升沿之后，