【正文】 XINYU UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 2020 屆） 題 目 基于 MCS51 單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 班 級(jí) 11級(jí)機(jī)制二班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 目 錄 摘要 ???????????????????????????????? 1 第一章 單片機(jī)智能系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)內(nèi)容 ???????????????? 3 智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)概述 ??????????? ?????????? 3 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 ??????????????????????? 3第二章 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì) ???????????????????? 3 總體硬件設(shè)計(jì) ?????????????????????????? 3 數(shù)字溫度傳感器模塊設(shè)計(jì) ???????????????????? 4 溫度傳感器模塊組成 ??????????????????? 4 DS18B20 的溫度處理方法 ????????????????? 5 電機(jī)調(diào)速與控制模塊設(shè)計(jì) ???? ????????????????? 6 電機(jī)調(diào)速原理 ?????????????????????? 6 電機(jī)控制模塊硬件設(shè)計(jì) ????????????????? 7 溫度顯示與控制模塊設(shè)計(jì) ???????????????????? 8 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ??????????????????????? 8 數(shù)字溫度傳感器模塊程序設(shè)計(jì) ??????????????????? 8 電機(jī)調(diào)速與控制模塊程序流程 ?????????????????? 13 程序設(shè)計(jì)原理 ?????????????????????? 13 主要程序 ???????????????????????? 14 結(jié)論 ??????????????????????????????? 16 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 17 致謝 ??????????????????????????????? 18 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 1 摘 要 隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，家用電器產(chǎn)品趨向于自動(dòng)化、智能化、環(huán)保化和人性 化發(fā)展，我們可以設(shè)計(jì)一種智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)來解決這些問題。 以 MCS51 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)完善的控制系統(tǒng)，使電風(fēng)扇隨空氣中溫度變化而自動(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，風(fēng)速設(shè)為從高到低 5 個(gè)檔位，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；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。通過鍵盤手動(dòng)設(shè)定，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)系統(tǒng)。 做到 降低工 作成本提高工作效率，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在國家所提倡的節(jié)能減排口號(hào)。 關(guān)鍵詞： MCS51 單片機(jī)；自動(dòng)換擋；溫度控制；按鍵控制 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 2 Abstract With the development of science and technology and the increase of people39。s living standard, household appliances products tend to automation, intelligent, environmental protection and development of human nature, we can design a kind of intelligent electric fan control system to solve these problems. MCS51 single chip microputer as the core, through the temperature sensor to the environment temperature data collection, and establish a perfect control system, the electric fan automatic transmission gear with the air temperature change, achieve low temperature, wind, temperature, wind weak performance. In addition, the wind speed is set to 5 from high to low gear, when temperature is rising every 2 ℃ electric fan speed automatically up a gear when temperature is every 2 ℃ below the fan speed automatic down a notch. By keyboard manual set, electric fan can be set to a certain range of the minimum operating temperature, when the temperature is lower than the set temperature, the fan will automatically shut down, when the temperature is higher than the electric fan and will restart the system. Now do to reduce the working cost efficiency, the realization of national advocate energy conservation and emissions reduction. Key words: MCS51 single chip microputer。 Automatic shift。 Temperature control。 The key control 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 3 第一章 單片機(jī)智能系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)內(nèi)容 智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)概述 傳統(tǒng)電風(fēng)扇是 220v 交流電供電，電機(jī)轉(zhuǎn)速分為幾個(gè)檔位，通過人為調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到改變風(fēng)力大小的目的，每次風(fēng)力改變，必然有人加以操作，這樣勢必帶來諸多不便。 本設(shè)計(jì)中的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)，是指將電風(fēng)扇的電機(jī)轉(zhuǎn)速作為被控制量，由單片機(jī)分析采集到的數(shù)字溫度信號(hào)，在通過可控硅對(duì)風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行風(fēng)速控制，從而達(dá)到無須人為控制便可自動(dòng)調(diào)整風(fēng)力大小的效果。 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)以 MCS51 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)，是電風(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，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： 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。 當(dāng)溫度每降低 2℃這電風(fēng)扇風(fēng)速自動(dòng)下降一個(gè)檔位。 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。 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)。 第二章 系統(tǒng)主要硬件電路 設(shè)計(jì) 總體硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 4 系統(tǒng)原理框圖 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，我們可以選用具有 4KB 片內(nèi) E2PROM 的 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，AT89C51內(nèi)部已包含了定時(shí)器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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)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。 數(shù)字溫度傳 感器模塊設(shè)計(jì) 溫度傳感器可以選用 LM324A 的運(yùn)算放大器，將其設(shè)計(jì)成比例控制調(diào)節(jié)器，輸出電壓與熱敏電阻的阻值成正比，但這種方案需要多次檢測后方可使采樣精確，過程過于煩瑣。所以我采用更為優(yōu)秀的 DS18B20數(shù)字溫度傳感器，它可以直接將模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，降低了電路的復(fù)雜程度，提高了電路的運(yùn)行質(zhì)量。 溫度傳感器模塊組成 本模塊以 DS18B20作為溫度傳感器， AT89C51作為處理器，配以溫度顯示作為溫度控制輸出單元。整個(gè)系統(tǒng)力求結(jié)構(gòu)簡單，功能完善。電路圖如下所示。 系統(tǒng)工作原 理如下： DS18B20進(jìn)行現(xiàn)場溫度測量，將測量數(shù)據(jù)送入 AT89C51的 ，經(jīng)過單片機(jī) 處理后顯示溫度值，并與設(shè)定溫度值的上下限值比較，若高于設(shè)定上限值或低 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 5 于設(shè)定 下限值則控制電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。 2DS18B20溫度計(jì)原理圖 DS18B20