智能温控风扇系统的设计
摘 要本文主要以“智能温控风扇系统的设计”作为了研究课题，设计了一款采用STC89C51单片机来作为内部核心控制器的智能系统，本文为这款单片机控制系统实现了人工和温控两种风扇工作模式，使得用户能够根据自身的使用需求可以灵活在这两种模式中进行选择，当使用人工模式时用户需要对风扇的转速档位进行选择，可以通过主板上的按键或者遥控器上的数字按键进行参数设置，此时风扇将在主控微处理器发出的PWM波控制下实现不同转速的输出，而当用户设置了温控模式，那么系统将能够通过温度传感器对周围空间内的环境温度进行快速采集，根据环境温度值自动调节风速大小，这个过程无需人工干预，另外这款智能风扇还配备了一个具有液晶显示效果的屏幕，用户可以在屏幕上读取测量到的温度值和风扇档位等数据。这款智能温控风扇控制系统的整体性能经过多角度测试后表现的非常稳定和灵活，能够按照使用者的操控进行快速响应，达到了预期所有的功能设计指标。本文对这款智能温控风扇控制系统的设计内容分为了软件系统和硬件系统两个部分，通过长时间的测试结果可以发现这款系统非常适合推向市面，能在一定程度上降低相关产品的研发成本。
目录
一、 引言 1
（一） 研究背景 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 智能温控风扇系统的方案设计 2
三、 系统硬件设计 3
（一） 主控电路设计 3
（二） 环境温度检测电路设计 5
（三） 红外遥控信号接收电路设计 5
（四） 电机驱动电路设计 6
（五） 显示电路设计 7
（六） 参数设置电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 主程序设计 9
（二） 环境温度检测子程序设计 10
（三） 液晶屏显示子程序设计 11
（四） 红外遥控信号接收子程序设计 11
五、 实物的制作与调试 12
（一） 实物的制作 12
（二） 实物的调试 13
总结 15
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PC *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
B图 20
附录三 元件列表 21
附录四 实物图 22
附录五 源程序 23
引言
研究背景
所谓的智能温控风扇控制系统，在硬件电路设计方面采用的是STC89C51单片机作为核心部分，在其片外结合了LCD1602显示器、DS18B20传感器、红外遥控收发模块和JGB38直流电机等功能器件并构建出稳定的驱动电路，通过单片机等微处理器的驱动实现这些功能电路的工作，在软件系统方面通过C语言构建程序代码，通过机器语言的转换，实现对微处理器的控制，最终实现对各个功能电路的控制，从而完成对参数的高清晰显示、温度检测、红外发射和接收和直流电机控制等功能。智能温控风扇控制系统的发展背景中总是离不开微型处理器，从最一开始的传统型到当前的智能型智能温控风扇控制系统，我们总是能够发现微处理器在这种系统中扮演着核心角色，深入研究我们可以看到，微型处理器的性能高低直接决定着智能温控风扇控制系统整体的性能精度，这主要是因为智能温控风扇控制系统所有的功能都需要通过微型处理器来进行控制实现。在智能温控风扇控制系统的发展背景中我们可以看到以模拟电路占主要比例的传统型和数字电路占主导地位的智能型两种，其中传统型智能温控风扇控制系统的内部电路外观非常复杂，大量的电阻电容以及半导体器件直接裸露在外部，通过这些规模庞大的器件的工作，能够实现一些从简单到复杂的功能，这种系统的优点在当前发展现状下已经变得越来越不明显，正在逐渐退出历史舞台。本课题设计的这款智能温控风扇控制系统采用的是STC89C51单片机来作为主控，STC89C51单片机是一种具有较高处理速度的微型处理器，在大学期间已经对它进行了非常系统的学习，将其作为本课题的主控器件，能够较为轻松的实现各项功能。
国内外发展现状
智能温控风扇控制系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能温控风扇控制系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能温控风扇控制系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能温控风扇控制系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文主要设计了一款高性能的智能温控风扇控制系统，这款系统具备人工和温控两种风扇工作模式，使得用户能够根据自身的使用需求可以灵活在这两种模式中进行选择，当使用人工模式时用户需要对风扇的转速档位进行选择，可以通过主板上的按键或者遥控器上的数字按键进行参数设置，此时风扇将在主控微处理器发出的PWM波控制下实现不同转速的输出，而当用户设置了温控模式，那么系统将能够通过温度传感器对周围空间内的环境温度进行快速采集，根据环境温度值自动调节风速大小，这个过程无需人工干预，另外这款智能风扇还配备了一个具有液晶显示效果的屏幕，用户可以在屏幕上读取测量到的温度值和风扇档位等数据，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征。
智能温控风扇系统的方案设计
经过上文对本课题所要实现的设计内容的确立，本部分将开始对这款智能温控风扇系统的各项功能进行设计，下图是通过Visio软件绘制的系统结构框图，包含了STC89C51单片机最小系统电路、风扇驱动电路、红外遥控驱动电路、按键驱动电路以及温度传感器电路。
