智能温控散热器设计—毕业设计
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题目:智能温控风扇摘要:设计这个智能电风扇它的主要功能是:通过温度传感器对笔记本电脑出风口温度进行采集,用51单片机来作为处理器,并用51单片机来控制散热底座电风扇的转速,把温度在数码管上显示出来。
主要内容:本设计以STC89C52RC单片机为核心,通过温度传感器(DS18B20)对笔记本电脑出风口温度进行数据采集,从而建立一个控制系统,使散热底座转速随温度的变化而自动变化,实现“温度高,风力大;温度低,风力小”的性能。
关键词:STC89C52R,DS18B20,直流电机Abstract:T he smart fan design of its main features are: temperature measurement by temperature sensor on single chip as the processor with 51, and 51 single-chip to control the fan with the speed, the temperature displayed on the LED display.Description: This design AT89C51 microcontroller as the core, through the temperature sensor (DS18B20) data collection on the ambient temperature in order to establish a control system that allows fans of the changes with the temperature automatically change gear to achieve "high temperature, large wind ; low temperature, wind small "performance.Keywords:STC89C52R, DS18B20, DC motor目录第一章整体方案设计 (1)1.1 前言 (1)1.2 系统整体设计 (1)1.3 方案论证 (2)1.3.1 温度传感器的选择 (2)1.3.2 控制核心的选择 (3)1.3.3 温度显示器件的选择 (3)1.3.4 调速方式的选择 (4)第二章各单元模块的硬件设计 (5)2.1系统器件简介 (5)2.1.1 DS18B20单线数字温度传感器简介 (5)2.1.2 达林顿反向驱动器ULN2803简介 (5)2.1.3 STC89C52RC单片机简介 (5)2.1.4 LED数码管简介 (6)2.2 各部分电路设计 (6)2.2.1 开关复位与晶振电路 (6)2.2.2 独立键盘连接电路 (7)2.2.3 数码管显示电路 (7)2.2.4 温度采集电路 (8)2.2.5 风扇电机驱动与调速电路 (8)2.2.6串口通信 (9)第三章软件设计 (10)3.1 程序设置 (10)3.2 用Keil C51编写程序 (11)第四章系统调试 (12)4.1 软件调试 (12)4.2 硬件调试 (12)4.2.1 数码管亮度明显偏低 (12)4.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (12)4.2.3 电动机调速电路部分调试 (13)4.3 系统功能 (13)4.3.1 系统实现的功能 (13)4.3.2 系统功能分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录1:电路总图 (17)附录2:程序设计 (18)第一章整体方案设计1.1 前言在现代社会中,风扇被广泛的应用,发挥着举足轻重的作用,如夏天人们用的散热风扇、工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能CPU风扇等。
散热器毕业设计篇一:散热器单片机控制系统设计毕业设计摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面的知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
本系统是以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计编程的,其指令的执行速度快,节省存储空间。
为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。
使硬件在软件的控制下协调运作。
根据本温度系统的设计要求,该系统是由单片机和温度传感器于一体的综合设计。
它是以AD590集成温度传感器作为采集器、8051为主控制器、ADC0809为A/D转换器对温度进行控制。
另外,由于系统要实现人工智能化,就必须又对温度进行设定,所以还需要设计键盘与单片机系统进行沟通。
关键词单片机;散热器;AD590AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is continuously, while driving to the deepeningtraditional testing new month jether updates. In real-time detection and automatic control of microcomputer application system, microcontroller is often as a core component to use, only microcontroller aspects of knowledge is not enough, should according to specific hardware structure, and the view of the specific application object characteristics of software combines, make the perfect. This system based on SCM's basic language assembler language for software design and programming, the instruction execution speed, save storage space. To facilitate the expansion and change, the design of software modular structure, make the program design of logical relationship more concise. Let hardware in the software under the control of the harmonious operation.According to the design requirements of this temperature system, this system is by single-chip microcomputer