基于51单片机的智能温控风扇设计[毕业论文+开题报告]

机电毕业论文:基于51单片机的智能温控风扇设计含毕业论文、开题报告、任务书

基于51单片机的智能温控风扇设计[毕业论文+开题报告]

摘 要

本次设计的单片机系统是基于单片机的智能温控风扇设计。使用的控制芯片是AT89C51单片机，用数字温度传感器DS18B20检测环境温度的变化，并通过数码管显示出来，通过小电流的单片机控制大电流的电风扇电机工作，利用单片机内部定时器实现电风扇定时时间的设定。本套系统的软件程序主要是通过实时温度与设定的温度上下限值进行比较后，控制电风扇启停、强弱挡，最终使环境维持让人舒适的温度。
用户可以根据自身需求自行设定温度上下限值、电风扇启停及工作时间。用户设置高、低温度值，测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇，控制状态随外界温度而定。用户设定的温度上下限值通过软件程序自动保存在数字温度传感器DS18B20内部的EPPROM内存单元中，掉电后数据不会丢失，不必劳烦用户每次启动风扇后反复重新设定温度上下限值。本次设计中新增的人体感应传感器可以探测出风扇范围内是否有人，如果没有探测到人体，风扇会自动关闭，达到节约电源的目的。

关键词：AT89C51芯片；温度传感器DS18B20；人体感应模块PIR

Abstract

The design of single chip microcomputer system is designed based on single chip microcomputer intelligent temperature control fan. Using the control chip is AT89C51 single chip microcomputer, digital temperature sensor DS18B20 is used to inspect the change of environmental temperature, and through digital tube display, through the single chip microcomputer to control large current of small current fan motor work, realize electric fan timing time of internal microcontroller timer setting. This set of system software is mainly through the real-time temperature and set temperature upper and lower limit value after comparison, start-stop control electric fans, strong or weak and eventually make the environment to maintain a comfortable temperature.

The user can according to their own needs to set temperature upper and lower limit, electric fan start-stop and working time. Users to set high and low temperature, when the measured temperature value between high and low temperature open the fan weak wind, when the temperature exceeds the set temperature automatically switch to the wind, when the temperature is less than the set temperature automatically shut down the fan, control state varies with temperature. Users to set the temperature of the upper and lower limit value automatically by the software program stored in the digital temperature sensor DS18B20 the internal EPPROM memory unit, data is not lost after power off, don't need to bother the user with each fan launched after repeatedly reset temperature limit up and down. Of the human body in the design of the new sensor can detect whether someone fan scope, if not detected by the human body, the fan will shut down automatically, achieve the goal of saving power.

Key Words：AT89C51; The temperature sensor DS18B20； The human body induction module PIR.

目 录

第1章 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.2 国内外发展状况及研究背景 2
1.3 系统整体设计 2
1.4 方案论证 3
第2章 系统方案设计 5
2.1 控制器的选择 5
2.3 显示器的选择 7
2.4 调速方式的选择 7
第3章 各单元电路的设计 9
3.1 AT89C51单片机芯片 9
3.2 LED数码管 10
3.3 DS18B20温度传感器 11
3.4 人体感应模块PIR 14
3.4.1 菲涅耳透镜 14
3.4.2 BISS0001芯片简介 15
3.4.3 信号采集处理模块 16
3.5 开关复位与晶振电路 17
3.6 风扇驱动电路 17
3.7 电机调速电路 18
3.7.1电机调速原理 18
3.7.2电机控制模块设计 19
第4章 软件设计 21
4.1 总体设想 21
4.2 用Keil C51编写程序 22
4.3 用Proteus进行仿真 22
第5章实物制作及系统调试 27
5.1 按键电路的调试 27
5.2 温度传感器电路的调试 27
5.3 电机电路的调试 27
5.4 人体感应模块的调试 27
5.5 硬件调试遇到的问题 28
第6章 总结与展望 29
附录1 31
附录2 45
参考文献 49
致谢 51

第1章 绪论

1.1 背景及意义

近些年来，随着空调行业的迅速发展，空调价格的大幅度“跳水”，电风扇行业曾被普遍认为是“夕阳产业”。其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同；空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用。二是电风扇有价格优势，价格便宜而且相对省电，安装和使用都非常简单。

传统电风扇多采用机械方式进行控制，功能少，噪音大，各档的风速变化大。随着科技的发展和人们生活水平的提高，家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。

生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如，现在不少城市家庭用上了空调，但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，而且可能多次定时后最后一次定时时间太长，在温度降低以后风扇依旧继续吹风，使人感冒；第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能，不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面，现在绝大多数都采用了风冷系统，利用风扇引起空气流动，带走热量，使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，