单片机智能温控风扇的设计与实现(附件)【字数：6157】
摘 要传统风扇已经无法满足人们日益提高的生活需求,本设计是一款基于手机客户端控制的现代化智能温控风扇系统,能够实现对周围环境温度的实时检测,能够将检测到的温度通过数码管显示出来,系统能够根据环境温度值对风力进行实时调节,此外为本系统配置了蓝牙接口,并且手机下载蓝牙串口助手客户端进行实时操控。本设计以STC89C52单片机作为主控,数码管显示电路、温度采集电路、HC-05蓝牙模块和风扇驱动电路模块配合工作。在本设计的调试运行环节,通过对这款智能温控风扇系统的多次有效测试,最后本系统呈现稳定性能,工作后行之有效,符合本设计的要求。
目录
引言 1
一、 智能温控风扇的方案设计论证 2
二、 系统硬件设计 3
（一） 智能温控风扇内部框图设计 3
（二） 智能温控风扇主控电路设计 3
（三） 数码管显示电路设计 4
（四） DS18B20温度检测电路设计 6
（五） 手机蓝牙串口助手客户端与风扇的蓝牙接口电路设计 7
（六） 风扇驱动电路设计 8
（七） 按键模块设计 8
三、 系统软件设计 10
（一） 智能温控风扇的主程序流程设计 10
（二） 数码管显示子程序设计 10
（三） 风扇对环境温度的采集子程序设计 11
（四） 手机蓝牙串口助手客户端与风扇的蓝牙接口子程序设计 11
（五） 风扇调速子程序设计 12
四、 实物制作安装与调试 14
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
电风扇是夏天降温神器,过去老式电风扇款式以吊扇为主,不仅功能过于单一而且缺乏灵活性。随着社会科技的进步,现在家庭里面都会配备空调,但电风扇节能,价格实惠,操作便捷简单的优势依然占据一席之地。在舒适度体验上来说,空调可以快速制冷,但是带来的“空调病”也是令人担忧。电风扇与之相比,风力不仅舒适温和,还能满足老人小孩虚弱体质的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
需求。普通电风扇虽得以版本升级,但它的“不自动性”依然显得捉襟见肘,只能通过手动调节档位才能改变风力的大小,而且关闭电风扇也得亲自按下停止按钮,电风扇没有自动调整风速的功能等。如果想要风扇自动关闭的话, 基本上选择定时器关闭,定时器太过死板,时间的设置不够灵活,如果设置的时间短,睡觉可能会被热醒；如若设置的时间过长,则可能会被吹的着凉感冒。因此,普通的电风扇还是不够智能化、人性化。
随着现代电子领域蓬勃发展,智能温控风扇解决了人们的需求。市场上智能温控风扇内部核心大致为八位、十六位和三十二位三种。国内研究水平正在逐步提升,产品自身不断优化。 目前国内开发的智能温控风扇产品多如牛毛,整体趋势向高度集成化迈进。大部分企业尚未能突破智能温控风扇核心技术的研究,预估未来一段时间内智能温控风扇有着良好的开发前景和强大的竞争力。国外在此领域的研究暂时更为深入,各项性能指标有全面的细化研究,处于领先地位。
本设计以改善智能温控风扇性能为初衷,以最合理的资源达到最优的效果。同时还可以节省产品设计经费。本设计多次考察最终设计出一款性能稳定成熟的智能温控风扇系统。以STC89C52单片机为主控芯片,辅以DS18B20传感器来实现对外界实时温度获取且借助风扇驱动电路控制电机转速。HC05蓝牙模块与单片机建立通信连接,方便用户在手机客户端实时控制,并且结合自身需求设定上下限温度值使得电风扇更加人性化、智能化,从而使得电风扇旧貌换新颜,变得更加智慧与灵活,更加贴近现代化标准。
智能温控风扇的方案设计论证
选用DS18B20温度传感器
方案一: 热敏电阻
方案二: DS18B20温度传感器
热敏电阻瑜不掩瑕,对环境温度变化捕捉不灵敏,线性度差,外界测量时会出现较大偏差,达不到本设计精确的要求。DS18B20温度传感器,总体来说性价比高,集成度高,可靠性高,分辨率高,数据以数字形式输送,电路的复杂程度低等等。两者相比取方案二。
