基于单片机的温控风扇设计

基于单片机的温控风扇设计

摘要：在烈日炎炎的大夏天，工作中的人们止不住的流着汗，风扇不停地在转动。随之而来人们对风扇的不断探索，对科技的不断提高，人们的生活中温控风扇这一项目也走进了人们的生活和生产当中，温控风扇可以根据环境温度和人们的需求来改变转速的高低，这不但节约来我们宝贵的资源，也使人们的生活质量有了大大的提高。

此次我们所设计的温度控制风扇的设计是能够非常的好的发现外界的温度，此次我们用到的是用ATC89C52用来作为单片机的芯片的，用发动机来控制风扇的转动速度。利用DS18B20的数字的温度传感器来进行感受到外界的温度，把感应到的温度在进行传送，通过ATC89C52的确认处理来改变电动机转动速度的大小，并且可以人为设定启动和停止温度，制定spec来达到生活和生产中的要求。

关键词：单片机；温控风扇；温度传感器；控制器

第一章序言 4

1.1研究背景 4

1.2 论文研究的意义 4

1.3 国内外研究现状 5

1.4研究的内容 6

第二章系统的总体设计 7

2.1 系统的总体设计概括 7

2.2使用方法的论证 7

2.2.1 选择合适的温度传感器 7

2.2.2 选择合适的控制核心 8

2.2.3 选择合适的显示器件 8

2.2.4 选择合适调节速度的方法 9

第三章温控风扇系统的硬件设计 10

3.1各部分器件的介绍 10

3.1.1 温度传感器的介绍 10

3.1.2 LED数码管的介绍 10

3.1.3 单片机的介绍 12

3.2 电路设计 12

3.2.1 独立按键模块 12

3.2.2 反向驱动与转速改变模块 13

3.2.3 LED数码管显示设计模块 14

3.2.4 开关复位与晶振模块 15

3.2.5 环境温度变化检测模块 16

第四章温控风扇系统的软件设计 17

4.1 程序的编辑 17

4.2 Keil C51的介绍 18

4.3用到的仿真软件 19

4.3.1 仿真软件Proteus的介绍 19

4.3.2 用Proteus进行仿真 19

第五章设计系统的调试 20

5.1 系统的不足和展望 20

5.2对系统的软件调试部分 20

5.3对系统的硬件调试部分 21

5.4 调试中遇到的麻烦和解决办法 21

5.5电路系统的功能 21

5.5.1 电路系统完成的功能 21

5.5.2 系统功能分析 22

5.6 注意事项 22

总结与展望 24

小结并致谢 25

参考文献 26

毕业设计附录 27

第一章序言

1.1研究背景

风扇这一种电器在我们的日常生活中经常会使用到，但是我们所用到的一般都是传统风扇档速由人来设定的，每当到季节交替时节的时节，白天的时候温度还是很高，在这个时候电风扇需要高速旋转、需要大的风量，使人们感到凉爽；但是早晚温差较大到了晚上环境温度下降，人处于熟睡状态，身体温度降低，所需要的环境温度升高但是风扇依旧是白天的转速导致人感冒。我们生活中常见的风扇都是挡位调节，而且是人工的，不能自己自动调节，当人们在熟睡时通常是无法来改变风扇挡位的，然而我们普遍的采用定时器关闭这种做法虽然是好用，但是定时的长短是有一定的限制，一般情况下在一个小时到两个小时之间，另外也是有可能在一两个小时之后，风扇就停止了转动，但是这个时候还是很热的，这样还是存在着很多的弊端。想要从根本解决问题从时间上来进行改变，也不是一件容易的事情，若是控制不好可能有害人们的健康，最后导致人们患上感冒。想要电子产品保持的温度比较低，就必须要求风扇功率大、风速大、风量大，而这样大功率、大风量、高转速的风扇一般噪音比较大。如果想要噪音较小的风扇，就必须要进行消音处理，这样又会造成电子设备成本增加，总是不能两全其美。

风扇在我国已经有了半个世纪的历史了，无论在农村还是城市使用的概率的是非常大的，据调查在十年钱风扇的产量就已经超过了1亿台。由于普通的风扇不是太复杂，科技也比较低，所以除了我国国内使用量比较大，我国还大批量的出口到世界很多发展中国家。