为了能够实现对风扇风速的控制，本课题将选用直流电机来作为驱动器件，通过直流电机较快的转速实现风量的输出，配置了下图中的风扇电机及其驱动电路，本课题通过PWM波方案来对风速进行控制，通过不同占空比的PWM波使得直流电机的转速得到控制。功率驱动的主要作用是将单片机输出的PWM波进行功率放大，这样才能实现直流电机强有力的驱动。
目录
一、 引言 1
（一） 研究背景 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 智能温控风扇系统的方案设计 2
三、 系统硬件设计 3
（一） 主控电路设计 3
（二） 环境温度检测电路设计 5
（三） 红外遥控信号接收电路设计 5
（四） 电机驱动电路设计 6
（五） 显示电路设计 7
（六） 参数设置电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 主程序设计 9
（二） 环境温度检测子程序设计 10
（三） 液晶屏显示子程序设计 11
（四） 红外遥控信号接收子程序设计 11
五、 实物的制作与调试 12
（一） 实物的制作 12
（二） 实物的调试 13
总结 15
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PC *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
B图 20
附录三 元件列表 21
附录四 实物图 22
附录五 源程序 23
引言
研究背景
所谓的智能温控风扇控制系统，在硬件电路设计方面采用的是STC89C51单片机作为核心部分，在其片外结合了LCD1602显示器、DS18B20传感器、红外遥控收发模块和JGB38直流电机等功能器件并构建出稳定的驱动电路，通过单片机等微处理器的驱动实现这些功能电路的工作，在软件系统方面通过C语言构建程序代码，通过机器语言的转换，实现对微处理器的控制，最终实现对各个功能电路的控制，从而完成对参数的高清晰显示、温度检测、红外发射和接收和直流电机控制等功能。智能温控风扇控制系统的发展背景中总是离不开微型处理器，从最一开始的传统型到当前的智能型智能温控风扇控制系统，我们总是能够发现微处理器在这种系统中扮演着核心角色，深入研究我们可以看到，微型处理器的性能高低直接决定着智能温控风扇控制系统整体的性能精度，这主要是因为智能温控风扇控制系统所有的功能都需要通过微型处理器来进行控制实现。在智能温控风扇控制系统的发展背景中我们可以看到以模拟电路占主要比例的传统型和数字电路占主导地位的智能型两种，其中传统型智能温控风扇控制系统的内部电路外观非常复杂，大量的电阻电容以及半导体器件直接裸露在外部，通过这些规模庞大的器件的工作，能够实现一些从简单到复杂的功能，这种系统的优点在当前发展现状下已经变得越来越不明显，正在逐渐退出历史舞台。本课题设计的这款智能温控风扇控制系统采用的是STC89C51单片机来作为主控，STC89C51单片机是一种具有较高处理速度的微型处理器，在大学期间已经对它进行了非常系统的学习，将其作为本课题的主控器件，能够较为轻松的实现各项功能。
国内外发展现状
智能温控风扇控制系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能温控风扇控制系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能温控风扇控制系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能温控风扇控制系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文主要设计了一款高性能的智能温控风扇控制系统，这款系统具备人工和温控两种风扇工作模式，使得用户能够根据自身的使用需求可以灵活在这两种模式中进行选择，当使用人工模式时用户需要对风扇的转速档位进行选择，可以通过主板上的按键或者遥控器上的数字按键进行参数设置，此时风扇将在主控微处理器发出的PWM波控制下实现不同转速的输出，而当用户设置了温控模式，那么系统将能够通过温度传感器对周围空间内的环境温度进行快速采集，根据环境温度值自动调节风速大小，这个过程无需人工干预，另外这款智能风扇还配备了一个具有液晶显示效果的屏幕，用户可以在屏幕上读取测量到的温度值和风扇档位等数据，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征。
智能温控风扇系统的方案设计
经过上文对本课题所要实现的设计内容的确立，本部分将开始对这款智能温控风扇系统的各项功能进行设计，下图是通过Visio软件绘制的系统结构框图，包含了STC89C51单片机最小系统电路、风扇驱动电路、红外遥控驱动电路、按键驱动电路以及温度传感器电路。
为了能够实现对风扇风速的控制，本课题将选用直流电机来作为驱动器件，通过直流电机较快的转速实现风量的输出，配置了下图中的风扇电机及其驱动电路，本课题通过PWM波方案来对风速进行控制，通过不同占空比的PWM波使得直流电机的转速得到控制。功率驱动的主要作用是将单片机输出的PWM波进行功率放大，这样才能实现直流电机强有力的驱动。
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