单片机的智能温控风扇设计(附件)
摘 要在平日的生活里有关温度的设备我们随处可见。现如今的，空调已经走进了千家万户，但空调耗能是相当多的，所以在农村人口居多的情况下 ，我们有很大一部分的农民还是会选择电风扇来降温避暑。电风扇能比空调省很多的电能，所以它还是有很广阔的市场的；其次电风扇的价格与比空调相比也具有很大的优势，价格低可以满足大众化的需求[1]。当然，我们想让电风扇获得更加广阔的前景还是需要在技术上进行改进，才能满足不同人群的需求。本文将介绍智能温控型风扇，是针对传统风扇的不足来进一步研发出来的，我们都知道现在市场上的风速它是不能利用环境温度的改变来控制风扇自身转速达到降温的目的的，这点让它无法适应那些昼夜温差大的地区，这是个致命性的缺点；智能温控风扇它不仅可以弥补这个缺点，而且它还非常具有人性化。本设计是使用了温度传感器、热释电红外传感器、专用控制集成电路、单片机，它真正达到了节能、智能化、人性化的要求，它首先是利用温度传感器采集环境温度，然后系统分析环境温度与预设温度的差值来控制风扇的转速，达到合理降温的目的，并且具有红外遥控功能，非常方便。
Key words:Intelligent, temperature control, DS18B201602, infrared remote control 目 录
1 绪论 1
1.1论文选题的目的和意义 1
1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 1
1.3论文的主要内容、研究方法 1
2 方案设计 3
2.1系统整体设计 3
2.2方案论证 3
2.2.1温度传感器的选择 3
2.2.2控制核心的选择 4
2.2.3红外探测器的选择 5
2.2.4显示器的选择 5
2.2.5执行部件的选择 5
2.2.6调速方式的选择 6
3 系统硬件设计 7
3.1系统各器件简介 7
3.1.1AT89C51单片机简介 7
3.1.2数字温度传感器18B20简介 8
3.1.3热释电红外传感器简介 9
3.1.4红外遥控简介 11
3.1.5LCD1602简介 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1
3.2各部分电路设计 12
3.2.1开关及复位电路 12
3.2.2 LCD显示电路 13
3.2.3温度采集电路 14
3.2.4风扇的驱动电路 14
4 软件程序设计 16
4.1主程序设计 16
4.2子程序设计 17
4.2.1温度的采集和处理子程序 17
4.2.2温度比较处理子程序 18
4.2.3温度设定子程序 18
4.2.4电机开关控制子程序 19
5 系统调试 20
5.1系统各部分电路调试 20
5.1.1 电动机驱动电路部分调试 20
5.1.2按键显示电路部分的调试 20
5.1.3传感器DS18B20温度采集电路部分调试 20
5.1.4红外感应部分电路调试 20
5.2 系统功能 20
结 论 21
参考文献： 22
致 谢 23
附录A：总体硬件电路图 24
附录B:源程序代码 25
1 绪论
1.1论文选题的目的和意义
生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经步入千万普通家庭中，但空调普遍耗能太多，而且在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇用作降温防暑设备。相比之下，电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势，还是具有广阔的市场空间的，电风扇需要新型的技术功能，来满足不同的人群需求。为了提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。
传统电风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；温控风扇系统，是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇，能很好的节约电能，同时也方便用户们的使用更具人性化。智能温控风扇的研究具有着十分重要的意义。
1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势
?国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。智能化开关柜包含多台断路器，而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是：加强网络功能，最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。
随着温度控制技术的发展，为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等，温度控制风扇越来越受到重视并被广泛的应用。在现阶段，温控风扇的设计已经有了一定的成效，可以使风扇根据环境温度的变化进行自动无极调速，当环境温度升高到一定时能自动启动风扇，并随着环境温度的升高自动加快风扇的转速，当环境温度降到一定时能自动停止风扇的转动，实现智能控制。
1.3论文的主要内容、研究方法
该课题主要是设计一种智能风扇自动控制的系统，它是采用多挡全自动变频器，使得对电风扇各挡风量的调节更加细化，使得电风扇的控制更具人性化，同时它也具有全自动、控制简单、智能化、制作容易。使用温度传感器、热释电红外传感器、专用控制集成电路和单片机，实现当室温达到设定开启风扇的温度并且人出现在热释电传感器可测范围时，电风扇自动开启，并且可以根据室温变换频率，人离开后自动关闭；当室温低于这一温度时，即使人在热释电传感器可测范围内，电风扇也处于关闭状态。
2 方案设计
2.1系统整体设计
此设计的核心是AT89C51单片机，然后通过DS18B20数字温度传感器对我们的环境温度进行测量并收集数据、分析数据、通过控制系统来控制风扇风速的大小，实现智能化、人性化的目的。此设计中风扇总共有两个档位，一个是慢速档，另外一个是快速档；用户可以通过键盘按键来设置环境预设温度，也可直接通过红外装置，在遥控器上来操作，实现各项功能。风扇的启动必须同时满足有人和高于预设温度下限值，当环境温度高于预设温度下限，低于预设温度上限值时风扇转速缓慢，当环境温度高于预设温度上限值时，风扇将全速转动[2]。系统整体设计框图如图2.1 所示。
图2.1 系统整体设计框图
2.2方案论证
2.2.1温度传感器的选择
