基于单片机的温控智能电风扇.doc

浙江理工大学 《单片机系统设计及应用实验》 设计报告 题 目： 基于51单片机的温控智能电风扇 专 业： 机械电子工程 班 级： 机电11（1）班 姓 名： 叶惠芳 学 号： 2011330300302 指导教师： 袁嫣红 机械与自动控制学院 2014 年 7 月 3 日 目录 摘要 4 第一章 课程设计的目标及主要内容 5 1.1课程设计的目标及意义 5 1.2温控智能电风扇的主要内容和技术关键 5 1.2.1课程设计的主要内容 5 1.2.2技术关键 5 第二章 温控智能电风扇控制系统硬件设计 6 2.1课程设计总体硬件设计 6 2.2芯片及主要器件选择 6 2.2.1控制核心的选择 6 2.2.2温度传感器的选用 7 2.2.3显示电路 7 2.3芯片及器件介绍 7 2.3.1 AT89C51单片机 7 2.3.2 L298芯片介绍 8 2.3.3 DS18B20温度传感器 9 2.3.4LED数码管简介 11 2.4主要硬件电路 12 2.4.1温度检测电路设计 12 2.4.2 电机调速电路设计 12 2.4.3 PWM调速原理 13 2.4.4 LED数码管显示电路及按键电路 13 第三章 温控智能电风扇控制系统软件设计与实现 14 3.1 主程序 14 3.2 数字温度传感器模块 14 3.3电机调速与控制子模块 16 第四章 调试结果与总结 16 4.1 调试结果 16 4.2 课程设计总结 20 参考文献 21 附录一 22 附录二 23 附录三 24 摘要 电风扇与空调的降温效果不同，相较于空调的迅速降低环境温度不同，电风扇更加温和，适宜于体质较弱的老人与小孩。并且，电风扇价格实惠，使用简单。 现在市面上的电风扇大多只能手动调速，还外加一个定时功能。对于温差较大的夜晚，若不能及时改变风速大小后停止，很容易感冒着凉。所以本课程设计以AT89C51为核心控制系统根据外界温度的变化对电风扇进行转速控制，以实现自动换挡功能。除此之外，我们还设置了一个用户可以自己通过键盘设置最低温度的模块，一旦外界温度等于或是低于该设置温度，电机自动停止运行。 关键词：单片机 温度传感器 驱动器 智能调速 第一章 课程设计的目标及主要内容 1.1课程设计的目标及意义 夏天到了，空调是现代家庭中的主流降暑电器，但是对于老人与小孩，体质相对来说较弱，空调的使用易于受凉，所以家用电风扇，风速温和，既可以达到清凉的目的，又可防止空调带来的弊端。然而，现在市面上的家用电风扇大多只能手动调速再加一个定时器，功能单一。晚上后半夜与前半夜气温差比较大，若不能及时减小风速，很可能感冒。所以，我们在现有电风扇的功能至上增加了温度控制模块，电风扇的电机转速可以根据外界温度的改变而改变。 我们的主要实现的功能有以下几点： 用户可以手动设置温度下限，外界温度一旦与该设定温度相等或是小于该温度，电机自动停止转动。 当温度每降低2℃或是升高2℃，电机转速自动下降一个1.2温控智能电风扇的主要内容和技术关键 1.2.1课程设计的主要内容 课程设计采用了AT89C51单片机作为主要处理芯片，DS18B20作为温度传感器感知和传递外界环境的变化，然后通过51单片机进行一系列处理然后对12V的直流电动机进行转速的控制。 在直流电动机转速控制模块，采用了L298驱动器对电机进行驱动。在显示方面，用7SEG-MPX6-CC-BLUE数码管来显示外界温度的变化以及人1.2.2技术关键 温度传感器DS18B20的工作原理以及它内部对温度数据的处理方式，51单片机如何用程序将其输出数据读入，并进行处理。 L298驱动器的工作原理以及电机调速处理的实现方式程温控智能电风扇控制系统硬件设计 2.1课程设计总体硬件设计 系统总体设计硬件框图如图2.1所示 图2.1系统方块图 对于单片机中央处理系统的方案设计，根据要求，我们可以选用AT89C51单片机作为中央处理器。作为整个控制系统的核心，单片机内部已包含了定时器、程序存储器。数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器和定时器件，方便的构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高，是比较合适的方案。 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挡停机控制部件。 2.2芯片及主要器件选择 2.2.1控制核心的选择 采用AT89C51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。 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