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基于51单片机的智能温控电扇设计-图文

摘要：风扇是人们日常生活中必不可缺的工具，尤其是在夏天，作为

一种使用频率很高的电器，备受人们喜爱。本文将以AT89S51为主控芯片，
辅以DS18B20温度传感器，结合红外探测装置，来实现一种智能温控电扇
的设计。此风扇通过液晶显示器来显示温度和风速，配备2个温度设定按

键，由DS18B20读取外界温度，红外探头探测是否有人，通过设定的温度
配合程序来调节风速，最后通过L298N来驱动电机。经过调试，风扇可以

按照温度智能变速，无人自动关闭，实现了智能温控的目标。

关键词：DS18B20；AT89S51；红外探头；液晶显示器1602；L298N

1引言

电扇是人们日常生活中常用的降温工具，从开始的吊扇到现在的USB
风扇，无处不见电扇的踪迹。虽然如今空调已经走进千家万户，但是电扇
的低位还是无可取代，作为一种节能环保，并且廉价简单的降温工具，电
扇还在很多人家发挥着自己独特的作用。顺应时代潮流，各种多功能的风
扇逐渐在取代传统风扇。单片机作为一种智能化程度高，控制精度高，操
作简单，廉价易得，抗干扰能力强等特点，越来越多的应用于智能化产品

之中。

市场上智能风扇产品相继问世，制作方法也多种多样，功能也逐渐完
善，普遍都具有了手动变速和定时关闭等功能，相对而言，具备人性化，
智能化的风扇还是很少，使用也并不广泛，而且在电子工艺高度发展的今
天，智能化的步伐也越来越快，尤其是中国这个高速发展的国家，电扇的
智能化也该向前迈进一个步伐。在中国市场上风扇还是有一定的市场份额
的，几乎每个家庭都有风扇，具备价格便宜，摆放轻便，体积灵巧等特点，
使得风扇在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份
额，为提高风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，满足智能化
的要求，智能风扇很具竞争力。大学四年即将结束，为了检验自己的学习
情况，我决定使用之前所学习到的硬件只是结合相关的软件基础来制作一

个基于单片机的智能温控风扇。

基于对人性化与智能化相结合的考虑，同时基于对价格的考虑，本设
计决定制作一个基于51单片机的智能温控风扇，该风扇具有随温度自动
调节风速的功能，并且在无人时可以自动关闭，而且可以根据每个人的不

同情况来设定基准温度，从而实现了人性化与智能化的双重目标。

2方案设计

2.1系统整体设计

2.2方案论证

本设计要求实现在温度变化的情况下风扇直流电机转速随之改变，并
且能够在无人的情况和温度低于设定温度的时候自行停止，需要比较高的
温度分辨率和稳定的探测工具以及可靠的电机控制部件。2.2.1温度传感

器的选择

在本设计中，温度传感器的方案有以下两种：

方案一：采用热敏电阻。热敏电阻的特性就是阻值可以随温度的变化
而变化，采用热敏电阻作为检测温度的核心部件，然后通过放大电路放大

信号，经过AD0809数模转换讲放大的微弱电压变化信号转化了数字信号

输入单片机处理。

方案二：单总线数字温度计DS18B20。作为一款优秀的数字集成温度

传感器，DS18B20可以直接检测并输出数字信号给单片机进行处理。
对于方案一，如若采用热敏电阻作为温度检测元件，则价格方面比较
便宜，元件易得，但是热敏电阻的缺点显而易见，对于温度细微变化反应

不敏感，而且在后续的放大和转换电路中还会造成失真和误差

并且热敏电阻的变化曲线非线性，每个热敏电阻都不同，还需要单独
测试描绘出曲线，虽然可以通过软件来实现误差的修正，但是这会使得电
路的复杂性增加，并且在人体所在实际环境中难以检测到小的温度变化。

所以这个方案在本设计中难以胜任。

对于方案二，DS18B20测量范围从-55℃到+125℃，增量值为0.5℃，
人体所处的环境温度包括其中，分辨率较高，所获取的温度误差小，并且

对温度变化反应灵敏。DS18B20最具优势的是其温度值在器件内部直接转
化成数字信号输出，简化了系统设计，又由于该温度传感器采用了单总线
技术，使得其接口与单片机接口变得非常简洁，抗干扰能力也得到了提高，

所以本系统采用这个方案。2.2.2红外探测的选择

方案一：热释电红外探测模块。作为一款应用很广的红外探测模块，
具有灵敏度高，可靠性高，低电压工作模式等特点，被广泛的应用与各种
场合中。但是与本设计却有一个冲突，该模块使用环境应尽量避免流动的

风，流动的风也会对感应器造成干扰。所以方案一不适用。

方案二：对射式光电开关。对射式光电开关是一款有红外线发射管跟
红外线接收管配对使用的光电开关。对射式光电开关在电路中起到了通过
光来传播电路，当有物体阻挡着红外线发射管跟接受管时，电路会停止工
作。使用这个特性，我们就能判断是否有人，外界干扰就没有了，非常适

合这个系统，所