【正文】 [鍵入文字]本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目 基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇 　　　　　　 目 錄摘 要 IIIAbstract IV第一章 整體方案設(shè)計(jì) 1 前 言 1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 1 2 溫度傳感器的選擇 2 控制核心的選擇 3 溫度顯示器件的選擇 3 調(diào)速方式的選擇 3第二章 各單元模塊的硬件設(shè)計(jì) 5 5 DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器簡(jiǎn)介 5 達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803簡(jiǎn)介 5 AT89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介 6 LED數(shù)碼管簡(jiǎn)介 7 各部分電路設(shè)計(jì) 8 開(kāi)關(guān)復(fù)位與晶振電路 9 獨(dú)立鍵盤連接電路 9 數(shù)碼管顯示電路 10 溫度采集電路 11 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路 12第三章 軟件設(shè)計(jì) 14 程序設(shè)置 14 用Keil C51編寫程序 14 用Proteus進(jìn)行仿真 15 Proteus簡(jiǎn)介 15 本設(shè)計(jì)基于Proteus的仿真 16第四章 系統(tǒng)調(diào)試 21 軟件調(diào)試 21 按鍵顯示部分的調(diào)試 21 傳感器DS18B20溫度采集部分調(diào)試 21 電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路部分調(diào)試 21 硬件調(diào)試 22 按鍵顯示部分的調(diào)試 22 傳感器DS18B20溫度采集部分調(diào)試 22 電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路部分調(diào)試 22 系統(tǒng)功能 23 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 23 系統(tǒng)功能分析 23結(jié) 論 24參考文獻(xiàn) 25致　　謝 26附錄1：電路總圖 27附錄2：程序代碼 2834 摘要利用單片機(jī)設(shè)計(jì)了電風(fēng)扇的自動(dòng)控制系統(tǒng)，分析了硬件電路與軟件設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)監(jiān)測(cè)18B20采集的溫度，根據(jù)溫度高低，來(lái)控制繼電器線圈中能否有電流經(jīng)過(guò)，根據(jù)繼電器線圈通電時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，沒(méi)電流經(jīng)過(guò)時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制電風(fēng)扇的啟停，根據(jù)溫度高低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，方便于夏天人們晚上睡覺(jué)時(shí)使用。實(shí)踐證明該系統(tǒng)可靠性高，工作穩(wěn)定，成本低，實(shí)現(xiàn)了弱電控制強(qiáng)電，有較高的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：AT89S52 單片機(jī)；溫度采集；電風(fēng)扇；自動(dòng)控制 Electric Fan Design of Auto Temperature Control Based on AT89S52 (Project Huai’an of Higher Vocational Schools,Huai’an, 223200, China)Abstract: The electric fan control system is designed by using single chip puter, the hardware and software design are analysed . The temperature collected by 18B20 is detected by single chip puter , according to high and how temperature, single chip puter output high level or low level to control relay whether there is current in the coil through ,according to the coil power relay, normally open contact is closed ,no current passing ,often a disconnect to maintain contacts so as to achieve the automatic control from the fans stopped. The system has changed the traditional manual control from the fans stopped ,automatic control is realized according to temperature to facilitate the summer when people sleep at night .Practice prove that the system has high reliability, stability and low cost, a strong, weak control and higher value are achieved.Keywords: AT89S52。 temperature collection 。 electric fans。 automatic control第一章 整體方案設(shè)計(jì) 前 言在現(xiàn)代社會(huì)中，風(fēng)扇被廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著舉足輕重的作用，如夏天人們用的散熱風(fēng)扇、工業(yè)生產(chǎn)中大型機(jī)械中的散熱風(fēng)扇以及現(xiàn)在筆記本電腦上廣泛使用的智能CPU風(fēng)扇等。而隨著溫度控制技術(shù)的發(fā)展，為了降低風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音以及節(jié)省能源等，溫控風(fēng)扇越來(lái)越受到重視并被廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段，溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)速，當(dāng)溫度升高到一定時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，當(dāng)溫度降到一定時(shí)能自動(dòng)停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能控制。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機(jī)作控制的溫度控制系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，如基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)。