and temperature sensor in an integrated design. It is integrated temperature sensor AD590 as collector, the 8051 primarily controller, ADC0809 for A/D converter for temperature control. In addition, due to the system to realize the artificial intelligence,we must again to temperature setting, so also needs to be designed keyboards and single-chip microcomputer system to undertake communication.Key words microcontroller radiator AD590 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
本科毕业设计题目基于单片机的智能散热器的设计学生_专业名称_指导教师_年月日基于单片机的智能散热器的设计摘要:散热器在生活中的应用很广泛,例如笔记本电脑会因为散热不良而出现死机现象。
单片机具有集成度高、体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等优点,广泛应用于工业测控、智能仪器仪表、网络通信、家用电器等领域。
本设计在深入探讨散热问题的基础上,设计出了一套基于单片机控制的智能散热器,综合了成本和性能等相关因素,采用Atmel公司的AT89C52单片机为核心。
控制器件向温度传感器DS18B20发送指令,进行温度信号的采集与处理,并通过液晶显示器显示出来,与系统预先设定的温度参数进行比较,当温度达到一定数值后,单片机会驱动风扇转动,进行散热处理。
当温度下降到一定数值后,风扇停止工作。
通过按键对温度参考值进行设定,利用记忆芯片EEPROM对设定值进行保存,实现温度智能控制最后系统在Protues下仿真运行,验证此系统设计正确可行。
关键词:散热器;单片机;智能控制Based on the Single chip MicrocomputerIntelligent design of radiatorAbstract:Radiator wide range of applications, such as notebook computers because of poor heat dissipation phenomenon of death in life. MCU with high integration, small size, strong function, high reliability, low price, etc., are widely used in industrial measurement and control, smart instrumentation, network communications, household appliances and other fields.The design in depth heat problem on the basis of design of a microcontroller-based control of intelligent radiator, a combination of cost and performance, and other related factors, using Atmel AT89C52 microcontroller as the core. Control devices to send commands to the temperature sensor DS18B20 temperature signal acquisition and processing, and LCD display parameters were compared with the pre-set temperature when the temperature reaches a certain value, the microcontroller will drive the rotation of the fan for cooling treatment. When the temperature drops to a certain value, the fan stopped working. Set through the button on the temperature reference value, the use of memory-chip EEPROM to save the set value, temperature intelligent control the final system Profuse under simulation run to verify that the design of this system is correct and feasible. Key Words:radiator; SCM; intelligent control目录1、引言21.1系统研究背景21.2散热原理和方式22、整体方案设计32.1 系统整体设计32.2 方案论证32.2.1 温度传感器的选择42.2.2 控制器的选择42.2.3 温度显示器件的选择52.2.4 电机与其驱动器的选择53、各单元模块的硬件设计63.1 系统主要器件简介63.1.1 单线数字温度传感器DS18B20简介63.1.2 单片机AT89C5273.1.3 风扇直流电机83.1.4 芯片MAX232介绍93.1.5 电源芯片7805介绍93.1.6 LCD显示芯片160293.2 各部分电路设计13.2.1 复位与晶振电路13.2.2 独立键盘连接电路23.2.3 温度采集电路23.2.4 LCD显示电路23.2.5 串口通信33.2.6 直流电机驱动电路33.2.7 电源芯片连接电路44、软件设计54.1单片机程序设计54.1.1 总程序流程图54.1.2 温度采集子程序流程图55、系统仿真65.1 用Keil C51编写程序65.2 系统软件调试75.3 PROTEUS软件简介75.4 PROTEUS电路原理图设计85.4.1 智能散热系统的电路原理图设计:85.4.2 智能散热核心的电路原理图设计:85.5 PROTEUS系统仿真与分析96、结论10参考文献11致12附录12源程序代码121、引言1.1系统研究背景随着科技不断进步和发展,单片机的使用已经渗透到我们日常生活的各个领域,导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,各种智能IC卡的广泛使用,轿车、地铁和公交车的安全保障系统,智能手机、摄像机等,这些产品都与开单片机息息相关。
基于单片机的智能温控风扇系统的设计①褚文轩,张玮,史丽娟(常州信息职业技术学院电子与电气工程学院,江苏常州213164)①本文系常州信息职业技术学院高等职业教育教学改革课题“RFID 应用技术在线开放课程建设的研究与实践”(编号:2018CXJG10)的研究成果。
