【正文】 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 生姓 名彭濤學(xué)號(hào)1219042班級(jí)電信 121專業(yè)電子與信息工程技術(shù)設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)指導(dǎo)教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式學(xué)生聯(lián)系方式張萬良副教授信息學(xué)院電子工程系1388120184518384574800設(shè)計(jì)內(nèi)容： 單片機(jī)分析采集到的數(shù)字溫度信號(hào)，再通過可控硅對(duì)風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 用戶可以在一定范圍內(nèi)設(shè)置電風(fēng)扇的最低工作溫度和最高工作溫度。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)。 溫度顯示在LED數(shù)碼管上 設(shè)計(jì)硬件電路，并制作實(shí)物。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。進(jìn)度安排：要有較為詳細(xì)的時(shí)間安排（時(shí)間具體到周）；（45周）確定任務(wù)，完成資料收集歸納，確定設(shè)計(jì)方案。（68周）完成電路原理圖繪制，繪制PCB圖，確定元器件的參數(shù)型號(hào)和數(shù)量。（910周）調(diào)試軟件，完成系統(tǒng)仿真。（1112周）完成硬件焊接和硬件調(diào)試。（1314周）完成軟硬件聯(lián)調(diào)測(cè)試。（1516周）完成論文寫作，準(zhǔn)備答辯材料答辯。主要參考文獻(xiàn)、資料(寫清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位)：[1] ：電子工業(yè)出版社，[2] [M].北京：新時(shí)代出版社，1999[3] ，2006,10[4] 梁廷貴、[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2003審批意見教研室負(fù)責(zé)人：年 月 日備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目　錄摘　要 1第1章　概述 2　STC89C52單片機(jī)簡介 2　本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 2第2章　方案選擇 4　溫度傳感器的選用 4　控制核心的選擇 5　顯示電路 5　調(diào)速方式 6　控制執(zhí)行部件 6第3章　硬件設(shè)計(jì) 7　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 7　控制裝置原理 7　溫度檢測(cè)和顯示電路 8　DS18B20的溫度處理方法 8　溫度傳感器和顯示電路組成 9　電機(jī)調(diào)速電路 10　電機(jī)調(diào)速原理 10　電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì) 11第4章　軟件設(shè)計(jì) 13　主程序 13　數(shù)字溫度傳感器模塊和顯示子模塊 14　電機(jī)調(diào)速與控制子模塊 15總　結(jié) 17附錄1　主要程序代碼 19附錄2　仿真圖 35附錄3　實(shí)物圖 36附錄4　元件清單 37 摘　要本設(shè)計(jì)為一種溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，具有靈敏的溫度感測(cè)和顯示功能，系統(tǒng)STC89C52單片機(jī)作為控制平臺(tái)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制?？捎捎脩粼O(shè)置高、低溫度值，測(cè)得溫度值在高低溫度之間時(shí)打開風(fēng)扇弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。所設(shè)高低溫值保存在溫度傳感器DS18B20內(nèi)部E2ROM中，掉電后仍然能保存上次設(shè)定值，性能穩(wěn)定,控制準(zhǔn)確。關(guān)鍵詞　單片機(jī)；溫度傳感器；智能控制。第0頁第1章　概述　STC89C52單片機(jī)簡介STC89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)4bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 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)置用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。STC89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。STC89C52單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)、計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，STC89C52單片機(jī)可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)、計(jì)數(shù)器，串行通行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位?！”驹O(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容本文以STC89C52單片機(jī)為核心，通過數(shù)字溫度傳感器對(duì)外界環(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)調(diào)節(jié)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，通過紅外發(fā)射和接收裝置及按鍵實(shí)現(xiàn)各種功能的啟動(dòng)與關(guān)閉，并且可對(duì)各種功能實(shí)現(xiàn)遙控，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)為從低到高共2個(gè)檔位，可由用戶通過鍵盤設(shè)定。