基于单片机的智能电风扇的设计

目录摘要 (1)第1章概述 (2)1.1 STC89C52单片机简介 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (2)第2章方案选择 (4)2.1 温度传感器的选用 (4)2.2 控制核心的选择 (5)2.3 显示电路 (5)2.4 调速方式 (6)2.5 控制执行部件 (6)第3章硬件设计 (7)3.1 系统总体设计 (7)3.2 控制装置原理 (7)3.3 温度检测和显示电路 (8)3.3.1DS18B20的温度处理方法 (8)3.3.2温度传感器和显示电路组成 (9)3.4 电机调速电路 (10)3.4.1电机调速原理 (10)3.4.2电机控制模块设计 (11)第4章软件设计 (13)4.1 主程序 (13)4.2 数字温度传感器模块和显示子模块 (14)4.3 电机调速与控制子模块 (15)总结 (17)附录1 主要程序代码 (19)附录2 仿真图 (35)附录3 实物图 (36)附录4 元件清单 (37)摘要本设计为一种温控风扇系统，具有灵敏的温度感测和显示功能，系统STC89C52单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。

可由用户设置高、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。

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，性能稳定,控制准确。

关键词单片机；温度传感器；智能控制。

四川信息职业技术学院毕业设计说明书第1章概述1.1STC89C52单片机简介STC89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内4bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。

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。

基于单片机的智能电风扇的设计
1. 系统设计思路：
智能电风扇系统由传感器、单片机以及电机驱动电路组成。

传感器检测环境温度、湿度和人体距离等参数，单片机根据这些参数控制电机的工作，并且可以根据预设程序自动调节电风扇的转速和运转模式。

2. 硬件设计：
(1) 传感器模块：
环境温湿度传感器模块和人体距离传感器模块分别采用DHT11和HC-SR501。

(2) 单片机模块：
根据项目需求，使用STM32F103ZET6单片机，主要处理传感器的读取和数据处理，并进行PWM波输出，控制电机转速。

(3) 电机驱动模块：
电机采用直流无刷电机，控制驱动电路采用L298N芯片。

3. 软件设计：
（1）初始化各个模块，包括传感器、GPIO等。

（2）读取传感器的数据，并根据不同温度、湿度和人体距离进行选择参数，设置不同的转速和运转模式。

（3）通过PWM波输出，控制电机的转速，实现电风扇的自动调节和控制。

4. 实现功能：
灵活的温湿度和人体距离检测，自动选择合适的电风扇运转模式和转速，节能环保，人性化的操作界面等。

总之，基于单片机的智能电风扇系统可以在提供便利的同时，达到节能环保的目的。

基于单片机的电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇是现代生活中常见的家用电器之一，它的使用方便、功能多样，深受人们喜爱。

随着科技的发展，基于单片机的电风扇控制系统逐渐成为研究的热点。

本文将介绍一种基于单片机的电风扇模拟控制系统设计，旨在提供一个可靠、智能的电风扇控制方案。

二、系统设计1. 系统框架基于单片机的电风扇模拟控制系统主要由单片机、传感器、电机驱动电路、显示器和按键等组成。

其中，单片机充当控制中心的角色，传感器用于采集环境参数，电机驱动电路用于控制电机的转速，显示器和按键用于用户与系统进行交互。

2. 传感器选择传感器的选择对于系统的精确性和稳定性至关重要。

在电风扇控制系统中，常用的传感器有温度传感器和湿度传感器。

温度传感器用于检测环境温度，湿度传感器用于检测环境湿度。

根据不同的需求，可以选择合适的传感器进行使用。

3. 单片机编程单片机是系统中的核心部件，其编程决定了整个系统的功能和性能。

在电风扇控制系统中，单片机需要实现以下功能：- 读取传感器采集到的温度和湿度数据；- 根据设定的温度和湿度阈值，控制电机的转速；- 实时显示温度、湿度和电机转速等信息；- 通过按键进行系统设置和操作。