作者简介:褚文轩(1997—),男,大专,主要研究方向:物联网。
张玮(1980—),女,硕士,讲师,主要研究方向:应用电子。
史丽娟(1983—),女,硕士,讲师,主要研究方向:物联网技术、信号与信息处理。
一、引言随着现代科技的日益发展,传统的电风扇不能满足人们的生活需求,它只能以恒定的速度运行,这对人们的生活造成诸多不便。
在夜间,人们在熟睡时无法有效对风扇进行变速,即使有智能遥控器,也会影响人们休息。
而且传统电风扇定时功能也存在一定局限性,鉴于以上诸多缺点,我们需要设计一款智能风扇系统解决我们当前遇到的实际问题。
智能温控风扇系统是利用感知当前温度从而决定风扇是否运行及运行速率的一种智能化模式,这不仅能很好地节约能源,同时也更适应人们的现代生活。
(如图1所示)温度传感器按键控制模块按键显示模块电机控制模块单片机电源图1智能温控风扇系统总体框图二、硬件方案设计(一)智能温控风扇系统设计原理图本系统以51单片机为核心,配以数码管驱动、按键复位、温度传感器、电源电路。
设计简单,方便使用。
数码管驱动电路风扇电路电源接口电路按键电路18b20温度传感器图2智能温控风扇系统原理图(二)单片机的晶振与复位电路在单片机系统中复位电路起到了很重要的作用,因为单片机在上电过程中不稳定,在这期间执行相关操作会造成电路损坏。
因此需要一个复位电路来避免这样的现象发生。
对于单片机来说晶振电路也是很重要的,晶振决定着系统的时钟周期,没有时钟周期单片机就无法工作,整个系统就没有意义。
本设计中开关复位与晶振电路如图3所示,当复位按键按下时,系统复位一次。
VCCRST10KR6S1C3+10uF C130XTAL2XTAL1Y112M C230GNDGND图3单片机的晶振与复位电路(三)温度传感器电路该模块采用DS18B20作为温度传感器,与我们常用的热敏电阻相比,它能够更加直接读出被测物体的温度并且可根据我们的需求通过编程来实现数值的读取。
智能温控风扇毕业设计智能温控风扇毕业设计题目:智能温控风扇一、概述本次毕业设计关于智能温控风扇,它和一般的风扇有一个最大的不同,它可以根据环境温度自动调整自身的风速,无需任何操作即可实现自动温度控制。
设计思路为:利用单片机控制风扇,实现程序控制和自动温度控制。
二、实现方法1、硬件结构:(1) 单片机:采用的单片机型号为AT89C51,其具有单片机外设、软硬件接口、数据处理分析能力等优点,它是一款多功能的低功耗单片机,适用于各种智能化系统的控制,可实现变频控制,并提供温度控制功能。
(2) 温度传感器:采用的是DS18B20数字温度传感器,它具有耐高温绝对精度和长期稳定性,对温度范围有较高的灵敏度,同时它具有抗干扰性强,操作简单,耗电量小等优点,可以对环境温度进行详细的采集和分析。
(3) 风扇:系统采用的风扇为一款普通的电扇,该风扇具有较强的吸力,可以有效地扩大风扇的输出范围,改善电扇的散热性能,从而实现自动温度控制。
(4) 仪表注意事项:由于风扇的电压为直流电,需要注意电压范围,以免出现超载现象。
同时,由于风扇的电动机速度很高,需要注意防止出现短路现象。
2、实现过程:(1) 单片机程序编程:程序的主要任务是监测环境温度变化,并相应地控制风扇的转速,以保证环境温度在一定范围内,并且满足设定的温度调节范围。
(2) 温度采集:该系统采用DS18B20数字温度传感器采集环境温度,将结果通过单片机提取出来,然后根据设定的温度范围调节风扇的转速。
(3) 温度控制:根据环境的温度变化来调节风扇的转速,以实现自动温度控制,保证环境温度在一定范围内,并且满足温度调节范围。
三、结论本次毕业设计介绍了一款智能温控风扇的设计,它可以根据环境温度自动调整自身的风速,从而实现自动温度控制,具有节能、节省能源和环保的特点,具有一定的实用价值。
毕业论文智能温度控制和风扇控制系统集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]毕业设计说明书学生姓名:学号:学院:专业年级:题目:指导教师:评阅教师:年月摘要本次毕业设计设计了一个基于热释人体红外的风扇及照明控制系统,采用单片机STC89C52为控制器,以热释人体红外和系统来检测室内有无人员以及室内温度,通过光敏电阻来检测室内的光线强度,用温度传感器DS18B20来检测室内温度,用LCD1602来实时显示系统当前的工作模式和室内的温度,同时可通过按键来实现正常模式与防盗模式两者之间的随意切换。
调试结果表明该系统可以实时调节和控制室内风扇的转速和灯管的照明,达到了智能控制和节能的目的,并通过设置启动防盗模式来达到防盗的效果。
关键词:热释人体红外;STC89C52;智能温控风扇;照明控制Title The design of intelligent temperature control fan and illumination system based on the body pyroelectric infrared Abstract:In this paper we designed an intelligent temperature control fan and illumination system based on the body pyroelectric infrared to control the fan and the lamp in real time. In this system we use the STC89C52 as the intelligent controller, we detect the inner-room temperature with the temperature sensor, and decide whether there is a person or not based on infrared from the body, and check the illumination intensity through the photoconductive resistance. Besides, we utilize the LCD1602 to display the present working mode and the inner-roomtemperature, meanwhile, we could change the mode freely by pressing the buttons. Result shows that the system can surely control the objects intelligently and decrease the electric power effectively. Besides, it can also realize the effect of anti-theft by setting the anti-theft mode.Key words: the body pyroelectric infrared; AT89C51; intelligent temperature control fan; illumination control目录1 绪论智能温控风扇及照明控制系统的研发背景1.1.1 智能温控风扇的设计背景随着空调机在日常生活中的普遍应用,很容易想到电风扇会成为空调的社会淘汰品,其实经过市场的考验和证实,真实的并不是这样的,在空调产品的冲击下,电风扇产品仍然具有很强大的生命力,电风扇在市场的考验中并没有淡出市场,反而销售在不停的复苏中具有强大的发展空间。