(2)每當(dāng)溫度低于下限值時(shí),則電風(fēng)扇風(fēng)速關(guān)閉。(3)每當(dāng)溫度在下限和上限之間時(shí),則電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速緩慢。(4)每當(dāng)溫度高于上限值時(shí),則電風(fēng)扇風(fēng)速全速運(yùn)轉(zhuǎn)。第2章　方案選擇本系統(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?！囟葌鞲衅鞯倪x用溫度傳感器可由以下幾種方案可供選擇：方案一：選用熱敏電阻作為感測(cè)溫度的核心元件，通過運(yùn)算放大器放大由于溫度變化引起熱敏電阻電阻的變化、進(jìn)而導(dǎo)至的輸出電壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)處理。方案二：采用熱電偶作為感測(cè)溫度的核心元件，配合橋式電路，運(yùn)算放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，將溫度變化信號(hào)送入單片機(jī)處理。方案三：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。對(duì)于方案一，采用熱敏電阻有價(jià)格便宜、元件易購的優(yōu)點(diǎn)，但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微變化不敏感，在信號(hào)采集、放大、轉(zhuǎn)換過程中還會(huì)產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的RT關(guān)系的非線性，其本身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路予以糾正，但不僅將使電路復(fù)雜穩(wěn)定性降低，而且在人體所處溫度環(huán)境溫度變化中難以檢測(cè)到小的溫度變化。故該方案不適合本系統(tǒng)。對(duì)于方案二，采用熱電偶和橋式測(cè)量電路相對(duì)于熱敏電阻其對(duì)溫度的敏感性和器件的非線性誤差都有較大提高，其測(cè)溫范圍也非常寬，從50攝氏度到1600攝氏度均可測(cè)量。但是依然存在電路復(fù)雜，對(duì)溫度敏感性達(dá)不到本系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)，故不采用該方案。對(duì)于方案三，由于數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)換等電路的誤差因素，溫度誤差很小，并且由于其感測(cè)溫度的原理與上述兩種方案的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直接輸出，簡化了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，又由于該傳感器采用先進(jìn)的單總線技術(shù)（1WRIE），與單片機(jī)的接口變的非常簡潔，抗干擾能力強(qiáng)。關(guān)于DS18B20的詳細(xì)參數(shù)參看下面“硬件設(shè)計(jì)”中的器件介紹?！】刂坪诵牡倪x擇方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電偶等，溫度信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)并放大，由集成運(yùn)放組成的比較電路判決控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)高于或低于某值時(shí)將風(fēng)扇切換到相應(yīng)檔位。方案二：采用單片機(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)。對(duì)于方案一，采用電壓比較電路具有電路簡單、易于實(shí)現(xiàn)，以及無需編寫軟件程序的特點(diǎn)，但控制方式過于單一，不能自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度，無法滿足不同用戶以及不同環(huán)境下的多種動(dòng)作溫度要求，故不在本系統(tǒng)中采用。對(duì)于方案二，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，滿足全方位的需求。并且通過程序判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度，能精確把握環(huán)境溫度的微小變化。故本系統(tǒng)采用方案二?！★@示電路方案一：采用五位共陽數(shù)碼管顯示溫度，動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。方案二：采用液晶顯示屏LCD顯示溫度對(duì)于方案一，該方案成本低廉，顯示溫度明確醒目，在夜間也能看見，功耗極低，顯示驅(qū)動(dòng)程序的編寫也相對(duì)簡單，這種顯示方式得到廣泛應(yīng)用。不足的地方是掃描顯示方式是使五個(gè)LED逐個(gè)點(diǎn)亮，因此會(huì)有閃爍，但是人眼的視覺暫留時(shí)間為20MS，當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼將感覺不到閃爍，因此可以通過增大掃描頻率來消除閃爍感。對(duì)于方案二，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，從簡單實(shí)用的原則考慮，本系統(tǒng)采用方案一?！≌{(diào)速方式方案一：采用變壓器調(diào)節(jié)方式，運(yùn)用電磁感應(yīng)原理將220V電壓通過線圈降壓到不同的