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1、基于单片机的智能风扇设计摘要智能电风扇普及的近些年，传统电风扇越来越难以满足人们需求，在这个智能化的年代,电风扇也需要新的变革，新的创新。而智能电风扇给我们带来的不仅仅是使用起来的方便，更重要的原因是它可以根据需求应用于各种场合和环境，适应性较强，这也使得其应用比较广泛。DS18B20温度传感器的数据采集能力强，在一些恶劣的环境中所采集的温度值精度也比较高。通过单片机计算分析能力，将需求用户预设的温度值与实际采集到的温度进行比较,自动改变风扇转速以起到降低温度的效果，同时保留了传统的手动调节方式，满足不同情况下的需求。除此之外，基于51单片机的显示功能也是必不可少的，由于传感器采集的是模拟信号
2、，模拟信号需要转换为数字信号才能实现人们肉眼可见的温度监测功能，因此，模数转换功能也是控制核心之一，通过模数转换，单片机控制发光二极管或七段数码管显示当前环境温度及当前转速档位的显示，当出现温差过大或者温度传感器故障时，会出现蜂鸣器报警，提示温度差异和故障，因此51单片机为控制核心，通过多线程集成控制方式完成对整体功能的实现，为人们提供便利。关键词:STC89C51;温度传感器;模数转换;信号采集ABSTRACTInrecentyears,thepopularizationofintelligentelectricfans,thetraditionalelectricfansaremorean
3、dmoredifficulttomeettheneedsofpeople.Inthisintelligentage,electricfansalsoneednewchangesandnewinnovations.Buttheintelligentelectricfanbringsusnotonlytheconveniencetouse,butalsothemoreimportantreasonisthatitcanbeappliedtovariousoccasionsandenvironmentsaccordingtothedemand,theDS18B20temperaturesensors
4、ignalacquisitionabilityisstrong,theanti-interferenceabilityisstrong,theprecisionishigh.Throughthecalculationandanalysisabilityofsinglechipmicrocomputer,thepresettemperaturevalueoftheuseriscomparedwiththeactualcollectedtemperature,andthefanspeedisautomaticallychangedtoreducethetemperature.Atthesameti
5、me,thetraditionalmanualadjustmentmethodisretainedtomeettheneedsofdifferentsituations.Inaddition,thedisplayfunctionbasedon51singlechipmicrocomputerisalsoessential.Becausethesensorcollectsanalogsignals,theanalogsignalsneedtobeconvertedintodigitalsignalstorealizethetemperaturemonitoringfunctionvisiblet
6、othenakedeye.Therefore,51singlechipmicrocomputeristhecontrolcore,Throughmulti-threadintegratedcontrolmodetocompletetheimplementationoftheoverallfunction,toprovideconvenienceforpeople.Keywords：STC89C51temperaturesensor;A/Dconversion;signalacquisition.摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题应用前景及现状11.2理论意义21.3本设计任务主要
7、要求3第2章系统设计总体方案42.1 温度传感器的选择42.2 主控机的选择623、史xj,IIBJ-62.4 调速方式7第3章系统硬件设计831zjs83.1.1STC89C51简介83.1.2STC89C51单片机主要功能和系统参数83.1.3STC89C51单片机引脚93.1.4STC89C51单片机最小系统93.2时钟电路1033彳H1.1013.4DS18B20温度采集电路113. 4.1DS18B20温度处理方法113. 4.2DS18B20工作原理111 .5数码管驱动显示电路122 .6风扇驱动电路133 .714第4章系统软件设计154 .1主程序流程图154. 2DS18B