基于51单片机的智能温控风扇毕业设计基于51单片机的智能温控风扇毕业设计引言:近年来,随着科技的不断进步,智能家居设备已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
在众多智能家居设备中,智能温控风扇作为一个重要的家居电器,为我们的生活带来了极大的便利和舒适。
本文旨在介绍一种基于51单片机的智能温控风扇毕业设计,通过深入探讨其原理、设计和应用,展示其在实际生活中的价值和应用潜力。
一、背景与需求分析1.1 背景过去的传统风扇只能通过手动调节风速和转动方向,无法根据环境温度进行智能调节。
现如今,人们迫切需要一种能够根据温度自动调节风速的智能风扇,以提供更加舒适和节能的生活体验。
1.2 需求分析为了满足人们对舒适和节能的需求,我们提出了以下需求:- 风扇能够根据环境温度自动调节风速。
- 风扇能够根据人体活动感知温度变化。
- 风扇能够通过遥控或手机应用进行远程控制。
- 风扇能够具备智能化的系统保护功能。
二、设计方案与实施2.1 传感器选用为了实现风扇的智能温控功能,我们需要选用适当的温度传感器。
常用的温度传感器包括NTC热敏电阻、DS18B20数字温度传感器等。
根据需求,我们选择了DS18B20作为温度传感器,它能够准确地检测环境温度。
2.2 控制电路设计基于51单片机的智能温控风扇控制电路主要由以下几个部分组成:- 温度传感器模块:用于检测环境温度。
- 驱动电路:用于控制风扇的转速。
- 单片机板:用于处理温度数据和控制风扇运行状态。
- 通信模块:用于实现与遥控器或手机应用的远程通信。
2.3 系统设计与软件开发基于51单片机的智能温控风扇的系统设计主要包括以下几个方面:- 温度采集与处理:通过DS18B20温度传感器采集环境温度,并通过单片机进行数据处理。
- 控制与调速:根据采集到的温度数据,控制驱动电路实现风扇转速的智能调整。
- 远程控制:通过手机应用或遥控器与风扇进行远程通信,实现远程控制和监控。
三、系统实施与测试3.1 硬件实施根据设计方案,我们将电路图进行布局,选择合适的电子元件进行组装,完成基于51单片机的智能温控风扇的硬件实施。
智能温控风扇设计-论文智能温控风扇设计摘要:实现温度控制自动化不仅能够大大提高工业生产的效率~同时还能提高产品质量~减少消耗~因此设计研究高精度、稳定、适用性强的温度控制系统对工业生产发展具有其积极意义。
本文介绍了一种智能温度控制风扇的设计方案~其采用AT89S51单片机为控制器核心~通过测量温度的变化来改变风扇的转速从而达到温度控制的目的。
同时实现温度采集、温度显示、温度设定等功能。
经实验表明~本设计不仅稳定性好~而且温度控制精度高~反应快。
关键字:智能控制,单片机,温度The design of Intelligent Temperature Control Fan Abstract: Automating temperature control can not only greatly increase the efficiency ofproduction, but also improve the quality of product and reduce the cost. Therefore , a research on high precision、stability、and applicability temperature control system is significant for industry produce. This paper introduces a design of intelligent temperature control fan, which is based on AT89S51 MCU as core controller. It can control the temperature by changing the revolving speed of the fan. And it also includes the function of temperature gathering, temperature display and temperature setting. Experiment shows that the design has a good stability and high precision, and its response time is low.Keywords: Intelligent control; MCU; Temperature目录1 引言 ..................................................................... ...... 1 1.1 研究背景及意义 ........................................................... 1 1.2 研究发展现状 ............................................................1 1.3 发展趋势 (2)2 方案设计 ..................................................................... .. 3 2.1 总体方案设计 ............................................................. 3 2.2 方案比较与选择 (3)2.2.1 温度传感器选择 (3)2.2.2 显示器件选择 (4)3 系统硬件设计 (5)3.1 应用环境简介 ............................................................. 5 3.2 总体设计 (6)3.3 温度采集模块 (6)3.3.1 功能介绍 (6)3.3.2 DS18B20简介 (6)3.3.3 温度采集电路设计 ................................................... 7 3.4 按键模块 (8)3.4.1 功能介绍 (8)3.4.2 按键电路设计 ....................................................... 8 3.5 单片机控制电路 (8)3.5.1 功能介绍 (8)3.5.2 单片机简介 (8)3.5.3 单片机控制电路设计 ................................................ 10 3.6 显示电路 (11)3.6.1 功能介绍 (11)3.6.2 74LS164简介 (11)3.6.3 显示电路设计 ...................................................... 