选用STC89C52RC单片机
方案一: 凌阳系列单片机
方案二: STC89C52RC单片机
凌阳系列单片机有高集成度,功耗较低 ,易于开发等特点,主要适合用于大规模实时系统。STC89C52单片机性能优良,价格实惠,它作为本设计核心控件已绰绰有余。两者比较之下STC89C52单片机略胜一筹。
选用四位LED数码管
方案一: 四位LED数码管
方案二: LCD液晶显示屏
数码管价格实惠,满足设计基本参数显示需求,性价比高。选择动态扫描方式,不过动态扫描会产生间歇性闪烁,调高扫描频率便可削减。虽然液晶显示屏能清晰的显示较多图性化符号,但驱动程过于复杂,价格昂贵。两者相比取方案一。
选用HC05蓝牙模块
方案一:HC05蓝牙模块
方案二:HC04蓝牙模块,HC06蓝牙模块
HC05蓝牙模块应用场合普遍较多,相对于其他的蓝牙模块HC04、HC06而言,性价比好,支持的AT命令多。利用HC05型蓝牙模块来构建通信接口,单片机在软件上配置出UART串口对其驱动控制,达到蓝牙数据收发的目的。比较之下,两者相比取方案一。
选用三极管驱动PWM控制
方案一: 变压器调节方式
方案二: 三极管驱动PWM控制
变压器是通过电压的调动来实现转变,风速级别在程度上会受到限制,无法满足具体需求。在变压过程中,转速随之被影响,高损耗,低效率。PWM控制有诸多优点,其一,数据信号是数字形式、性价比高、抗噪能力强、动态响应好、控制简单等等。两者相比取方案二。
系统硬件设计
智能温控风扇内部框图设计
选用STC89C52单片机作为核心器件,操控系统内部电路模块,模块之间彼此进行有效数据通信。总体结构框图如图21所示。
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图21 智能温控风扇总体结构框图
智能温控风扇主控电路设计
STC89C52单片机简介
单片机是微机中的中流砥柱,其应用领域极其广泛,发展速度快,现已发展上百种系列。本设计选用STC89C52单片机,其FLASH存储器可实现数据的快速读写,有8个中断源,它可以在0~40MHz频率范围中正常运行。实物图如图22所示。
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目录
引言 1
一、 智能温控风扇的方案设计论证 2
二、 系统硬件设计 3
（一） 智能温控风扇内部框图设计 3
（二） 智能温控风扇主控电路设计 3
（三） 数码管显示电路设计 4
（四） DS18B20温度检测电路设计 6
（五） 手机蓝牙串口助手客户端与风扇的蓝牙接口电路设计 7
（六） 风扇驱动电路设计 8
（七） 按键模块设计 8
三、 系统软件设计 10
（一） 智能温控风扇的主程序流程设计 10
（二） 数码管显示子程序设计 10
（三） 风扇对环境温度的采集子程序设计 11
（四） 手机蓝牙串口助手客户端与风扇的蓝牙接口子程序设计 11
（五） 风扇调速子程序设计 12
四、 实物制作安装与调试 14
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
电风扇是夏天降温神器,过去老式电风扇款式以吊扇为主,不仅功能过于单一而且缺乏灵活性。随着社会科技的进步,现在家庭里面都会配备空调,但电风扇节能,价格实惠,操作便捷简单的优势依然占据一席之地。在舒适度体验上来说,空调可以快速制冷,但是带来的“空调病”也是令人担忧。电风扇与之相比,风力不仅舒适温和,还能满足老人小孩虚弱体质的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
需求。普通电风扇虽得以版本升级,但它的“不自动性”依然显得捉襟见肘,只能通过手动调节档位才能改变风力的大小,而且关闭电风扇也得亲自按下停止按钮,电风扇没有自动调整风速的功能等。如果想要风扇自动关闭的话, 基本上选择定时器关闭,定时器太过死板,时间的设置不够灵活,如果设置的时间短,睡觉可能会被热醒；如若设置的时间过长,则可能会被吹的着凉感冒。因此,普通的电风扇还是不够智能化、人性化。