8、20子程序流程图154.3 数码管显示子程序流程图164.4 按键子程序流程图17第5章系统调试205. 1系统功能205. 1.1硬件调试206. 1.2系统实现的功目匕.205.2系统分析20总结21参考文献22第1章绪论1.1 课题应用前景及现状近些年来，随着我们国家的经济的告诉发展，人们的生活水平也是有了大幅度的提高，对于生活质量也提出了更高的要求，享受生活成了人们生活的目标，空调的出现让人们的生活越来越舒适，在加上价格的不断下调，电风扇行业正在面临着非常严重的危机。空调强大的功能是人们能够快速接受其价格的重要原因，但是空调的功能是取决于能耗和封闭空间，所以这是其不能够完全取代电风扇的
9、重要原因。而随着我们国家提倡保护生态环境，提出“绿水青山就是金山银山”的理念的时候，空调的高耗电量、破坏臭氧层的缺点就开始成为人们选择电风扇的重要原因。电风扇曾经是人们生活中不可缺少的一种家电，近些年来，随着空调的普及逐渐的淡出了人们的生活，变成了人们口中的老式家电。但是风扇真的被淘汰掉了吗？并没有，电风扇依然有着广泛的市场，其价格便宜、功耗更低、摆放方便的优势使其依然受到很多人的喜爱。中国人民对于电风扇的热情依然未曾消退，在资料的收集过程中能够看到大量有关于风扇优化的研究。智能化电风扇在当前已经开始进入市场了，而且有一些家电企业为了满足不同人群的需求，对风扇采用了不同的设计，实现了不同风扇的
10、功能，比如美的推出的学生扇就是典型代表。随着各项科学技术的进步和发展，智能风扇的发展方向逐渐的朝着低噪音、低能耗、更智能方向发展，智能温控风扇在未来的应用将会越来越广泛，研究也会越来越深入。在日常生活中的传统电风扇采用的是机械控制的方式，在使用的时候，连接电源，然后按下开关，风扇进入到工作状态，扇叶开始旋转，想要调整风扇的转速需要通过手动按下调速开关进行调整。这种传统的电风扇功能相对比较单一，还存在一定的隐患，当人们在打开风扇之后，睡着了或是离开的时候，忘记了关闭风扇的话，不仅会造成电力资源的浪费，还有可能会出现电路故障甚至是引起火灾，而且电风扇处于产时间的工作状态中也会降低使用寿命。在炎热的
11、夏天，人们因为天气的原因在晚上通常无法入睡，所以很多时候都会选择开风扇睡觉，可以人们在睡觉之前往往都会忘记关闭电风扇，对于一些昼夜温差较大的地区人们很有可能会因此感冒。虽然传统的电风扇在此基础上进行了改进，有了机械定时器，但是定时范围有限，无法满足人们的需求。为了解决以上传统电风扇的不足，于是便设计了温控自动风扇系统。重要的是可以将使用者规定好的温度自动进行风速、风量的调整，精度更加的高。而且经过调查，本次设计能够在人们的生活中进行广泛的应用，具有经济实用性。在当前阶段，温控风扇设计在一定程度上已经取得了很多的成果，比如在风扇电机自动无极调速方面，温度传感器进行温度数据采集工作之后，系统进行判
12、定，当温度高于设定状态的时候，就会自动启动风扇，温度升高后风扇转速同时升高，当传感器采集到的温度低于所设定范围时，风扇转速逐渐减慢，直到自动停止。这种控制方式解放了人的操作，使得人只需要设定好温度即可，剩下的完全都有系统进行自动控制。智能控制使得电风扇更加的人性化是未来的发展趋势，应用领域也会随着逐渐增加，同时产生更高的经济效益。1.2 理论意义在庞大的市场需求面前，电风扇如果止步不前的话就会逐渐的失去市场份额，最终退出市场。所以电风扇必须要不断的提高自身的技术含量，提高自己在市场上的竞争力，推出更多的高质量、低能耗的产品。在大学的课程学习中，我逐渐的明白了之前一些不能理解的知识，比如单片机方
13、面的知识，在经过单片微机原理及其应用的学习之后，对于一些原理开始逐渐的掌握，通过实操课程逐渐的掌握了一些设计技能，这些课程都是我本次设计的基础，当然还有非常多的课程内容对于本次设计都有着非常大的帮助。也正是对这些知识的掌握和学习，才能在智能温控风扇的设计中添加更多人性化的功能。人有大量的时间都是在室内度过的，随着人们生活水平的提升，人们对于室内环境品质有了更高的要求，对于温度、湿度、光线都提出了不同的需求，而且室内环境对于人的身心健康的影响也非常大，当环境舒适的时候，人们的生理和心理都会处于一个健康的水平，同样的人们舒适感的增加，也会使得他们在工作中的效率有所提升。在异常炎热的夏天，人们都喜欢
14、打开风扇或是空调，在室内惬意的工作或是休息，而相对于空调来说，电风扇更加的节能、实惠，适用的范围更加的广泛一些，比如风扇可以在室外使用，对于一些身体素质较差的老人和小孩来说，他们更加的喜欢电风扇吹出来的自然风。但是传统的风扇智能化的程度相对来说比较低，随着温度的变化需要通过手动进行档位的调整，一旦忘记关闭电扇还会造成电力资源的浪费，同时有可能因为长时间吹风扇导致感冒。所以本次选择了与人们生活息息相关的智能温控风扇设计，能够检测人体的体温、环境温度和环境湿度，同时根据实际检测到的数据调整风扇的转速，给予人们一个更加舒适的环境。同时在本次设计中还增加了节能模式，当人设置好了节能模式之后，风扇会自动
15、检测所处环境中有没有人，如果没有的话将会自动停止，减少电力资源的浪费，使得电风扇具有了节能性。电风扇在当前仍然能够占据一定市场份额的重要原因就是其性能有所改进，电风扇吹出来的是模拟自然风，是一些空调所不能比拟的，还有就是电风扇价格的比较低，能耗小。而且随着人们生活水平的明显提高，居住条件也有了非常大的改善，人们通常会选择将空调机安装在主要活动的地方，对于其它地方还是选择使用风扇进行降温。虽然需求还是很大，但是明显市场上的电风扇的供给量大于实际的需求量，电风扇之间的竞争非常的激励，想要在激励的市场竞争中占据一定的地位，还是需要依靠风扇的品质和性能。智能温控风扇的出现使得电风扇在原本的基础上提高了风扇的节能性，同时也增加舒适性。而且智能温控风扇系统不仅能够应用人们的生活中，还能够应用于工业生产之中，在一