1.2 论文研究的意义

通过对外部环境的检测让风扇在温度低的时候可能停止，温度高的时候可以自动开启，并且根据外部环境的变化改变风扇的转速，当外部的环境实际温度过高时风扇的转动速度变快，当外部的环境实际温度比较低的时候风扇的转动速度就会变慢，温度低到一定程度风扇就会不再转动，从而实现风扇的智能控制。我们这次的设计意义重大，对于当前我国资源的紧急情况可以有一点缓解作用，并且还能够提高人们的生活水平，为我们的子孙后代谋福。

1.3 国内外研究现状

在这一个世纪来，温度传感器飞速进步，大体上可以分为以下阶段：含敏感元件的传统分立式温度传感器；我们用户必须根据实际的需要来选择系统的配置，当然了，在实际的运用和生产之中，人们为了能够达到更好的控制系统，一般采取多个系统集成在一起来做到相互之间取长补短。就当今而言，目前新型的温度传感器正在由模拟式向数字式发展、由集成化向智能化趋势发展、更趋向于网络化的发展方向。温度控制系统无论是在国内还是国外的各个领域都有这不可或缺的地位。温度控制系统是人们用来取暖、供热非常重要的设备驱动来源，温度传感器从出现到现在已有了200多年的历史了。在这两个多世纪，由低端到高端，由简单到复杂不断发展，并且随着工业生产不断发展和人们对温度控制精确度的不断提高，这使得控制技术得到非常迅速的发展的同时带动了温度控制系统的发展。随着人类科技水平的不断提高，我们所掌握的只是越来越多我们能够研究出的东西越来越精密。所有的温度系统都无从例外的有着自己的优点和缺点，我们用户必须根据实际的需要来选择系统的配置，当然了，在实际的运用和生产之中，人们为了能够达到更好的控制系统，一般采取多个系统集成在一起来做到相互之间取长补短。

温度控制设计在中国乃至世界的各行各业有着大量的应用，但是目前就生产方面的温度控制器来说，总体的水平仍然不高发展还是有局限性，与德国、美国、日本等许多先发达国家相比较依然还是落后的。目前我们发明温度传感器只能适用一些较为低端的温度控制，很难控制延时、精密、时变的温度系统控制。但是想要适应在时变控制系统和较高的控制场合的人性化，我国的技术显然还不够成熟，形成产业化商品化并且能够达到人为控制参数的自定义，在日本、美国、德国等其他国际已有了技术较高的成熟产品。但是因为国外技术我们并不能拿到以及我国目前对开发工作的落后，目前在性能方面比较可靠的自整定的软件我们国家还没有开发出。在发达国家温度控制系统的发展还是非常迅速的，并且在自适应、人性化、参数自整定等等很多项目都取得了优异的成果。美国、英国、德国和法国等技术领先的国家，都生产出了很多精密的温度控制器并且配有自整定，并且在其他各个行业都有着广泛的应用。

1.4研究的内容

本文研究的第一步整理设计思路，第二步就是硬件模块的选择和使用，然后对各个模块进行调试和仿真。具体步骤如下：

（1）研究的意义以及提出问题，并且阐述本文的主要基本结构和内容。

（2）硬件设计：对我们所有用到的各个模块进行介绍，并且对主要的模块要进行设计。

（3）软件设计：首先程序设计使用Keil C来完成，最后完成程序设计之后，进行软件的调试与仿真。

（4）对系统部件的调试：首先就是要把实物做出来，然后对所做出来的实物进行再次调试。

（5）建议与总结。

参考文献

[1]. 刘海成.AVR单片机原理及测控工程应用[M].北京航空大学出版社2008.3

[2]. 毕万新,景福文. C语言程序设计（第四版）[J]. 大连理工大学出版社. 2005.8

[3]. 谭浩强.C程序设计（第三版）[J].清华大学出版社.2005.7

[4]. 周兴华.AVR单片机C语言高级程序设计[M].中国电力出版社.2008.3