它使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇的智能控制。它的設(shè)計(jì)為現(xiàn)代社會(huì)人們的生活以及生產(chǎn)帶來(lái)了諸多便利，在提高人們的生活質(zhì)量、生產(chǎn)效率的同時(shí)還能節(jié)省風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量。本文設(shè)計(jì)了由ATMEL公司的8052系列單片機(jī)AT89C52作為控制器，采用DALLAS公司的溫度傳感器DS18B20作為溫度采集元件，并通過(guò)一個(gè)達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)使系統(tǒng)檢測(cè)到得環(huán)境溫度以及系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度動(dòng)態(tài)的顯示在LED數(shù)碼管上。根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)到得環(huán)境溫度與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度的比較，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)的自動(dòng)啟停以及轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的整體思路是：利用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)AT89C52進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管上顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。其中預(yù)設(shè)溫度值只能為整數(shù)形式，檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境溫度可精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。同時(shí)采用PWM脈寬調(diào)制方式來(lái)改變直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。并通過(guò)兩個(gè)按鍵改變預(yù)設(shè)溫度值，一個(gè)提高預(yù)設(shè)溫度，另一個(gè)降低預(yù)設(shè)溫度值。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：DS18B20溫度顯示獨(dú)立鍵盤AT89C52直流電機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)電路晶振復(fù)位本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇直流電機(jī)的溫度控制，使風(fēng)扇電機(jī)能根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動(dòng)啟停及改變轉(zhuǎn)速，需要比較高的溫度變化分辨率以及穩(wěn)定可靠的換擋停機(jī)控制部件[1] 李學(xué)龍. 使用單片機(jī)控制的智能遙控電風(fēng)扇控制器[J].電子電路制作，2003,9：13—15.。 溫度傳感器的選擇在本設(shè)計(jì)中，溫度傳感器的選擇有以下兩種方案：方案一：采用熱敏電阻作為檢測(cè)溫度的核心元件，并通過(guò)運(yùn)算放大器放大，由于熱敏電阻會(huì)隨溫度變化而變化，進(jìn)而產(chǎn)生輸出電壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將微弱電壓變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)處理。方案二：采用數(shù)字式的集成溫度傳感器DS18B20作為溫度檢測(cè)的核心元件，由其檢測(cè)并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)進(jìn)行處理。對(duì)于方案一，采用熱敏電阻作為溫度檢測(cè)元件，有價(jià)格便宜，元件易購(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微變化不太敏感，在信號(hào)采集、放大以及轉(zhuǎn)換的過(guò)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，其自身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過(guò)一定電路來(lái)修正，但這不僅將使電路變得更加復(fù)雜，而且在人體所處環(huán)境溫度變化過(guò)程中難以檢測(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，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)化等電路的誤差因數(shù)，溫度誤差變得很小，并且由于其檢測(cè)溫度的原理與熱敏電阻檢測(cè)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)化成數(shù)字量直接輸出，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，又由于該溫度傳感器采用先進(jìn)的單總線技術(shù)，與單片機(jī)的接口變得非常簡(jiǎn)潔，抗干擾能力強(qiáng)，因此該方案適用于本系統(tǒng)。 控制核心的選擇在本設(shè)計(jì)中采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心，通過(guò)軟件編程的方法進(jìn)行溫度檢測(cè)和判斷，并在其I/O口輸出控制信號(hào)。AT89C52單片機(jī)工作電壓低，性能高，片內(nèi)含8k字節(jié)的只讀程序存儲(chǔ)器ROM和256字節(jié)的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，它兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令系統(tǒng)，單片價(jià)格也不貴，適合本設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 溫度顯示器件的選擇方案一：應(yīng)用動(dòng)態(tài)掃描的方式，采用LED共陰極數(shù)碼管顯示溫度。方案二：采用LCD液晶顯示屏顯示溫度。對(duì)于方案一，該方案成本很低，顯示溫度明確醒目，即使在黑暗空間也能清楚看見(jiàn)，功耗極低，同時(shí)溫度顯示程序的編寫也相對(duì)簡(jiǎn)單，因而這種顯示方式得到了廣泛應(yīng)用。但不足的地方是它采用動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式，各個(gè)LED數(shù)碼管是逐個(gè)點(diǎn)亮的，因此會(huì)產(chǎn)生閃爍，但由于人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間為20MS，故當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼不會(huì)感覺(jué)到閃爍，因此只要描頻率設(shè)置得當(dāng)即可采用該方案。對(duì)于方案二，液晶顯示屏具有顯示字符優(yōu)美，其不僅能顯示數(shù)字還能顯示字符甚至圖形，這是LED數(shù)碼管無(wú)法比擬的。但是液晶顯示模塊的元件價(jià)格昂貴，顯示驅(qū)動(dòng)程