4. 电机驱动电路电机驱动电路用于控制电机的转速。

常用的电机驱动电路有直流电机驱动电路和交流电机驱动电路。

根据不同的电机类型，选择适合的驱动电路。

在电风扇控制系统中，一般采用直流电机，因此需要设计一个合适的直流电机驱动电路。

5. 显示器和按键显示器和按键用于用户与系统进行交互。

显示器可以显示当前环境的温度、湿度和电机转速等信息，按键则可以用于设置温度和湿度阈值以及控制电机的开关。

合理设计显示器和按键的布局和界面，使用户操作方便，信息清晰。

三、系统优势1. 智能化控制基于单片机的电风扇模拟控制系统可以根据环境的温湿度变化自动调节电机的转速，实现自动控制。

用户只需设定好温湿度阈值，系统会自动根据环境参数进行调节，提供舒适的使用体验。

基于单片机的智能风扇控制设计【开题报告】开题报告电气工程及其自动化基于单片机的智能风扇控制设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

在实时检测和自动控制的嵌入式应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，但目前对单片机进行软件设计有一部分仍停留在用低级的汇编语言来完成，致使编程效率低下，且可移植性和可读性差，维护极不方便，从而导致整个系统的可靠性也较差。

而本设计所采用的C语言以其结构化和能产生高效代码等优势满足了电子工程师的需要，对硬件资源访问快捷，编程效率高，可以实现软件的结构化编程，可移植性强，具有汇编语言编程所不可比拟的优势。

本课题使用以AT89C51为核心，采用部分外围电路，实现对电风扇的智能控制。

当今，风扇已经广泛的运用于生活及其工农业生产中。

风扇的主要部件就是交流电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力而转的，把电能转化成机械能。

风扇分为吊扇，落地扇，排风扇等，也具有定时，摇头，遥控等功能。

这次设计，需要以AT89C51为基础，采用部分外围电路，实现对风扇的开关，定时，实现风速的无级调速等。

其中，AT89C51中直接带有2个16位的定时器，可以实现对风扇的定时、无极调速等控制控制，可以使用单片机发出PWM波形，控制晶闸管的整流电路，使导通角α改变，可以控制有效电压，使电压在0~220C之间变换，从而实现对电扇的无极调速控制，而且不浪费能源。

目录1.基于单片机的智能风扇设计 (1)1 软件设计： (1)1.1主程序： (1)1.2 DS18B20初始化程序： (1)1.3系统软件编译工具选择 (1)1.4系统软件设计 (2)1.5 DS18B20读一个字节： (2)1.6 DS18B20写一个字节： (2)1.7 获取温度： (3)1.8 单片机的程序设计： (4)2 总结： (14)3参考文献 (15)摘要基于单片机的智能风扇设计，通过DS18B20对温度的感应以及连接LCD和单片机之间的联系来实现控制温度的功能。

传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。

热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。

这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。

通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃～100℃最大线性偏差小于0.01℃。

该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。

在软件方面，利用KEIL 软件C程序来实现功能通过对DS18B20的定义LCD的定义来完成。

虽然这只是一个很小的实验但是他对未来却有着深远的影响。

总体仿真图1.基于单片机的智能风扇设计1 软件设计：1.1主程序：主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值。

主程序读温度程序数据处理程序1.2 DS18B20初始化程序：所有操作都必须由初始化脉冲开始，波形如图，单片机先输出一个低电平到DQ引脚，再将DQ引脚置高电平，后检测DQ引脚状态，若为低电平则DS18B20工作正常，否则初始化失败，不能正常测量温度。

