风扇遥控智能系统设计
【摘要】本设计基于51单片机，应用了温湿传感器、语音芯片等器件，系统具备根据环境温度自动调整风速、高清晰度语音芯片实时对温度播报、湿度过低时加湿等智能控制功能，可通过红外遥控实现对风扇的无线遥控操作。本设计成本低、功能实用、功耗合理，它突破了目前市面上风扇相关产品所存在的普遍弊端具有良好的市场前景。
目录
一、 引言 1
（一） 智能风扇的发展背景 1
（二） 智能风扇的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） DHT11温湿度传感器 5
（四） 红外遥控介绍 5
（五） SC8035真人语音播报芯片介绍 6
（六） 风扇驱动电机介绍 7
（七） LCD1602型显示器概述 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 智能风扇系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 9
（三） DHT11温湿度传感器电路设计 10
（四） 红外一体接收头与单片机连接电路设计 11
（五） 语音播报器电路设计 11
（六） 风扇驱动电路设计 12
（七） 显示器外围电路设计 12
（八） 继电器电路设计 13
四、 软件系统设计 15
（一） 智能风扇系统的软件工作流程设计 15
（二） DHT11温湿度传感器工作流程设计 16
（三） 红外遥控模块工作流程设计 17
（四） 语音播报工作流程设计 18
（五） 风扇加减风速驱动流程设计 18
（六） 显示器工作流程设计 19
1. 判忙函数 19
2. 写数据流程 19
3. 写指令流程 20
（七） 继电器控制流程图设计 20
五、 实物制作与安装 22
（一）PCB设计 22
（二）实物制作 25
（三）调试 26
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总 结 27
参考文献 28
致 谢 29
附录一 原理图 30
附录二 元件列表 31
附录三 程序 32
引言
智能风扇的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能风扇这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现转动吹风了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能风扇的概念得到了重新的定义，智能温控、无线遥控、人体识别等功能不断地被融入到智能风扇中，颠覆了原先人们对于传统智能风扇的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可风扇的智能控制，这是传统智能风扇所无法企及的。由于人们对于新型智能风扇的需求和要求与日俱增，近几年来智能风扇的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能风扇刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能风扇，仅仅能够实现一些基本功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，智能温控、无线遥控等智能功能都能够在智能风扇中得到实现，这种高技术的智能技术使得智能风扇的体验感更加完善。智能风扇的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能风扇在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能风扇进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能风扇还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能风扇，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能风扇的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分智能风扇产品。
智能风扇的国内外发展现状
根据前不久的一份智能风扇行业前景研究报告显示，目前智能风扇已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能风扇影响着人们的日常生活，对于智能风扇的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能风扇的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现自动根据周围环境实现不容湿度的吹风模式等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本课题在经过对当前市面上相关产品的大量调研后，结合自身的专业知识掌握程度，最终确立了如下的设计研究内容：
1、使用STC89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块构建一个51单片机最小系统，实现一款能够实现智能风扇功能的智能风扇控制系统；
2、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
3、配置DHT11温湿度传感器电路，实现对周围环境的温湿度采集功能；
4、系统共配置两种工作模式，分别为人工模式和自动模式，在人工模式下使用者可通过按键或者红外遥控实现对风速大小的设置，在自动模式下系统可根据周围温度值而自动调整风速大小；
5、当环境湿度过低时，系统将闭合继电器实现对加湿器的启动；
6、具有真人语音播报功能，实现对温度值的播报；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
对于主控器的选择主要结合了主控芯片性能、成本以及自身的使用经历等多方面因素，通过这些因素的权衡最终来决定本系统选用的主控器芯片，在进过了预期的筛选和对比后，最终选出了宏晶公司的STC89C51单片机和德州仪器公司的TMS320F28335型DSP作为最终的考虑对象，由于这两款主控器芯片对于本文所设计的系统来说都具有足够的适合性，因此下面对这两款芯片分别作介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 智能风扇的发展背景 1
（二） 智能风扇的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三） DHT11温湿度传感器 5
（四） 红外遥控介绍 5
（五） SC8035真人语音播报芯片介绍 6
（六） 风扇驱动电机介绍 7
（七） LCD1602型显示器概述 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 智能风扇系统的硬件结构框图设计 9
（二） 最小系统设计 9
（三） DHT11温湿度传感器电路设计 10
（四） 红外一体接收头与单片机连接电路设计 11
（五） 语音播报器电路设计 11
（六） 风扇驱动电路设计 12
（七） 显示器外围电路设计 12
（八） 继电器电路设计 13
四、 软件系统设计 15
（一） 智能风扇系统的软件工作流程设计 15
（二） DHT11温湿度传感器工作流程设计 16
（三） 红外遥控模块工作流程设计 17
（四） 语音播报工作流程设计 18
（五） 风扇加减风速驱动流程设计 18
（六） 显示器工作流程设计 19
1. 判忙函数 19
2. 写数据流程 19
3. 写指令流程 20
（七） 继电器控制流程图设计 20
五、 实物制作与安装 22
（一）PCB设计 22
（二）实物制作 25
（三）调试 26
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总 结 27
参考文献 28
致 谢 29
附录一 原理图 30
附录二 元件列表 31
附录三 程序 32
引言
智能风扇的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能风扇这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现转动吹风了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能风扇的概念得到了重新的定义，智能温控、无线遥控、人体识别等功能不断地被融入到智能风扇中，颠覆了原先人们对于传统智能风扇的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可风扇的智能控制，这是传统智能风扇所无法企及的。由于人们对于新型智能风扇的需求和要求与日俱增，近几年来智能风扇的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能风扇刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能风扇，仅仅能够实现一些基本功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，智能温控、无线遥控等智能功能都能够在智能风扇中得到实现，这种高技术的智能技术使得智能风扇的体验感更加完善。智能风扇的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能风扇在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能风扇进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能风扇还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能风扇，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能风扇的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分智能风扇产品。
智能风扇的国内外发展现状
根据前不久的一份智能风扇行业前景研究报告显示，目前智能风扇已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能风扇影响着人们的日常生活，对于智能风扇的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能风扇的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现自动根据周围环境实现不容湿度的吹风模式等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本课题在经过对当前市面上相关产品的大量调研后，结合自身的专业知识掌握程度，最终确立了如下的设计研究内容：
1、使用STC89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块构建一个51单片机最小系统，实现一款能够实现智能风扇功能的智能风扇控制系统；
2、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
3、配置DHT11温湿度传感器电路，实现对周围环境的温湿度采集功能；
4、系统共配置两种工作模式，分别为人工模式和自动模式，在人工模式下使用者可通过按键或者红外遥控实现对风速大小的设置，在自动模式下系统可根据周围温度值而自动调整风速大小；
5、当环境湿度过低时，系统将闭合继电器实现对加湿器的启动；
6、具有真人语音播报功能，实现对温度值的播报；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
对于主控器的选择主要结合了主控芯片性能、成本以及自身的使用经历等多方面因素，通过这些因素的权衡最终来决定本系统选用的主控器芯片，在进过了预期的筛选和对比后，最终选出了宏晶公司的STC89C51单片机和德州仪器公司的TMS320F28335型DSP作为最终的考虑对象，由于这两款主控器芯片对于本文所设计的系统来说都具有足够的适合性，因此下面对这两款芯片分别作介绍。
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