基于单片机的风扇转速测量设计报告

080902 学科分类号（二级学科）Ningxia Normal University本科学生毕业论文（设计）题目基于单片机的温控风扇转速的设计姓名颜亮亮学号 201005230129 论文编号 En14141029 院（系）物理与信息技术学院专业电子科学与技术指导教师黄晓青职称（学历）助教（研究生）完成时间 2014年5月15日宁夏师范学院教务处制本设计为一种基于单片机的温控风扇转速系统，具有灵敏的温度感测、显示功能和电机稳定换挡停机功能；系统采用51系列单片机AT89C51作为控制平台对风扇的转速进行控制，利用DS18B20数字温度传感器采集实时温度，经单片机处理后通过两个三极管驱动直流风扇的电机。

另外可由用户设置高、低温度值，所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中，掉电后仍然能保存上次设定值。

风扇档位控制状态随外界温度而定，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到全速运转档位；当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇，当测得温度值在高低温度之间时打开风扇的相应风档。

关键词：自动控制；单片机AT89C51；温控；风扇；温度感测This design for a fan speed control system based on single chip microcomputer, a smart temperature sensors, display and motor steady shift stop function; System USES 51 series microcontroller AT89C51 as the control platform to control the speed of the fan, using DS18B20 digital temperature sensor to collect real-time temperature and treated with single chip microcomputer through two triode driven dc fan motor. Another high and low temperature can be set by the user, set high and low temperature values stored in internal temperature sensor DS18B20 E2ROM, still can keep the power lost when the last value. Fan gear control state varies with temperature and decide, when the temperature exceeds the set temperature automatically switch to the running gear at full speed; When the temperature is less than the set temperature automatically shut down the fan, when measured temperature between high and low temperature open the corresponding wind profile of the fan.Keywords: automatic control; AT89C51 MCU; temperature control; fan;temperature sensor.目录摘要 (I)Abstract..................................................................... I I 0绪论.. (1)0.1 本课题的研究实践意义 (1)0.2 研究本课题的主要内容 (1)1 基于单片机的温控风扇转速系统部分模块的方案选用及论证 (2)1.1 温度采集模块的选用 (2)1.2 控制核心模块的方案选择 (2)1.3 显示模块选用方案 (3)1.4 调速方式及设计方案 (3)2 基于AT89C51单片机的温控风扇转速系统的硬件设计 (4)2.1 系统简述 (4)2.2 本系统各器件简介 (4)2.2.1 DS18B20 单线数字温度传感器简介 (4)2.2.2 AT89C51 单片机简介 (5)2.2.3八段LED 数码管简介 (7)2.3 本系统部分模块的硬件设计 (7)2.3.1 温度采集和温度设定上下限模块电路 (7)2.3.2 控制核心模块电路 (8)2.3.3 显示模块电路 (9)2.3.4 驱动风扇模块电路 (10)3 基于AT89C51单片机的温控风扇转速系统的软件设计 (11)4 结束语 (14)谢辞 (15)参考文献 (15)附录 (16)附录1:本系统总电路图： (16)附录2：基于AT89C51单片机温控电机转速系统实物图 (16)附录3：源程序 (17)0绪论0.1 本课题的研究实践意义随着电子技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中用单片机控制温度、是应用于实践的重要方面之一。

基于单片机的智能风扇的设计智能风扇的设计是基于单片机的一种智能化家电产品，通过集成了传感器、单片机、通信模块和风扇控制电路等功能模块，能够实现自动感知环境温度、湿度等参数，并根据用户的需求自动调节风扇的转速和工作模式。