12 3.7 电机控制电路 (13)3.7.1 功能介绍 (13)3.7.2 ULN2004芯片介绍 (13)3.7.3 电机电路的设计 (14)4 系统软件设计 (16)4.1 应用环境简介 (16)4.2 软件设计流程 (17)4.3 读取温度数据程序设计 (18)4.4 显示程序设计 (21)4.5 电机转速控制 ............................................................ 23 5 总结 .......................................................................... 25 参考文献 ..................................................................... .... 26 致谢 ..................................................................... . (27)1 引言1.1 研究背景及意义温度是描述一个目标特点时最重要的数值之一,它与我们的日常生产及生活息息相关,它的[1]测量和调整对控制产品的质量,提高生产效率和加快国家经济的发展有着非常重要的作用。
\热水器温度控制系统毕业设计目录1 引言 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2课题的主要任务 (2)2 热水器温度控制系统的整体设计 (3)2.1硬件设计 (3)2.2软件设计 (4)3 热水器温度控制系统的设计与实现 (11)3.1原理图绘制 (11)3.2 PCB图生成 (14)4 热水器温度控制系统的制作 (20)4.1热水器温度控制系统的安装 (20)4.2热水器温度控制系统的调试 (21)结论 (24)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 引言热水器在如今人们生活水平的日渐提高下,已经成为了我们生活中越来越受到青睐的家用电器。
以前燃气热水器容易受水压限制,而且安全性也比较差。
在我们生活的周围,燃气热水器每年使用造成事故也让我们听到毛骨悚然。
对燃气热水器人们存在恐惧,所以都不敢放心的去使用燃气热水器。
所以燃气热水器渐渐退出了市场。
潮落潮起,智能电热水器的脱颖而出,伴随着安全保障、质量保障和使用效果的保障得到了越来越多大家的认可。
在中国,电热水器经历了一些起伏的过程中,现如今已有十多年的历史了 ,根据人们的需求一点一点在改变。
在20世纪的最后几年, 智能储水式电热水器随着国外品牌进入地和大陆一些家电厂的产品方向转向至电热水器,任何天气变化都影响不了智能储水式电热水器,智能储水式电热水器可直接在普遍家庭安装使用,人们通过长久通电可大量得到热水。
人们担心会产生废气,但是废气在使用中完全不会产生, 智能储水式电热水器为了人们的健康生活做到了既安全又健康的标准。
在中国目前市场上销售的电热水器很多还附带干净卫生、安装简易和调温方便的防触电装置。
在今天,电热水器发展到这种水平,在人们生产要求的生活上基本都可以得到满足。
但是当今学者为了更加追求优质,为了更加精益求精,他们将目光放在了调节控制水温水位的方向上,让现有的产品更加智能化,让它更安全、更稳定、更舒适的控制水温。
关于研究电热水器温度水系统在我国学者的努力下取得了很大的成就,并且还在不断的改善中。
基于51单片机的智能温控风扇毕业设计一、研究背景及意义随着科技的不断进步和人们生活水平的提高,人们对于舒适度的要求也越来越高。
在夏季,高温天气给人们带来了很多不便和困扰,尤其是在没有空调或者空调使用受限的情况下。
因此,研究开发一种智能温控风扇具有重要意义。
二、设计目标本设计旨在实现以下目标:1. 实现基于51单片机的智能温控功能,可以根据环境温度自动调节风扇转速。
2. 实现手动控制功能,用户可以通过按键手动控制风扇转速。
3. 采用LCD显示屏显示当前环境温度和风扇转速等信息。
4. 采用PWM调速技术实现无级调速功能。
5. 设计一个外壳,使得整个系统具有良好的外观和安全性。
三、硬件设计1. 电源模块:采用220V AC输入,通过稳压电路将电压稳定为5V DC供给单片机和其他电路模块使用。
2. 温度传感器模块:使用DS18B20数字温度传感器进行温度采集,通过单片机对传感器进行读取并计算当前环境温度。
3. 风扇驱动模块:使用L298N芯片进行驱动,通过PWM调速技术控制风扇转速。
4. 按键模块:采用4个按键实现手动控制功能,包括开关机、自动/手动模式切换、风速增加和减少。
5. LCD显示模块:采用1602液晶显示屏显示当前环境温度和风扇转速等信息。
6. 外壳设计:设计一个外壳,将电路板和电源线等装入其中,使得整个系统具有良好的外观和安全性。
四、软件设计1. 系统初始化:初始化LCD显示屏、温度传感器、PWM输出等。
2. 温度采集与判断:通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度,并根据设定的温度阈值判断是否需要调节风扇转速。
3. 风扇控制:根据自动/手动模式选择相应的控制方式,使用PWM调速技术控制风扇转速,并在LCD显示屏上实时显示当前风扇转速。
4. 按键处理:通过中断方式处理按键事件,实现开关机、自动/手动模式切换、风速增加和减少等功能。
5. 睡眠模式:当系统长时间处于空闲状态时,进入睡眠模式以节省功耗。
毕业设计基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计摘要本设计采用STC89C51单片机为核心来设计智能电热水器。
本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析,利用温度传感器、和继电器等来完成本设计。
在硬件设计方面,主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、水温检测电路、报警电路进行了详细介绍。
还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点,包括STC89C51、DS18B20等。
在软件设计方面,采用C语言编程。
该智能电热水器设计完善,实现方案简单易行。
采用软件设计来控制,可以实现智能检测水温,智能加热,并且提高了整机的可靠性及准确性。
