单片机的人体感应智能风扇的设计
目录
一、引言5
二、系统方案的选择5
（一）系统方案论证、比较与选择5
1.温度传感器的选用5
2.控制核心的选择6
3.显示电路6
4.调速方式6
（二）系统简述7
三、硬件设计8
（一）DS18B20 单线数字温度传感器简介8
（二）AT89C52单片机简介9
（三）热释电红外传感器简介11
（四）八段LED 数码管12
（五）各部分电路的设计13
1.电源电路13
数码管显示电路13
温度采集、控制模式设定14
复位电路15
开关、模式指示灯电路16
LED驱动电路17
四、软件设计17
（一）主程序流程图18
（二）DS18B20传感器控制流程设计18
1．温度读取流程设计18
2．温度处理流程设计19
3．温度对比流程设计20
（三）电机控制流程（包含红外探测）20
五、制作与调试21
六、总结22
七、致谢22
八、参考文献23
九、附录23
（一）附录一 程序23
（二）附录二 原理图31
一、引言
在日常生活中，我们身边常常都会存在一些与温度有关的设备，如空调。虽说空调已经成为许多城市人防暑降温的必备品，但是农村地方用的还是电风扇，出去冬天，每个季节的昼日温度还是比较高的，电风扇的快速旋转产生的风可以为人们散热。由于昼夜存在温差，夜间气温很低，人们睡觉时会调小档速防止感冒。传统的电风扇比较突出的缺点在于：1、电风扇产生的风不能灵活地随着环境的温度变化而变化，自动改变风扇的速度是昼夜温差的地区所需要的，人们在熟睡后，夜间的温度变化已经变得无所谓，
那样不仅浪费电而且还容易感冒。2、传统电风扇有个旋钮式的定时开关，旋钮会随着时间的流逝而运动，同时还伴随着嗞-嗞-的声音，影响人们的睡眠质
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人们散热。由于昼夜存在温差，夜间气温很低，人们睡觉时会调小档速防止感冒。传统的电风扇比较突出的缺点在于：1、电风扇产生的风不能灵活地随着环境的温度变化而变化，自动改变风扇的速度是昼夜温差的地区所需要的，人们在熟睡后，夜间的温度变化已经变得无所谓，
那样不仅浪费电而且还容易感冒。2、传统电风扇有个旋钮式的定时开关，旋钮会随着时间的流逝而运动，同时还伴随着嗞-嗞-的声音，影响人们的睡眠质量，而且不仅它的定时范围有限，而且还很容易坏。3、传统的电风扇不是用单片机来控制的，不方便改变风扇的风速和其他。因为存在以上的问题，所以我设计了智能温控风扇系统。本系统用单片机作为控制中心，实时的温度显示由性能好的温度传感器来控制，还会根据使用的人设置的温度自动准确地进行停止、大风、小风等操作。
二、系统方案的选择
（一）系统方案论证、比较与选择
1.温度传感器的选用
温度感测的核心元件有以下几种方案可供选择：
方案一：选用热敏电阻，随温度变化而变化的热敏电阻，引起输出电压发生变化产生的信号有运算放大器进行放大，模拟信号经模数转换芯片转化为数字信号传递给单片机处理。
方案二：采用热电偶，结合桥式、运算放大和模数转换等电路，把温度变化信号交给单片机处理。
方案三：采用数字集成温度传感器（DS18B20），直接输出温度数字信号给单片机处理。
对于方案一，热敏电阻虽价廉易购，但热敏电阻对温度发生细微的变化不能及时给出反应，而且接受、放大和转换信号过程中，经常会出现误差和畸变。热敏电阻的电阻和温度是非线性的，本身就存在误差。所以该方案不适用于本系统。
对于方案二，选用热电偶，结合着桥式测量电路，与上相比，降低了元件的非线性误差，提升了温度的敏感度，它的测温范围也十分宽，从-50℃到1600℃都可以测量。但是电路不会简单明了，温度敏感度虽有所提高，但仍有不足，故不选用该方案。