下面将详细介绍智能风扇的设计。

1.硬件设计智能风扇的硬件设计包括传感器模块、单片机模块、通信模块和控制电路模块。

传感器模块：智能风扇的传感器模块通常包括温度传感器和湿度传感器，用于感知环境的温度和湿度。

可以选择常见的数字温湿度传感器，如DHT系列传感器。

单片机模块：单片机模块是智能风扇的核心控制模块，可选择一款适合的单片机，如51单片机或STM32系列单片机，并结合开发板进行开发。

单片机模块负责读取传感器数据，并根据温度和湿度的变化进行风扇转速和工作模式的调节。

通信模块：通信模块用于实现智能风扇与其他设备的远程控制和数据传输功能。

可以选择Wi-Fi模块或蓝牙模块，实现与智能手机或其他智能设备的连接。

控制电路模块：控制电路模块包括电机驱动电路和电源电路。

电机驱动电路用于控制风扇电机的转速，可以选用H桥驱动芯片。

电源电路负责为各个模块供电，可以采用稳压模块和滤波电路，保证各个模块的正常运行。

2.软件设计智能风扇的软件设计主要包括数据采集、数据处理和控制策略。

数据采集：单片机模块通过传感器模块采集到温湿度数据，并将数据转换为数字信号以供程序识别。

数据处理：单片机模块通过算法处理采集到的温湿度数据，进一步计算出风扇应该运行的转速和工作模式。

可以根据不同的温湿度阈值设置不同的转速和工作模式，如低温低湿度下风扇停止运行，高温高湿度下风扇全速运行。

控制策略：单片机模块根据处理后的数据，通过控制电路模块控制风扇的转速和工作模式。

控制策略可以通过采用PID控制算法，根据环境温湿度的反馈信息进行动态调节，使风扇以最佳转速运行。

3.功能设计智能风扇可以通过通信模块与智能手机或其他智能设备连接，实现远程控制和数据传输的功能。

基于51单片机的风速测量仪设计风速是指空气运动的速度。

风速测量仪是用于测量风速的仪器，广泛应用于气象观测、环境监测、航空航天等领域。

本文将基于51单片机设计一款简单的风速测量仪。

1.硬件设计：本设计中，使用51单片机作为主控制芯片，传感器采用热丝风速传感器。

风速传感器的原理是通过电热丝的冷却效果来测量风速，当风速增加时，电热丝的冷却效果也相应增加，通过测量电热丝的电阻变化来计算风速。

2.软件设计：为了实现风速测量仪的功能，需要编写相应的程序代码。

首先需要对51单片机的GPIO进行初始化，设置风速传感器的控制引脚为输入引脚，设置LED灯的控制引脚为输出引脚。

接下来，通过定时器中断的方式进行测量。

通过设置定时周期和计数器，可以定时进行风速测量。

在每次定时器中断时，通过读取风速传感器的电阻值来计算实际风速。

具体的计算公式可以根据风速传感器的特性进行确定。

为了方便测量结果的显示，可以使用数码管或LCD显示屏来显示测量结果。

通过数码管或LCD显示屏的控制引脚，可以将测量结果进行输出。

3.系统测试：在完成硬件和软件的设计后，需要进行系统测试验证。

可以通过实验室条件模拟不同的风速，并通过对比测量仪的测量结果与实际风速进行验证。

在测试过程中，可以调整定时器中断周期和计数器的取值，以获得更加准确的测量结果。

同时，还可以进行边界测试，即在测量传感器的最小和最大风速范围内进行测试，以保证测量仪在不同条件下的准确性和稳定性。

4.总结和改进：通过以上的设计和测试，可以得出目前风速测量仪的性能和功能。

总结设计的优点和存在的不足之处，可以给予后续改进的方向。

例如，可以进一步优化传感器的灵敏度和准确性，提高测量结果的精度；还可以加入温度和湿度传感器，以提供更加全面的环境信息。

最后，可以进行用户调研，收集用户的反馈和意见，以进一步改进设计，满足用户的需求。

基于51单片机的温控风扇设计【摘要】本文基于51单片机设计了一款温控风扇系统，通过硬件设计、软件设计、温度检测与控制算法、风扇控制逻辑和系统测试与优化等内容详细介绍了该系统的设计过程。

实验结果表明，该系统在温度控制和风扇控制方面均取得了良好的效果。

设计总结中总结了系统的优点和不足之处，并提出了未来改进的方向。

本文旨在为基于51单片机的温控风扇系统的设计提供参考，对于提高室内温度舒适度和节能具有积极意义。

【关键词】51单片机、温控风扇设计、引言、研究背景、研究意义、研究目的、硬件设计、软件设计、温度检测与控制算法、风扇控制逻辑、系统测试与优化、实验结果分析、设计总结、展望未来。