关键词:STC89C51,DS18B20,智能ABSTRACTAs technology make a good progress, the applications of single-chip microcomputer become mature all the time. The single-chip microcomputer integrates the various components in a chip, uses the internal bus structure, reduces the connection in different chips, enhanced greatly the reliability and anti-jamming capability. In the development of single-chip microcomputer, due to its excellent cost performance, high integration, small size, high reliability, it has been used as a control center all the time.Since the birth of single-chip microcomputer, it began to walk into a human’s life, such as washing machines, refrigerators, electronic toys, DMB, which equipped with the single-chip microcomputer, and improved their intelligence, ability. People, who used them, will love them better. The single-chip microcomputer makes human’s life more convenient, comfortable and colorful. As a result, I use single-chip microcomputer to design intelligent electric water heaters.This paper mainly discusses the intelligent electric water heater how to work. To achieve system goals, in deep analysis of the STC89C51, I made a set of simple and practical control system design. The system is mainly to use single-chip microcomputer to control centers, with specific hardware architecture and the corresponding software design, thus the intelligence of the water heater would become true.Keywords: single-chip microcomputer, controller, intelligence目录第1章绪论 ·······················································································1.1 选题的背景、目的及意义 ·······························································1.2 国内外的研究状况和成果 ·······························································1.3 研究设想和实验设计 ·····································································第2章硬件系统设计 ·········································································2.1 方案验证 ····················································································2.2 硬件系统设计 ··············································································2.2.1 电源电路 ···········································································2.2.2 键盘/显示接口电路······························································2.2.5 报警电路 ···········································································2.2.6 模数转换电路 ·····································································2.2.7 温度检测电路 ·····································································2.2.8 水位检测电路 ·····································································2.2.9 STC89C51功能及特性介绍 ·····················································第3章软件系统设计 ·········································································3.1 主程序流程框图 ·····································································结论······································································································参考文献 ······························································································致谢······································································································附录1程序清单····················································································附录2 电源电路原理图·········································································附录3智能电热水器原理图附录3英文翻译附录4 中文资料第1章绪论1.1 选题的背景、目的及意义据不完全统计,我市城镇居民家庭以电热水器为主,占总量的60%以上;从前风光无限的燃气热水器渐渐地黯然失色,市场份额仅剩不足20%;新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件的限制,但其安全、环保的性能广受消费者青睐,发展态势迅猛,市场占有率已达到15%左右。
1. 基于51单片机的智能温控风扇毕业设计外文文献在进行智能温控风扇毕业设计时,外文文献的引用是非常重要的。
通过外文文献的查阅和引用,可以帮助毕业设计的学生更好地了解相关领域的最新进展和研究成果,为毕业设计的深度和广度提供更多的支持和依据。