对于方案三，DS18B20温度传感器体积小，抗干扰能力强，精度高，减小了外接放大转换电路的误差，几乎无温度误差，它的感测温度的原理使得它的温度分辨力变得极高。在芯片内部温度值转换成数字的直接输出，让系统的程序设计变得更加简单，又该传感器是单总线技术，简单化它与单片机的接口。
2.控制核心的选择
方案一：选用电压比较电路作为控制核心。将热电偶或热敏电阻用来感测温度，温度信号转化并放大电信号，集成运放比较电路主要来控制电风扇的旋转速度，根据不同的取值范围，切换到相对应的档位上。
方案二：选用单片机作为控制核心。对于温度的判断，通过编写软件程序来实现，控制信号在端口处输出。
对于方案一，电压比较电路简单容易，用不到软件编程，但是单一的控制不能随意改变温度的上下限，满足不了不同环境下不同用户的不同温度的多种要求，所以不采用。
对于方案二，控制中心采用单片机，感测温度的显示电路可以编写程序将其结果显示出来，还能利用键盘随意设定限定的温度值，各个方面的要求都能被满足。而且温度经过程序的判断变得更加有说服力和确信度，它可以精准的掌控微小的环境温度变化。因此本系统采用方案二。
3.显示电路
方案一：选用数码管，动态扫描显示方式显示温度。
方案二：选用液晶显示屏LCD来显示温度
对于方案一，数码管物美价廉，编写其显示驱动的程序比较容易，而且不管昼夜，都能明确而又醒目向人们显示温度，且功率的损耗还特别特别小。数码管是通过扫面显示的方式一个一个被点亮的，光亮会动摇不定。忽明忽暗，这是他的不足之处。但通过增加数码管扫描频率（t<20ms），人们就感觉不到忽隐忽现。
对于方案二，液晶显示屏显示比较多样化，包括数字、字符以及图形。但液晶显示模块成本高，而且驱动程序编写起来比较繁杂，不简单实用，所以采用方案一。
4.调速方式
方案一：采用变压器调节，把220V电压利用电磁感应原理经过线圈来改变交流电压，电机接到不同电压值的线圈上，得到不同的电机旋转速度，以及不同大小的风力。
方案二：采用三极管驱
一、引言5
二、系统方案的选择5
（一）系统方案论证、比较与选择5
1.温度传感器的选用5
2.控制核心的选择6
3.显示电路6
4.调速方式6
（二）系统简述7
三、硬件设计8
（一）DS18B20 单线数字温度传感器简介8
（二）AT89C52单片机简介9
（三）热释电红外传感器简介11
（四）八段LED 数码管12
（五）各部分电路的设计13
1.电源电路13
数码管显示电路13
温度采集、控制模式设定14
复位电路15
开关、模式指示灯电路16
LED驱动电路17
四、软件设计17
（一）主程序流程图18
（二）DS18B20传感器控制流程设计18
1．温度读取流程设计18
2．温度处理流程设计19
3．温度对比流程设计20
（三）电机控制流程（包含红外探测）20
五、制作与调试21
六、总结22
七、致谢22
八、参考文献23
九、附录23
（一）附录一 程序23
（二）附录二 原理图31
一、引言
在日常生活中，我们身边常常都会存在一些与温度有关的设备，如空调。虽说空调已经成为许多城市人防暑降温的必备品，但是农村地方用的还是电风扇，出去冬天，每个季节的昼日温度还是比较高的，电风扇的快速旋转产生的风可以为人们散热。由于昼夜存在温差，夜间气温很低，人们睡觉时会调小档速防止感冒。传统的电风扇比较突出的缺点在于：1、电风扇产生的风不能灵活地随着环境的温度变化而变化，自动改变风扇的速度是昼夜温差的地区所需要的，人们在熟睡后，夜间的温度变化已经变得无所谓，
那样不仅浪费电而且还容易感冒。2、传统电风扇有个旋钮式的定时开关，旋钮会随着时间的流逝而运动，同时还伴随着嗞-嗞-的声音，影响人们的睡眠质
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
人们散热。由于昼夜存在温差，夜间气温很低，人们睡觉时会调小档速防止感冒。传统的电风扇比较突出的缺点在于：1、电风扇产生的风不能灵活地随着环境的温度变化而变化，自动改变风扇的速度是昼夜温差的地区所需要的，人们在熟睡后，夜间的温度变化已经变得无所谓，