1. 引言1.1 研究背景随着科技的不断发展，人们对舒适生活的需求也越来越高。

温度的控制是一个非常重要的环节，尤其是在室内环境中。

夏季炎热时，人们往往需要通过风扇来降低室内温度，提升舒适度。

而随着智能技术的兴起，基于单片机的温控风扇设计成为了一个热门的研究方向。

传统的风扇控制通常是通过开关控制，无法实现温度自动调节。

而基于51单片机的温控风扇设计可以利用单片机的强大功能实现温度检测、实时控制风扇转速等功能。

通过设计合理的算法，可以实现智能化的温控系统，提高舒适度的同时实现能源的节约。

研究如何利用51单片机设计一套温控风扇系统，对于提升室内生活质量、节约能源具有重要的意义。

本文旨在通过具体的硬件设计、软件设计以及温度检测与控制算法的研究，实现一套稳定可靠的基于51单片机的温控风扇系统，并对系统进行测试优化，为今后类似应用提供参考和借鉴。

1.2 研究意义在工业生产中，温控风扇设计也具有重要意义。

通过合理设计温控系统，可以有效地控制设备的温度，保证设备在安全的工作温度范围内运行，提高设备的稳定性和可靠性，减少设备的故障率，降低维护成本，提高生产效率。

开展基于51单片机的温控风扇设计研究具有重要的理论和实践意义。

通过该研究，不仅可以提高温控风扇的控制精度和稳定性，还可以为温控系统的设计和应用提供参考和借鉴，推动智能家居和工业生产的发展。

基于51单片机的温控风扇设计一、引言风扇是家庭和办公室中常见的电器产品，用于调节室内温度和空气流通。

而随着科技的发展，人们对风扇的功能和性能也提出了更高的要求。

本文将介绍一种基于51单片机的温控风扇设计方案，通过温度传感器和单片机控制，实现智能温控风扇的设计。

二、设计方案1. 硬件设计本设计方案采用51单片机作为控制核心，温度传感器作为温度检测模块，风扇作为输出执行模块。

51单片机可以选择常见的STC89C52，温度传感器可以选择DS18B20，风扇可以选择直流风扇或交流风扇。

2. 软件设计软件设计包括温度检测、温度控制和风扇控制三个部分。

通过程序控制单片机对温度传感器进行采集，再根据采集到的温度数值进行判断，最后控制风扇的转速来达到温控目的。

三、电路连接1. 连接51单片机和温度传感器51单片机的P1口接DS18B20的数据线，P1口上拉电阻连接VCC，GND连接地，即可完成单片机和温度传感器的连接。

