基于51单片机的智能温控风扇设计.docx

摘要：电风扇作为一款降温产品，被广泛应用到我们的日常生活中。比如，在炎热的夏天人们用电风扇来降温；除此以外，许多大型电风扇会被用到工业温度控制装置中。但是传统的电风扇最大的一个缺点在于，无法自动控制器转动的速度，以至于当周围的温度发生变化时，电风扇却仍然保持着原来的转速，这即不能做到科学降温，又浪费了宝贵的电力资源。因此，为了满足现代生产和生活的要求，能够随着温度变换而自动调节转速的温度控制风扇应运而生，不仅应用到了工业生产当中，在日常的生活中应用的也很广泛。温控风扇，顾名思义就是通过对于周围环境温度的实时监控，从而不断改变自身转速达到最佳降温能耗比。这不仅降低了工业生产的资源消耗，而且在日常生活中也会让用户体会到更加人性化的服务。

温控风扇是通过主控制器来检测环境的变换，从而给出最佳的转速输出策略的智能系统。正是其自适应的转速变换，使得其在现代化的工业生产和生活中，得到了较为普及的应用。大到大型工业生产基地的降温系统，小到私人笔记本电脑的降温风扇。因此，本文设计了一款基于MCU的温度控制风扇系统。整个系统的控制核心采用的是目前比较普遍而且性价比较高的51单片机，温度传感器则是采用的同样性价比高，测量精度高的温度传感器DS18B20。DS18B20监测周围环境的温度变换，将温度信号转换为电信号传给主控制器，主控制器对温度的大小进行判定，从而给出符合当前场景的转速策略。输出信号以PWM的形式经由三极管驱动直流电机转动。通过不断与预设的温度阈值进行比较，改变PWM的输出占空比或者频率。显示方面，采用数码管对于环境温度进行实时的显示，并配以三个独立按键来对于温控系统进行设置和调节。

关键词：单片机；DS18B20；温控；电机

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

2 整体方案设计-2

2.1 系统整体的设计-2

2.2 方案论证-2

2.2.1 温度传感器的选择-2

2.2.2 控制核心的选择-3

2.2.3 温度显示器件的选择-3

2.2.4 调速方式的选择-4

3 各单元模块的硬件设计-5

3.1 系统器件简介-5

3.1.1 DS18B20单线数字温度传感器简介-5

3.1.2 AT89C52单片机简介-5

3.1.3 LED数码管简介-8

3.2 电路设计-9

3.2.1 时钟复位与晶振电路-9

3.2.2 独立按键连接电路-9

3.2.3 数码管显示电路-10

3.2.4 温度采集电路-11

3.2.5 三极管驱动电路简介-12

3.2.6 电路总图-14

4 软件设计-15

4.1 程序设计-15

4.1.1 按键扫描子程序设计-15

4.1.2 风扇控制子程序设计-16

4.1.3 PWM子程序设计-17

4.2 用Keil MDK 编写程序-19

4.3 用Proteus进行仿真-19

4.3.1 Proteus简介-19

4.3.2 本设计基于Proteus的仿真-21

5 系统调试-23

5.1 软件调试-23

5.1.1 按键显示程序调试-23

5.1.2 传感器DS18B20温度采集程序调试-23

5.1.3 电动机调速程序调试-23

5.2 硬件调试-24

5.2.1 按键显示部分的调试-24

5.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试-24

5.2.3 电动机调速电路部分调试-25

5.3 系统功能-25

5.3.1 系统实现的功能-25

5.3.2 系统功能分析-25

5.4 实物调试与分析-25

6 结束语-28

参 考 文 献-29

致 谢-30

附 录 A 源 程 序-31