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智能温控风扇作为一种智能家居产品,其设计和研发一直备受关注。
智能温控风扇毕业设计论文正文终稿目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1课题研究及应用前景 ...................................................2 1.2本设计任务主要要求 (2)第二章方案选择 (3)2.1温度传感器的选择 .....................................................3 2.2主控机的选择 (4)2.3显示电路 (5)2.4调速方式 ............................................................. 5 第三章系统硬件设计 . (7)3.1系统总体设计 .........................................................7 3.2主控芯片介绍 (7)3.2.1AT89C51简介 (7)3.2.2AT89C51主要功能和系统参数 (8)3.2.3AT89C51单片机引脚说明 (9)3.2.4AT89C51单片机最小系统 (11)3.3DS18B20温度采集电路 (13)3.3.1DS18B20温度处理方法 (13)3.3.2DS18B20工作原理 ............................................... 13 3.4其他电路 (14)3.4.1数码管驱动显示电路 (14)3.4.2风扇驱动电路 .................................................. 15 3.4.3按键模块 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1主程序流程图 ........................................................16 4.2DS18B20子程序流程图 (17)4.3数码管显示子程序流程图 (18)4.4按键子程序流程图 .................................................... 18 第五章系统调试 . (20)5.1系统功能 ............................................................205.1.1硬件调试 (20)5.1.2系统实现的功能 ................................................ 20 5.1.3系统功能分析 (20)总结 (21)致谢........................................................................22 参考文献 .................................................................... 23 附录 (24)附录1:protel原理图 .................................................... 24 附录2:系统PCB板图 . (25)附录3:源程序 (26)摘要在炎热的夏天人们常用电风扇来降温,但传统电风扇多采用机械方式进行控制,存在功能单一,需要手动换挡等问题。
题目:智能温控风扇摘要:设计这个智能电风扇它的主要功能是:通过温度传感器对笔记本电脑出风口温度进行采集,用51单片机来作为处理器,并用51单片机来控制散热底座电风扇的转速,把温度在数码管上显示出来。
主要内容:本设计以STC89C52RC单片机为核心,通过温度传感器(DS18B20)对笔记本电脑出风口温度进行数据采集,从而建立一个控制系统,使散热底座转速随温度的变化而自动变化,实现“温度高,风力大;温度低,风力小”的性能。
关键词:STC89C52R,DS18B20,直流电机Abstract:T he smart fan design of its main features are: temperature measurement by temperature sensor on single chip as the processor with 51, and 51 single-chip to control the fan with the speed, the temperature displayed on the LED display.Description: This design AT89C51 microcontroller as the core, through the temperature sensor (DS18B20) data collection on the ambient temperature in order to establish a control system that allows fans of the changes with the temperature automatically change gear to achieve "high temperature, large wind ; low temperature, wind small "performance.Keywords:STC89C52R, DS18B20, DC motor目录第一章整体方案设计 (1)1.1 前言 (1)1.2 系统整体设计 (1)1.3 方案论证 (2)1.3.1 温度传感器的选择 (2)1.3.2 控制核心的选择 (3)1.3.3 温度显示器件的选择 (3)1.3.4 调速方式的选择 (4)第二章各单元模块的硬件设计 (5)2.1系统器件简介 (5)2.1.1 DS18B20单线数字温度传感器简介 (5)2.1.2 达林顿反向驱动器ULN2803简介 (5)2.1.3 STC89C52RC单片机简介 (5)2.1.4 LED数码管简介 (6)2.2 各部分电路设计 (6)2.2.1 开关复位与晶振电路 (6)2.2.2 独立键盘连接电路 (7)2.2.3 数码管显示电路 (7)2.2.4 温度采集电路 (8)2.2.5 风扇电机驱动与调速电路 (8)2.2.6串口通信 (9)第三章软件设计 (10)3.1 程序设置 (10)3.2 用Keil C51编写程序 (11)第四章系统调试 (12)4.1 软件调试 (12)4.2 硬件调试 (12)4.2.1 数码管亮度明显偏低 (12)4.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (12)4.2.3 电动机调速电路部分调试 (13)4.3 系统功能 (13)4.3.1 系统实现的功能 (13)4.3.2 系统功能分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录1:电路总图 (17)附录2:程序设计 (18)第一章整体方案设计1.1 前言在现代社会中,风扇被广泛的应用,发挥着举足轻重的作用,如夏天人们用的散热风扇、工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能CPU风扇等。