随着现代电子领域蓬勃发展,智能温控风扇解决了人们的需求。市场上智能温控风扇内部核心大致为八位、十六位和三十二位三种。国内研究水平正在逐步提升,产品自身不断优化。 目前国内开发的智能温控风扇产品多如牛毛,整体趋势向高度集成化迈进。大部分企业尚未能突破智能温控风扇核心技术的研究,预估未来一段时间内智能温控风扇有着良好的开发前景和强大的竞争力。国外在此领域的研究暂时更为深入,各项性能指标有全面的细化研究,处于领先地位。
本设计以改善智能温控风扇性能为初衷,以最合理的资源达到最优的效果。同时还可以节省产品设计经费。本设计多次考察最终设计出一款性能稳定成熟的智能温控风扇系统。以STC89C52单片机为主控芯片,辅以DS18B20传感器来实现对外界实时温度获取且借助风扇驱动电路控制电机转速。HC05蓝牙模块与单片机建立通信连接,方便用户在手机客户端实时控制,并且结合自身需求设定上下限温度值使得电风扇更加人性化、智能化,从而使得电风扇旧貌换新颜,变得更加智慧与灵活,更加贴近现代化标准。
智能温控风扇的方案设计论证
选用DS18B20温度传感器
方案一: 热敏电阻
方案二: DS18B20温度传感器
热敏电阻瑜不掩瑕,对环境温度变化捕捉不灵敏,线性度差,外界测量时会出现较大偏差,达不到本设计精确的要求。DS18B20温度传感器,总体来说性价比高,集成度高,可靠性高,分辨率高,数据以数字形式输送,电路的复杂程度低等等。两者相比取方案二。
选用STC89C52RC单片机
方案一: 凌阳系列单片机
方案二: STC89C52RC单片机
凌阳系列单片机有高集成度,功耗较低 ,易于开发等特点,主要适合用于大规模实时系统。STC89C52单片机性能优良,价格实惠,它作为本设计核心控件已绰绰有余。两者比较之下STC89C52单片机略胜一筹。
选用四位LED数码管
方案一: 四位LED数码管
方案二: LCD液晶显示屏
数码管价格实惠,满足设计基本参数显示需求,性价比高。选择动态扫描方式,不过动态扫描会产生间歇性闪烁,调高扫描频率便可削减。虽然液晶显示屏能清晰的显示较多图性化符号,但驱动程过于复杂,价格昂贵。两者相比取方案一。
选用HC05蓝牙模块
方案一:HC05蓝牙模块
方案二:HC04蓝牙模块,HC06蓝牙模块
HC05蓝牙模块应用场合普遍较多,相对于其他的蓝牙模块HC04、HC06而言,性价比好,支持的AT命令多。利用HC05型蓝牙模块来构建通信接口,单片机在软件上配置出UART串口对其驱动控制,达到蓝牙数据收发的目的。比较之下,两者相比取方案一。
选用三极管驱动PWM控制
方案一: 变压器调节方式
方案二: 三极管驱动PWM控制
变压器是通过电压的调动来实现转变,风速级别在程度上会受到限制,无法满足具体需求。在变压过程中,转速随之被影响,高损耗,低效率。PWM控制有诸多优点,其一,数据信号是数字形式、性价比高、抗噪能力强、动态响应好、控制简单等等。两者相比取方案二。
系统硬件设计
智能温控风扇内部框图设计
选用STC89C52单片机作为核心器件,操控系统内部电路模块,模块之间彼此进行有效数据通信。总体结构框图如图21所示。
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图21 智能温控风扇总体结构框图
智能温控风扇主控电路设计
STC89C52单片机简介
单片机是微机中的中流砥柱,其应用领域极其广泛,发展速度快,现已发展上百种系列。本设计选用STC89C52单片机,其FLASH存储器可实现数据的快速读写,有8个中断源,它可以在0~40MHz频率范围中正常运行。实物图如图22所示。
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