温控风扇系统设计.doc

自动化系统创意设计大赛作品说明书作品名称：温控风扇系统设计队员：2023年4月目录1、引言32、背景33、意义与应用34、原理简介45、方案设计46、STC12C5A60S2单片机56.1简介56.2PWM寄存器设立56.3PWM占空比计算方法56.4I/O工作方式设立67、LCD液晶显示屏68、温度传感器DS18B2088.1初始化98.2写操作108.3读操作109、风扇10拓展1：10拓展2：1110、硬件电路设计1210.1原理图和部分电路PCB图1210.2电机驱动电路1311、软件设计1411.1主函数流程图1411.2温度控制风扇程序流程图1511.3按键控制风扇程序流程图1611.4按键设定温度程序流程图1712、结语18参考文献:18附录Ⅰ：实物硬件图18附录Ⅱ：程序18摘要：本设计是基于STC12C5A60S2单片机技术与温度传感器测量外界温度的设计原理，进行了不同设计方案的比较，给出了设计的硬件电路，同时对各种关键硬件进行较具体的介绍，并且以流程图的方式对系统设计作出介绍。系统重要通过温度传感器控制不同的PWM占空比输出来控制风扇的档位。而出于方便、可选择性的考虑，系统也添加了辅助功能，就是直接手动控制风扇的档位。关键词：STC12C5A60S2单片机，DS18B20温度传感器，PWM1、引言温控风扇在节能环保方面具有一定的作用，其工作原理除了普通的手动档位调节，重要是通过温度传感器感应外界温度，并自主地进行档位的调节，这样在风扇开着的情况下，不需进行手动就可以根据不同的外界温度进行自主调节风力大小，达成节能目的。2、背景随着空调机在平常生活中的普遍应用，很容易想到电风扇会成为空调的社会淘汰品，其实通过市场的考验和证实，真实的并不是这样的,在空调产品的冲击下，电风扇产品仍然具有很强大的生命力，电风扇在市场的考验中并没有淡出市场，反而销售在不断的复苏中，具有强大的发展空间。据市场调查，电风扇的不断复苏重要在以下因素：一,是电风扇虽然没有空调机的强大的制冷功能，但电风扇是直接取风，风力更加温和，比较适合老年人、儿童以及体质虚弱的人使用。二,是电风扇通过数年的市场使用，较符合人们的使用习惯，并且结构简朴、操作方便、安装简易。三,是电风扇比起空调产品而言，其价格低廉，相对省电，更易的进入老百姓的家庭。在目前空调还没有普及，并且并不是所有的情况下空调都适合使用的情况下，智能风扇适合人体对温度的规定，智能风扇尚有具有相称作用的。3、意义与应用1、普通电风扇的现状及存在的隐患：大部分只有手动调速，功能单一。长时间在高负荷工作容易损坏电器，并且导致电量的损失。2、作品可运用在家庭中，风扇的风力随温度而调节，即可以避免人因温度低吹到冷风而着凉，也可达成节能目的，可见温控风扇更具有优越性。3、另一方面将此系统装在产热多，急需排热的设备上，可以帮助它及时散掉大量的热。比如电脑散热器等。4、原理简介1、电源开关，控制系统处在工作还是停止状态。2、当系统上电之后，通过单片机读取外界温度，然后在液晶显示屏上显示出来。通过判断温度的范围，控制风扇的停止与转不同的速度。同时LED给出档位指示。温度控制的范围可以通过按键进行设立。3、此外，当不需要温度控制时，可以通过模式切换开关，让系统工作于手动控制模式。通过按键进行调节风扇的停止，与不同转速。5、方案设计方案一：采用两片STC89C516RD单片机、液晶1602和ds18b20，进行设计，让单片机1进行温度读取操作，此外的单片机2通过定期器，产生占空比不同的PWM。两单片机通过串口进行通信，这样单片机1可以通过读取外界的温度，然后对单片机2进行控制。这样就能在不同的温度区间内，单片机2控制直流5v小风扇不同的转速,从而实现温度自动控制风扇。方案二：采用STC12C5A60S2单片机、液晶1602和ds18b20。这也是一款51单片机，但是它的性能比STC89C516RD单片机更强大，并且有独立的双路PWM输出。这样，采用一片STC12C5A60S2单片机就能实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制。方案三：采用stm8s105系列单片机、液晶1602和ds18b20，同样可以实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制方案比较：方案一需要花费更多的硬件资源。因此我们直接排除方案一。方案三，假如采用44脚贴片封装的stm8s105单片，可以在很小的覆铜板上把硬件做出来，这样可以节省一些硬件资源。但是，由于温度传感器ds18b20的读取是通过单一I/O口读取的，stm8s105的I/O操作需要设立，让其是处在输入或者输出方式。操作非常麻烦。方案二需要的硬件资源相对较少，并且其I/O口兼容8051单片机，可以实现I/O口准双向操作，这样编程相对简朴。综上所述，我们选择方案二。6、STC12C5A60