而随着温度控制技术的发展,为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等,温控风扇越来越受到重视并被广泛的应用。
在现阶段,温控风扇的设计已经有了一定的成效,可以使风扇根据环境温度的变化进行自动无级调速,当温度升高到一定时能自动启动风扇,当温度降到一定时能自动停止风扇的转动,实现智能控制。
随着单片机在各个领域的广泛应用,许多用单片机作控制的温度控制系统也应运而生,如基于单片机的温控风扇系统。
它使风扇根据环境温度的变化实现自动启停,使风扇转速随着环境温度的变化而变化,实现了风扇的智能控制。
它的设计为现代社会人们的生活以及生产带来了诸多便利,在提高人们的生活质量、生产效率的同时还能节省风扇运转所需的能量。
本文设计了由STC公司的STC89C52RC单片机作为控制器,采用DALLAS公司的温度传感器DS18B20作为温度采集元件,并通过一个达林顿反向驱动器ULN2803驱动风扇电机的转动。
同时使系统检测到得环境温度以及系统预设的温度动态的显示在两位LED数码管上。
根据系统检测到得环境温度与系统预设温度的比较,实现风扇电机的自动启停以及转速的自动调节。
1.2 系统整体设计本设计的整体思路是:利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机STC89C52RC进行处理,在LED数码管上显示当前环境温度值(检测到的当前环境温度为整数)。
同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。
并通过一个按键实现智能控制和固定转速切换。
系统结构框图如下:图1.1系统构成框图1.3 方案论证本设计要实现风扇直流电机的温度控制,使风扇电机能根据环境温度的变化自动改变转速,需要比较稳定可靠的电机变速控制部件。
1.3.1 温度传感器的选择在本设计中,温度传感器的选择有以下两种方案:方案一:采用热敏电阻作为检测温度的核心元件,并通过运算放大器放大,由于热敏电阻会随温度变化而变化,进而产生输出电压变化的微弱电压变化信号,再经模数转换芯片ADC0809将微弱电压变化信号转化为数字信号输入单片机处理。
方案二:采用模拟式的集成温度传感器LM35作为温度检测的核心元件,经模数转换芯片ADC0809将微弱电压变化信号转化为数字信号输入单片机处理。
方案三:采用数字式的集成温度传感器DS18B20作为温度检测的核心元件,由其检测并直接输出数字温度信号给单片机进行处理。
对于方案一,采用热敏电阻作为温度检测元件,有价格便宜,元件易购的优点,但热敏电阻对温度的细微变化不太敏感,在信号采集、放大以及转换的过程中还会产生失温度显示 DS18B20 STC89C52RC 按键中断 PWM 驱动电路 直流电机真和误差,并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性,其自身电阻对温度的变化存在较大误差,虽然可以通过一定电路来修正,但这不仅将使电路变得更加复杂,而且在人体所处环境温度变化过程中难以检测到小的温度变化。
故该方案不适合本系统。
对于方案二,虽然模拟式集成温度传感器LM35的高度集成化,大大降低了外接放大转化等电路的误差因数,温度误差变得很小,但由于其检测温度结果以电压形式输出,需要使用数模转换芯片ADC0809转换为数字信号,此过程较为繁琐。
并且由于LM35对温度变化产生的电压变化较小,系统易受干扰。
故该方案不适合本系统。
对于方案三,由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化,大大降低了外接放大转化等电路的误差因数,温度误差变得很小,并且由于其检测温度的原理与热敏电阻检测的原理有着本质的不同,使得其温度分辨力极高。
温度值在器件内部转化成数字量直接输出,简化了系统程序设计,又由于该温度传感器采用先进的单总线技术,与单片机的接口变得非常简洁,抗干扰能力强,因此该方案适用于本系统。
1.3.2 控制核心的选择在本设计中采用STC89C52RC单片机作为控制核心,通过软件编程的方法进行温度检测和判断,并在其I/O口输出控制信号。
STC89C52RC单片机工作电压低,性能高,片内含8k字节的只读程序存储器ROM和512字节的随机数据存储器RAM,它兼容标准的MCS-51指令系统,性价比高,适合本设计系统。
1.3.3 温度显示器件的选择方案一:应用动态扫描的方式,采用LED共阴极数码管显示温度。
方案二:采用LCD液晶显示屏显示温度。
对于方案一,该方案成本很低,显示温度明确醒目,即使在黑暗空间也能清楚看见,功耗极低,同时温度显示程序的编写也相对简单,因而这种显示方式得到了广泛应用。
但不足的地方是它采用动态扫描的显示方式,各个LED数码管是逐个点亮的,因此会产生闪烁,但由于人眼的视觉暂留时间为20MS,故当数码管扫描周期小于这个时间时人眼不会感觉到闪烁,因此只要描频率设置得当即可采用该方案。
对于方案二,液晶显示屏具有显示字符优美,其不仅能显示数字还能显示字符甚至图形,这是LED数码管无法比拟的。
但是液晶显示模块的元件价格昂贵,显示驱动程序的编写也较复杂,从简单实用的原则考虑,本系统采用方案一。
1.3.4 调速方式的选择方案一:采用数模转换芯片DAC0832来控制,由单片机根据当前环境温度值输出相应数字量到DAC0832中,再由DAC0832产生相应模拟信号控制晶闸管的导通角,从而通过无级调速电路实现风扇电机转速的自动调节。
方案二:采用单片机软件编程实现PWM(脉冲宽度调制)调速的方法。
PWM是英文Pulse Width Modulation的缩写,它是按一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调节方式,在PWM驱动控制的调节系统中,最常用的是矩形波PWM信号,在控制时需要调节PWM波得占空比。
占空比是指高电平持续时间在一个周期时间内的百分比。
在控制电机的转速时,占空比越大,转速就越快,若全为高电平,占空比为100%时,转速达到最大。
用单片机I/O口输出PWM信号时,有如下三种方法:(1) 利用软件延时。
当高电平延时时间到时,对I/O口电平取反,使其变成低电平,然后再延时一定时间;当低电平延时时间到时,再对该I/O口电平取反,如此循环即可得到PWM信号。
(2) 利用定时器。
控制方法与(1)相同,只是在该方法中利用单片机的定时器来定时进行高低电平的转变,而不是用软件延时。
在本设计中应用了此方法。
(3) 利用单片机自带的PWM控制器。
在STC12系列单片机中自身带有PWM控制器,但本系统所用到得STC89系列单片机无此功能。
对于方案一,该方案能够实现对直流风扇电机的无级调速,速度变化灵敏,但是D/A转换芯片的价格较高,与其温控状态下无级调速功能相比性价比不高。
对于方案二,相对于其他用硬件或者软硬件相结合的方法实现对电机进行调速而言,采用PWM 用纯软件的方法来实现调速过程,具有更大的灵活性,并可大大降低成本,能够充分发挥单片机的功能,对于简单速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。