2. 连接风扇通过晶闸管调速电路或者直接控制风扇的开关电路来控制风扇的转速。

通过设置不同的电压或者电流来控制风扇的转速，从而实现温控风扇的设计。

四、软件设计1. 温度检测通过单片机的程序控制，对温度传感器进行采集，获取室内温度的实时数据。

2. 温度控制将获取到的温度值与设定的温度阈值进行比较，通过程序控制来实现温度的控制。

3. 风扇控制根据温度控制的结果，通过单片机控制风扇的转速，从而实现室内温度的调节。

六、总结本文介绍了一种基于51单片机的温控风扇设计方案，通过硬件和软件的设计，实现了智能温控风扇的设计。

这种设计方案可以广泛应用于家庭和办公环境，提高了风扇的智能化程度，为人们提供了更加舒适和便利的生活体验。

该设计方案也为单片机爱好者提供了一个实用的项目案例，帮助他们在学习和实践中提高自己的能力。

希望本文对读者有所帮助。

基于51单片机的温控风扇毕业设计温控风扇基于51单片机的毕业设计一、引言随着科技的不断进步，人们对于生活品质的要求也越来越高。

在夏季高温天气中，风扇成为了人们不可或缺的家用电器。

然而，传统的风扇常常不能够根据环境温度自动调节风速，给人们带来了一定的不便。

因此，设计一个基于51单片机的温控风扇成为了一项有意义的毕业设计。

二、设计目标本设计的目标是实现一个自动调节风速的温控风扇系统，通过测量周围环境的温度来调节风扇的风速，使风扇在不同温度下达到最佳工作效果，提高舒适度和节能效果。

三、硬件设计1.51单片机：采用AT89S52单片机作为主控制器，该单片机具有较强的性能和丰富的外设资源，能够满足本设计的需求。

2.温度传感器：采用DS18B20数字温度传感器，具有高精度和简单的接口特点。

3.风扇控制电路：通过三极管和可变电阻来控制风扇的转速，根据温度传感器的输出值来调节电阻的阻值，从而实现风扇的风速调节。

四、软件设计1.硬件初始化：包括对温度传感器和风扇控制电路的初始化设置。

2.温度检测：通过DS18B20传感器读取环境温度的值，并将其转换为数字量。

3.风速控制：根据不同的温度值，通过控制电阻的阻值来调整风扇的风速，从而实现风速的自动调节。

4.显示界面：通过LCD显示器将当前温度值和风速等信息显示出来，方便用户了解当前状态。

五、系统测试及结果分析经过对系统的调试和测试，可以发现该温控风扇系统能够根据环境温度自动调节风速。

当环境温度较低时，风扇转速较低，从而降低能耗和噪音；当环境温度较高时，风扇转速会自动提高，以提供更好的散热效果。

六、结论通过对基于51单片机的温控风扇系统的设计和测试，可以得到以下结论：1.该系统能够根据环境温度自动调节风速，提高舒适度和节能效果。

2.通过LCD显示界面，用户可以方便地了解当前温度和风速等信息。

3.本设计的目标已得到满足，具备一定的实用和推广价值。

七、展望在未来的研究中，可以进一步优化该温控风扇系统，例如添加遥控功能、改进风扇控制电路的效率等，以提高用户体验和系统的整体性能。

《基于单片机的多功能自动调温风扇系统设计》篇一一、引言随着人们对生活品质的要求不断提高，家用电器也向着多功能、智能化方向发展。

本文设计了一种基于单片机的多功能自动调温风扇系统，该系统不仅能够实现传统风扇的调速、定向等功能，还能根据环境温度自动调节风速和风向，以满足用户在不同环境下的需求。

二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，通过温度传感器实时监测环境温度，根据预设的温度范围自动调节风扇的转速和风向。

同时，系统还具有手动控制功能，用户可以根据自己的需求对风扇进行调节。

此外，系统还具有定时开关机、睡眠模式等附加功能，以满足用户多样化的需求。

三、硬件设计1. 单片机控制器：本系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制器，其具有高性能、低功耗、易于编程等优点。

