【正文】 電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫度控制智能電風(fēng)扇專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 201268 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校電氣與信息工程系系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 11/12學(xué)年 下 學(xué)期 2012 年 6 月 4 日專業(yè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化班級(jí)電力1010（1）課程名稱單片機(jī)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的溫度控制智能電風(fēng)扇指導(dǎo)教師陳曉云老師起止時(shí)間—周數(shù)1周設(shè)計(jì)地點(diǎn)電氣系機(jī)房設(shè)計(jì)目的：1. 掌握keil編程軟件及proteus單片機(jī)仿真軟件的使用；2. 學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)的特性及單片機(jī)的應(yīng)用；3. 熟悉掌握單片機(jī)的編程語言。設(shè)計(jì)任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：本設(shè)計(jì)是以51單片機(jī)為主要控制核心，用51單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)用戶設(shè)定信號(hào)數(shù)據(jù)的采集以及分析，能通過溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并用各種可控型電子元器件對(duì)電風(fēng)扇各種工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“溫度高，風(fēng)力大，溫度低，風(fēng)力弱”的性能的控制，以達(dá)到用戶需求從而建立一個(gè)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求：1. 先確定設(shè)計(jì)方案并查閱相關(guān)資料；2. 學(xué)習(xí)keil編程軟件及proteus單片機(jī)仿真軟件并開始繪制電路原理圖；3. 編寫程序并調(diào)試；4. 要求在proteus單片機(jī)仿真軟件上調(diào)試出預(yù)定結(jié)果，作出報(bào)告。主要參考書及參考資料：[1] [1] ，2006，2 [2] 黃朝民，肖明清，2006,12 [3] ，2004,10教研室主任（簽名） 系（部）主任（簽名） 年 月 日新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)定意見設(shè)計(jì)題目： 基于單片機(jī)的溫度控制智能電風(fēng)扇 學(xué)生姓名： 張玉杰 專業(yè)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化 班級(jí)：電力1010（1）班 評(píng)定意見：評(píng)定成績(jī)： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日評(píng)定意見參考提綱：。，包括：學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度、實(shí)踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應(yīng)用能力等?；趩纹瑱C(jī)的溫度控制智能電風(fēng)扇摘要風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同——空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但電風(fēng)扇的風(fēng)更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用；電風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)電風(fēng)扇還是有許多地方應(yīng)當(dāng)進(jìn)行改良的，最突出的缺點(diǎn)是它不能根據(jù)溫度的變化適時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，對(duì)于夜間溫差大的地區(qū)，人們?cè)谙囊故褂秒婏L(fēng)扇時(shí)可能遇到這樣的問題：當(dāng)凌晨降溫的時(shí)候電風(fēng)扇依然在工作，可是人們因?yàn)槭焖鵁o法察覺，既浪費(fèi)電資源又容易引起感冒，傳統(tǒng)的機(jī)械定時(shí)器雖然能夠控制電風(fēng)扇在工作一定后關(guān)閉，但定時(shí)范圍有限，且無法對(duì)溫度變化靈活處理。本設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，通過溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而建立一個(gè)控制系統(tǒng)，使電風(fēng)扇隨溫度的變化而自動(dòng)變換檔位，實(shí)現(xiàn)“溫度高，風(fēng)力大，溫度低，風(fēng)力弱”的性能。另外，通過鍵盤控制面板，用戶可以在一定范圍內(nèi)設(shè)置電風(fēng)扇的最低工作溫度，當(dāng)溫度低于所設(shè)置溫度時(shí)，電風(fēng)扇將自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高于此溫度時(shí)電風(fēng)扇又將重新啟動(dòng)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、程序控制、自動(dòng)調(diào)溫、智能調(diào)速1設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，通過溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而建立一個(gè)控制系統(tǒng)，使電風(fēng)扇隨溫度的變化而自動(dòng)變換檔位，實(shí)現(xiàn)“溫度高，風(fēng)力大，溫度低，風(fēng)力弱”的性能。另外，通過鍵盤控制面板，用戶可以在一定范圍內(nèi)設(shè)置電風(fēng)扇的最低工作溫度，當(dāng)溫度低于所設(shè)置溫度時(shí)，電風(fēng)扇將自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高于此溫度時(shí)電風(fēng)扇又將重新啟動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：① 風(fēng)速設(shè)為從高到低5個(gè)檔位，可由用戶通過鍵盤手動(dòng)設(shè)定。② 當(dāng)溫度每降低2℃則電風(fēng)扇風(fēng)速自動(dòng)下降一個(gè)檔位。③ 當(dāng)溫度每升高2℃則電風(fēng)扇風(fēng)速自動(dòng)上升一個(gè)檔位。 ④ 用戶可設(shè)定電風(fēng)扇最低工作溫度，當(dāng)?shù)陀谠摐囟葧r(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)停轉(zhuǎn)。2總體設(shè)計(jì)方案鍵盤輸入熱釋電紅外傳感器溫度傳感器（DS18B20）AT89C51數(shù)碼管發(fā)光二極管蜂鳴器繼電器 系統(tǒng)框圖對(duì)于單片機(jī)中央處理系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，我們可以選用AT89C51單片機(jī)作為中央處理器。作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，單片機(jī)內(nèi)部已包含了定時(shí)器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等硬件，其硬件能符合整個(gè)控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲(chǔ)器芯片和定時(shí)器件，方便地構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高，是比較合適的方案。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的溫度控制，需要有較高的溫度變化分辨率和穩(wěn)定可靠的換檔停機(jī)控制部件。 控制核心的選擇 采用8051單片機(jī)作為控制核心。以軟件編程的方法進(jìn)行溫度判斷，并在端口輸出控制信號(hào)。 以單片機(jī)作為控制器，通過編寫程序不但能將傳感器感測(cè)到的溫度通過顯示電路顯示出來，而且用戶能通過鍵盤接口，自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度值，能精確把握環(huán)境穩(wěn)度的微小變化。 溫度傳感器的選用 采用數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20作為感測(cè)溫度的核心元件，直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)供單片機(jī)處理 顯示電路 采用液晶顯示屏LCD顯示溫度 液晶體顯示屏具有顯示字符優(yōu)美，不但能顯示數(shù)字還能顯示字符甚至圖形的優(yōu)點(diǎn)，這是LED數(shù)碼管無法比擬的。但是液晶顯示模塊價(jià)格昂貴，驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜。 AT89C51單片機(jī)AT89C51是美國Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)檫寫的程序存儲(chǔ)器和12B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C52單片機(jī)屬于AT89C51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為1000次； 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM； 具有32根可編程I/O口線； 具有3個(gè)可編程定時(shí)器； 中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； 串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口； 具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR； 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； 具有可編程的3級(jí)程序鎖定位； AT89C51工作電源電壓為5（1+）V，且典型值為5V； AT89C51最高工作頻率為24MHz。 單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要有一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)中選擇了內(nèi)部時(shí)鐘方式和按鍵電平復(fù)位電路，來構(gòu)成單片機(jī)的最小電路。功能特性描述AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程?！　T89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合?！　T89C51有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本?！　T89C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89C51引腳功能說明：VCC（40引腳）：電源正VSS（20引腳）：接地P0端口（～，39～32引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1端口（～，1～8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者