那样不仅浪费电而且还容易感冒。2、传统电风扇有个旋钮式的定时开关，旋钮会随着时间的流逝而运动，同时还伴随着嗞-嗞-的声音，影响人们的睡眠质量，而且不仅它的定时范围有限，而且还很容易坏。3、传统的电风扇不是用单片机来控制的，不方便改变风扇的风速和其他。因为存在以上的问题，所以我设计了智能温控风扇系统。本系统用单片机作为控制中心，实时的温度显示由性能好的温度传感器来控制，还会根据使用的人设置的温度自动准确地进行停止、大风、小风等操作。
二、系统方案的选择
（一）系统方案论证、比较与选择
1.温度传感器的选用
温度感测的核心元件有以下几种方案可供选择：
方案一：选用热敏电阻，随温度变化而变化的热敏电阻，引起输出电压发生变化产生的信号有运算放大器进行放大，模拟信号经模数转换芯片转化为数字信号传递给单片机处理。
方案二：采用热电偶，结合桥式、运算放大和模数转换等电路，把温度变化信号交给单片机处理。
方案三：采用数字集成温度传感器（DS18B20），直接输出温度数字信号给单片机处理。
对于方案一，热敏电阻虽价廉易购，但热敏电阻对温度发生细微的变化不能及时给出反应，而且接受、放大和转换信号过程中，经常会出现误差和畸变。热敏电阻的电阻和温度是非线性的，本身就存在误差。所以该方案不适用于本系统。
对于方案二，选用热电偶，结合着桥式测量电路，与上相比，降低了元件的非线性误差，提升了温度的敏感度，它的测温范围也十分宽，从-50℃到1600℃都可以测量。但是电路不会简单明了，温度敏感度虽有所提高，但仍有不足，故不选用该方案。
对于方案三，DS18B20温度传感器体积小，抗干扰能力强，精度高，减小了外接放大转换电路的误差，几乎无温度误差，它的感测温度的原理使得它的温度分辨力变得极高。在芯片内部温度值转换成数字的直接输出，让系统的程序设计变得更加简单，又该传感器是单总线技术，简单化它与单片机的接口。
2.控制核心的选择
方案一：选用电压比较电路作为控制核心。将热电偶或热敏电阻用来感测温度，温度信号转化并放大电信号，集成运放比较电路主要来控制电风扇的旋转速度，根据不同的取值范围，切换到相对应的档位上。
方案二：选用单片机作为控制核心。对于温度的判断，通过编写软件程序来实现，控制信号在端口处输出。
对于方案一，电压比较电路简单容易，用不到软件编程，但是单一的控制不能随意改变温度的上下限，满足不了不同环境下不同用户的不同温度的多种要求，所以不采用。
对于方案二，控制中心采用单片机，感测温度的显示电路可以编写程序将其结果显示出来，还能利用键盘随意设定限定的温度值，各个方面的要求都能被满足。而且温度经过程序的判断变得更加有说服力和确信度，它可以精准的掌控微小的环境温度变化。因此本系统采用方案二。
3.显示电路
方案一：选用数码管，动态扫描显示方式显示温度。
方案二：选用液晶显示屏LCD来显示温度
对于方案一，数码管物美价廉，编写其显示驱动的程序比较容易，而且不管昼夜，都能明确而又醒目向人们显示温度，且功率的损耗还特别特别小。数码管是通过扫面显示的方式一个一个被点亮的，光亮会动摇不定。忽明忽暗，这是他的不足之处。但通过增加数码管扫描频率（t<20ms），人们就感觉不到忽隐忽现。
对于方案二，液晶显示屏显示比较多样化，包括数字、字符以及图形。但液晶显示模块成本高，而且驱动程序编写起来比较繁杂，不简单实用，所以采用方案一。
4.调速方式
方案一：采用变压器调节，把220V电压利用电磁感应原理经过线圈来改变交流电压，电机接到不同电压值的线圈上，得到不同的电机旋转速度，以及不同大小的风力。
方案二：采用三极管驱
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