2. 温度传感器：采用DS18B20数字温度传感器，其具有测量精度高、抗干扰能力强等特点。

3. 电机驱动模块：采用电机驱动芯片驱动风扇电机，实现风扇的调速和定向功能。

4. 显示模块：采用LCD显示屏，用于显示当前环境温度、风扇转速和风向等信息。

5. 其他辅助电路：包括电源电路、复位电路、按键电路等。

四、软件设计1. 主程序流程：系统上电后，首先进行初始化设置，然后进入主循环。

在主循环中，不断读取温度传感器的数据，根据数据调节风扇的转速和风向。

同时，根据用户的按键操作或定时任务执行相应的功能。

2. 温度控制算法：本系统采用PID（比例-积分-微分）控制算法对风扇的转速进行控制。

根据环境温度与设定温度的差值，计算风扇的转速调整量，以达到快速、准确地调节环境温度的目的。

3. 定时任务与睡眠模式：系统支持定时开关机功能，用户可以设置风扇在特定时间自动开启或关闭。

此外，系统还具有睡眠模式功能，在用户设定的时间段内自动降低风扇的转速和亮度，以达到节能降耗的目的。

五、功能实现1. 自动调温功能：系统通过温度传感器实时监测环境温度，当环境温度高于设定温度时，自动增加风扇转速；当环境温度低于设定温度时，自动降低风扇转速。

单片机温控风扇实验报告
一、实验目的
本实验的目的是通过利用单片机实现温控风扇，控制电机的转速来达到调节环境温度的目的。

二、实验原理
温控风扇的实现原理是核心的模糊控制，它以反馈为基础，依据房间里的温度，通过单片机来控制电机的转速，实现温度的调节。

通过温度的反馈来让温度控制在一定的范围之中，当房间里的温度超过或低于设定值时，系统可以自动调整电机的转速从而降低或提高室温，达到温控效果。

三、实验内容
1. 准备实验材料
温控风扇实验要准备材料，主要包括：
（1）单片机综合开发板、微型步进电机；
（2）温湿度传感器模块；
（3）变压器等。

2. 详细实验过程
a. 安装单片机、微型步进电机
首先我们要把单片机和微型步进电机安装好，将单片机模块安装到开发板上，然后将电机连接到单片机的IO口，最后用线将单片机模块和电源模块连接起来。

b. 编写控制程序
接下来，我们使用编程软件编写控制程序，用来控制微型步进电机的运行，根据温湿度传感器模块发出信号来控制电机转速，进而调节环境温度。

最终使用烧写工具把程序烧写到单片机中，把整个控制系统运行起来。

四、实验结果
实验结束后，我们用数字仪检测系统的实际输出，发现系统对温度变化有很好的响应，可以非常准确地控制风扇的转速，调节所测温度。

五、总结
本实验通过单片机控制风扇的电机，实现了温控功能，达到了调节环境温度、恒定室温的目的。

实验中使用的材料均为成熟可信的，同时编程程序也非常完善，实现了温控的目的。

另外，数字仪的检测结果也反映出系统的高精度，是一次很成功的实验。

基于51单片机的温控风扇设计1. 引言1.1 研究背景基于51单片机的温控风扇设计能够满足消费者的需求，具有成本低、易操作、高性能等优点。

通过研究51单片机的应用，设计一个简单实用的温控风扇系统，不仅可以降低消费者的购买成本，提高普及率，还可以为温控风扇行业的发展带来新的技术突破。

本研究旨在基于51单片机设计一个具有良好性能和稳定运行的温控风扇系统，通过硬件设计、软件设计、系统测试等方面的研究，探索出一套有效的温控算法和风扇控制方案，为温控风扇的普及和应用提供技术支持和参考。

1.2 研究意义温控风扇设计在现代生活中有着重要的意义。

随着科技的不断发展，人们对于生活质量的要求也越来越高。

在夏季高温天气中，使用温控风扇可以有效调节室内温度，提供舒适的环境。

而基于51单片机的温控风扇设计可以实现智能化的控制，提高风扇的效率和稳定性。

温控风扇设计还可以节约能源，减少能源消耗，符合节能减排的现代社会发展需求。

通过研究和设计温控风扇系统，可以提高人们对于科技产品的认识和理解，促进科技和生活的融合。

基于51单片机的温控风扇设计具有重要的研究意义，对于提升生活质量、节约能源、促进科技发展等方面都具有积极的作用。

深入研究和探讨温控风扇设计，将有助于提升技术水平，推动相关领域的发展。

1.3 研究目的本次研究的目的是设计基于51单片机的温控风扇系统，通过该系统实现对环境温度的监测和控制，从而实现自动调节风扇转速。

通过该研究，我们旨在提高家用电器的智能化水平，提升用户体验，减少能源消耗，降低碳排放。

具体目的包括：1. 研究51单片机在温控领域的应用，深入了解其功能和特点；2. 设计一个可靠稳定的温控风扇系统，确保其能够准确监测环境温度并实现有效的风扇调节；3. 测试系统的性能和稳定性，验证其在实际使用中的可靠性和可行性；4. 探讨温控算法和风扇控制策略，优化系统性能，提高能效和响应速度。

