毕业设计电风扇能控制系统设计.doc

河南质量工程职业学院 毕 业 设 计（论 文） 题目 机电工程系 专 业 电器商品检验 班 级 10商检1班 学生姓名 指导教师 2012年月日 智能电风扇控制系统概述 ……………………………………………………3 1.2 本设计任务和主要内容 ………………………………………………………3 第2节 系统主要硬件电路设计 ………………………………………………………5 2.1 总体硬件设计 …………………………………………………………………5 2.2 数字温度传感器模块设计 ……………………………………………………5 2.2.1 温度传感器模块的组成 …………………………………………………5 2.2.2 DS18B20的温度处理方法 ………………………………………………6 2.3 电机调速与控制模块设计 ……………………………………………………7 2.3.1 电机调速原理………………………………………………………………7 2.3.2 电机控制模块硬件设计……………………………………………………8 2.4 温度显示与控制模块设计 ……………………………………………………9 第3节 系统软件设计…………………………………………………………………10 3.1 数字温度传感器模块程序设计………………………………………………10 3.2 电机调速与控制模块程序流程………………………………………………15 3.2.1 程序设计原理 ……………………………………………………………15 3.2.2 主要程序…………………………………………………………………16 第4节 结束语…………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………20 基于单片机的智能电风扇控制系统 引 言 电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。 本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。 设计任务和主要内容 本设计以MCS51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。 本设计主要内容如下： ① 风速设为从高到低5个档位，可由用户通过键盘手动设定。 ② 当温度每降低2℃则电风扇风速自动下降一个档位。 ③ 当温度每升高2℃则电风扇风速自动上升一个档位。 ④ 用户可设定电风扇最低工作温度，当低于该温度时，电风扇自动停转。 系统主要硬件电路设计 总体硬件设计 系统总体设计框图如图2-1所示 图2-1 系统原理框图 对于单片机中央处理系统的方案设计，根据要求，我们可以选用具有4KB片内E2PROM的AT89C51单片机作为中央处理器。作为整个控制系统的核心，AT89C51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芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。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 数字温度传感器模块设计 温度传感器可以选用LM324A的运算放大器，将其设计成比例控制调节器，输出电压与热敏电阻的阻值成正比，但这种方案需要多次检测后