智能电风扇控制系统的设计.docx

7本科毕业设计题目：智能电风扇控制系统的设计学院：数理学院专业班级：毕业年份：姓名：学号：指导教师：职称：讲师智能电风扇控制系统的设计摘要：本文设计了一款智能电风扇控制系统，使用STC89C51作为主控制芯片，通过DS18B20检测环境温度并将温度信号发送给单片机。电机是否启动，以及电机的转速由系统设定温度值与检测温度值的比较结果控制。同时用LED1602显示检测到的温度和系统设定温度。关键词：电风扇；STC89C51；液晶显示器1602；1引言风扇的结构简单，并且方便使用，是一种常见的降温工具。虽然现在空调已经走进人们的生活，但是风扇作为一种节约能源，并且环保的降温工具，很多家庭都在使用。随着科技的发展，温控技术的不断进步，为了使电风扇更加节能方便，智能电风扇收到了越来越多的关注。因为单片机具有操作简单，便宜易购得，智能化程度高，在具有较好抗干扰能力的同时还拥有较高的控制精度，因此其在许多智能化产品的中得到了极为广泛的使用。现阶段，智能电风扇的设计已经取得了一定的成果，可以通过人体检测来控制电扇的自动开启关闭，并能根据温度的不同控制风扇风速的大小。实现智能控制。[1]本文设计了由单片机STC89C51作为控制器的可自动调速的智能电风扇。工作过程当中首先会使用传感器对周边环境温度进行检查，并将检测到的数据传递到单片机当中通过PWM对电风扇的电机进行驱动。本文所进行的设计可以按照环境检测到的环境温度与预先设定的温度进行比对，根据结果完成转速的自动调节，并能根据人体检测结果控制电机自动开始或者停止工作。2方案设计2.1系统整体设计本文所设计的系统的基本运行步骤如下：首先对周边的温度进行检查，把检测到的温度信息传递到单片机当中，单片机将数据进行一定的处理，发送到显示屏当中进行显示，同时单片机依照检测到的温度按照既定的控制规则对风扇转速进行控制，并一同将转速数据在屏幕当中进行显示。[8]本系统当中能够设置两个温度，TH和TL，其中TH为风速档位切换温度界限，TL为风扇启动最小温度。设置按键有三个，K1、K2和K3。调节TH还是调节TL由其中一个按键K1控制，另外的两个按键可以对温度进行相应的升高或者降低的调节，温度信息精确到小数点后一位。当按下K1时可调节TH,再次按下K1可调节TL。按下K2加一度，按下K3减一度。在本文所涉及的系统当中额外增加了一个红外感应探头用于对周边人员情况进行一定的检测，当周边没有人且持续了一段时间之后，系统会自动控制将风扇进行关闭。除此之外本文所设计的系统当中使用了PWM脉宽调制进行电机的控制，以实现控制风扇转速的目的。根据系统的结构，可以绘制出如图1所示的整体结构图。图1整体系统结构图2.2方案论证本文所要进行的设计的核心目的就是令风扇能够根据周围温度的不同进行自动的调节转速，如果周围温度低于设定值的话风扇会自动停止，且温度的设定值可以用独立按键改变。在风扇感应到其工作区域一段时间内没有人的话即会自动关闭运行。除此之外还需要系统拥有较高的温度分辨率以及较高的可靠性。3硬件设计3.1器件的选择3.1.1温度传感器的选择通过对本文所要设计内容进行了深入的分析，得到如下的两种温度检测方案：方案一：在本方案当中将采用热敏电阻对周边的温度进行检测，周边温度的不同会使其阻值发生一定的变化，因此会使其输出电压发生细微的改变，通过将电压变化信号转换为数字信号之后传输到单片机当中从而实现整个控制过程。方案二：在本方案当中将采用数字式集成温度传感器对周边的温度进行检测，此类传感器的成熟度比较高，除了能够对温度进行非常精确的检测之外，其输出的信号能够直接传递到单片机当中进行使用。总而分析来说，上述两种方面各有优劣，第一种方案的优点在于传感器成本较低。然而其缺陷也非常明显，由于该方案中所用的温度检测元件所能够检测的温度并不是特别精细，因此在温度发生细微变化的是该元件难以进行实时的反应。除此之外还需要对其输出的信号进行一定的处理，在此处理的过程当中可能会出现一定的信号失真情况，而且其阻值与温度直接并没有严格的线性关系，因此在温度的计算上相对比较困难，因此在设计的实现需要使用更加复杂的电路。因此该方案并不适合应用到本系统当中。对于第二种方案，由于传感器是一款比较成熟的温度传感器，具有较高的集成度，同时能够对温度进行非常精确的检测。与此同时其所输出的数据是直接的数字量，可以直接输出到单片机当中进行处理，这使得相应的电路以及程序设计被大大简化，除此之外该传感器使用了单总线技术，这使得其与单片机之间的接口比较简洁，使得数据传输的抗干扰能力得到提升。综合考虑这些因素本系统采用这个方案。图2温度传感器DS18B203.1.2控制核心的选择在本文所要进行的设计当中选用单片机对整个系统进行控制，其能够利用编程的进行信号的处理与输入输出，达到获取温