通过这些目的，我们希望能够为家用电器领域的智能化发展做出贡献，为用户提供更加舒适和便捷的生活体验。

一．设计思路程序应用模块化进行设计，主要有初始化模块、显示模块、读键模块、数制转换模块、双字节除法模块、中断模块和控制调节模块。

编程次序可按此先后进行。

初始化模块：8155工作方式、T0和T1工作方式、标志位状态、所用单元初值、中断设置以及初始显示等。

显示模块：设定值和实测值的数值与字符动态显示。

读键模块：从I/O口依据某位数码管亮时读入小按键是否有效，然后根据四个小键盘的不同功能进行相应的处理，只要设定值一改变立刻显示。

加1键和减1键要有连加连减功能。

数制转换模块：将二进制转换为十进制。

外部中断模块：将转1圈的时间通过双字节除法程序求出即时转速。

定时中断模块：PWM输出波形形成。

控制调节模块：通过设定值和实测值的比较来改变脉冲波的占空比，该数据的调节分为简单比例调节PP和比例积分调节PI。

调节公式分别为：YK=YK1+KP*EKYK=YK1+KP*EK+KI*EK2YK：要输出的数据YK1：上次输出的数据EK：设定值和实测值的差值EK1：上次的EK值EK2：EK-EK1的差值KP：比例系数（设KP=1~2）KI：积分系数（设KI=1~2）一．带注释软件清单;==========使用单元设定==========//..................................使用单元设定DIS0 EQU 30HDIS1 EQU 31HDIS2 EQU 32HDIS3 EQU 33HLED EQU 34HTM1 EQU 35H;TM2 EQU 36H;INTV BIT 37H;中断标志THX EQU 38H;定时脉宽高电平CISHU EQU 39HFIRST BIT 41H; 检测加减是否第一次按下SET1 BIT 42HSETZ0 EQU 43H;设定当前设定值SETZ0~SETZ3SETZ1 EQU 44HSETZ2 EQU 45HSETZ3 EQU 46HTM3 EQU 47H; 循环次数单元JIA1 BIT 48H; 单步加标志LIANJIA BIT 49H; 连加标志JIAN1 BIT 50H; 单步减标志LIANJIAN BIT 51H; 连减标志SETDATA EQU 52H; 设定速度暂存单元REALDATA EQU 53H; 实测速度暂存单元YK1 EQU 54H; 上次输出数据暂存单元KP EQU 56H;比例系数KI EQU 57H;积分系数EK EQU 58H;设定值和实测值的差值EK1 EQU 59H;上次的EK值OUTPUT EQU 60H;EK2 EQU 61H;EK-EK1的值ONPRESS BIT 62H;判定ENTER键是否弹起标志TMS EQU 63H;闪烁时长SHAN BIT 64H; 闪烁标志;==========主程序==========ORG 0000HSJMP MAINORG 0013H;外部中断1入口地址AJMP INX1ORG 001BH;定时器T1中断入口地址AJMP ITX1ORG 0070HMAIN: MOV SP,#70H;设定堆栈指针入口地址ACALL INIT;调用初始化程序M1: JB SET1,FLASH;当前为设置状态则跳到闪烁显示模块ACALL DISP; 否则为一般显示SJMP NEXTTFLASH: ACALL DISP1NEXTT: ACALL DELAY;调用按键延时程序ACALL M2;调用按键程序DJNZ CISHU,M1;第隔100MS刷新一下实测值MOV CISHU,#20ACALL CONTROL;调用控制调速模块SJMP M1//==========初始化模块==========INIT:MOV DPTR,#0FD00H ;设置PA、PB为输出口，PC为输入口MOV A,#03HMOVX @DPTR,AMOV TMOD,#21H ;定时器/计数器T1为方式2，定时器/计数器T0为方式1 MOV TL0,#00H ; 定时器/计数器T0赋初值#00HMOV TH0,#00HMOV THX,#0BBH ;输出单元赋初值#0BBH，即脉冲高电平宽度MOV TH1,THXMOV TL1,THXSETB TR1 ;启动定时器/计数器T1SETB TR0 ; 启动定时器/计数器T0SETB ET1 ;允许定时器/计数器T1溢出中断SETB EX1 ;允许外部中断1中断SETB IT1 ;选择边沿触发SETB EA ;CPU开中断SETB 07H;SETB SHANCLR 11H;检测是否成功MOV LED,#7FHMOV R0,#DIS0MOV DIS0,#14MOV DIS1,#15MOV DIS2,#15MOV DIS3,#15MOV SETZ2,#15MOV SETZ3,#15CLR ONPRESSSETB SET1SETB FIRSTCLR JIA1。