方案一：我们把热敏电阻作为这次设计中测量温度的核心元件，再给其加上个放大电路，运算放大器进行放大，它的原理是温度的变化会引起热敏电阻器的电阻发生变化，然后热敏电阻的变化又会引起输出的电压发生变化，我们只需要收集输出电压的微弱电压改变的信号，然后使用模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号输送到单片机进行处理[3]。
方案二： 我们选用热电偶为这次设计测量温度的核心元件，然后通过一些转换电路，最后把转换到的温度的变化信号输送给单片机让它对这些信号做相应的处理。
Key words:Intelligent, temperature control, DS18B201602, infrared remote control 目 录
1 绪论 1
1.1论文选题的目的和意义 1
1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 1
1.3论文的主要内容、研究方法 1
2 方案设计 3
2.1系统整体设计 3
2.2方案论证 3
2.2.1温度传感器的选择 3
2.2.2控制核心的选择 4
2.2.3红外探测器的选择 5
2.2.4显示器的选择 5
2.2.5执行部件的选择 5
2.2.6调速方式的选择 6
3 系统硬件设计 7
3.1系统各器件简介 7
3.1.1AT89C51单片机简介 7
3.1.2数字温度传感器18B20简介 8
3.1.3热释电红外传感器简介 9
3.1.4红外遥控简介 11
3.1.5LCD1602简介 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1
3.2各部分电路设计 12
3.2.1开关及复位电路 12
3.2.2 LCD显示电路 13
3.2.3温度采集电路 14
3.2.4风扇的驱动电路 14
4 软件程序设计 16
4.1主程序设计 16
4.2子程序设计 17
4.2.1温度的采集和处理子程序 17
4.2.2温度比较处理子程序 18
4.2.3温度设定子程序 18
4.2.4电机开关控制子程序 19
5 系统调试 20
5.1系统各部分电路调试 20
5.1.1 电动机驱动电路部分调试 20
5.1.2按键显示电路部分的调试 20
5.1.3传感器DS18B20温度采集电路部分调试 20
5.1.4红外感应部分电路调试 20
5.2 系统功能 20
结 论 21
参考文献： 22
致 谢 23
附录A：总体硬件电路图 24
附录B:源程序代码 25
1 绪论
1.1论文选题的目的和意义
生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经步入千万普通家庭中，但空调普遍耗能太多，而且在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇用作降温防暑设备。相比之下，电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势，还是具有广阔的市场空间的，电风扇需要新型的技术功能，来满足不同的人群需求。为了提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。
传统电风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；温控风扇系统，是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇，能很好的节约电能，同时也方便用户们的使用更具人性化。智能温控风扇的研究具有着十分重要的意义。
1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势
?国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。智能化开关柜包含多台断路器，而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是：加强网络功能，最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。
随着温度控制技术的发展，为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等，温度控制风扇越来越受到重视并被广泛的应用。在现阶段，温控风扇的设计已经有了一定的成效，可以使风扇根据环境温度的变化进行自动无极调速，当环境温度升高到一定时能自动启动风扇，并随着环境温度的升高自动加快风扇的转速，当环境温度降到一定时能自动停止风扇的转动，实现智能控制。
1.3论文的主要内容、研究方法
该课题主要是设计一种智能风扇自动控制的系统，它是采用多挡全自动变频器，使得对电风扇各挡风量的调节更加细化，使得电风扇的控制更具人性化，同时它也具有全自动、控制简单、智能化、制作容易。使用温度传感器、热释电红外传感器、专用控制集成电路和单片机，实现当室温达到设定开启风扇的温度并且人出现在热释电传感器可测范围时，电风扇自动开启，并且可以根据室温变换频率，人离开后自动关闭；当室温低于这一温度时，即使人在热释电传感器可测范围内，电风扇也处于关闭状态。
2 方案设计
2.1系统整体设计
此设计的核心是AT89C51单片机，然后通过DS18B20数字温度传感器对我们的环境温度进行测量并收集数据、分析数据、通过控制系统来控制风扇风速的大小，实现智能化、人性化的目的。此设计中风扇总共有两个档位，一个是慢速档，另外一个是快速档；用户可以通过键盘按键来设置环境预设温度，也可直接通过红外装置，在遥控器上来操作，实现各项功能。风扇的启动必须同时满足有人和高于预设温度下限值，当环境温度高于预设温度下限，低于预设温度上限值时风扇转速缓慢，当环境温度高于预设温度上限值时，风扇将全速转动[2]。系统整体设计框图如图2.1 所示。
图2.1 系统整体设计框图
2.2方案论证
2.2.1温度传感器的选择
方案一：我们把热敏电阻作为这次设计中测量温度的核心元件，再给其加上个放大电路，运算放大器进行放大，它的原理是温度的变化会引起热敏电阻器的电阻发生变化，然后热敏电阻的变化又会引起输出的电压发生变化，我们只需要收集输出电压的微弱电压改变的信号，然后使用模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号输送到单片机进行处理[3]。
方案二： 我们选用热电偶为这次设计测量温度的核心元件，然后通过一些转换电路，最后把转换到的温度的变化信号输送给单片机让它对这些信号做相应的处理。
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