1.3系统软件编译工具选择C语言编写的程序并不能被单片机直接执行还需要编译为单片机可执行的机器语言。

因此在系统软件设计中，编译器必不可少。

支持MCS－51用C语言编程的编译器主要有两种：Franklin C51编译器和KEILC51编译器。

基于51单片机的智能风扇控制系统设计与实现智能风扇控制系统是一种能够根据环境温度自动调节风扇速度的系统。

在本文中，将介绍基于51单片机的智能风扇控制系统的设计与实现。

首先，需要明确智能风扇控制系统的主要功能。

该系统的主要功能包括：根据环境温度自动调节风扇速度、显示当前环境温度和风速、设置风扇工作模式等。

下面将详细介绍智能风扇控制系统的硬件设计和软件实现。

硬件设计方面，系统需要使用51单片机作为主控芯片。

此外，还需使用一个温度传感器来感知环境温度。

为了实现显示功能，可以使用一个数码管或液晶显示屏。

此外，还需要一个电机驱动模块来控制风扇的转速。

软件实现方面，首先需要编写一个温度采集程序，从温度传感器中读取环境温度，并将其保存在一个变量中。

然后，需要编写一个风扇控制程序，根据环境温度的变化调节风扇的转速。

可以通过改变电机驱动模块中的PWM信号来控制风扇的转速。

同时，还需要编写一个显示程序，以实时显示当前环境温度和风速。

在风扇控制程序中，可以设置一些阈值来决定风扇的工作模式。

例如，可以设置一个最低温度阈值和一个最高温度阈值。

当环境温度低于最低温度阈值时，风扇停止工作；当环境温度高于最高温度阈值时，风扇以最大速度工作；在最低温度阈值和最高温度阈值之间，风扇的转速随着温度的升高而逐渐增加，以保持环境温度在一个合适的范围内。

此外，还可以为系统添加一些附加功能，如远程控制功能。

可以通过添加一个无线通信模块，使得用户可以通过手机或电脑远程控制智能风扇的开关和工作模式。

综上所述，基于51单片机的智能风扇控制系统可以通过温度传感器感知环境温度，并根据环境温度的变化来调节风扇的转速。

通过添加显示功能和远程控制功能，可以提高智能风扇控制系统的实用性和便利性。

该系统的设计与实现不仅可以提供更舒适的使用体验，还可以节省能源和降低使用成本。

基于51单片机的智能温控风扇系统的设计题目：基于51单片机的智能温控风扇系统的设计一、需求分析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。

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，使得智能电风扇得以逐渐走进了人们的生活中。

智能温控风扇可以根据环境温度自动调节风扇的启停与转速，在实际生活的使用中，温控风扇不仅可以节省宝贵的电资源，也大大方便了人们的生活。

二、系统总体设计1、硬件本系统由集成温度传感器、单片机、LED数码管、及一些其他外围器件组成。

使用89C52单片机编程控制，通过修改程序可方便实现系统升级。

系统的框图结构如下：图1-1硬件系统框图其中，单片机为STC89C52，这个芯片与我开发板芯片相同，方便拷进去程序。

晶振电路和复位电路为单片机最小系统通用设置，温度采集电路，使用的是DS18B20芯片，数码管使用的是4位共阳数码管，风扇驱动芯片使用的是L298N，按键为按钮按键，指示灯为发光二级管。

2、软件要实现根据当前温度实时的控制风扇的状态，需要在程序中不时的判断当前温度值是否超过设定的动作温度值范围。

由于单片机的工作频率高达12MHz，在执行程序时不断将当前温度和设定动作温度进行比较判断，当超过设定温度值范围时及时的转去执行超温处理和欠温处理子程序，控制风扇实时的切换到关闭、低速、高速三个状态。

显示驱动程序以查七段码取得各数码管应显数字，逐位扫描显示。

主程序流程图如图4-1所示。

图1-2软件系统框图这是该系统主程序的运行流程，当运行时，程序首先初始化，然后调用DS18B20初始化函数，然后调用DS18B20温度转换函数，接着调用温度读取函数，到此，室内温度已经读取，调用按键扫描函数这里利用它设置温度上下限，然后就是调用数码管显示函数，显示温度，之后调用温度处理函数，再调用风扇控制函数使风扇转动。

基于单片机的智能温控风扇系统设计一、本文概述随着科技的快速发展，智能家居系统在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

其中，智能温控风扇系统作为智能家居的重要组成部分，通过自动调节风速和温度，为用户提供舒适的室内环境。

本文旨在探讨基于单片机的智能温控风扇系统的设计与实现。

本文首先介绍了智能温控风扇系统的背景和意义，阐述了其在现代家居生活中的重要性和应用价值。

接着，文章详细分析了系统的总体设计方案，包括硬件平台的选择、软件编程的思路以及温度控制算法的实现。

在此基础上，文章还深入探讨了单片机在智能温控风扇系统中的应用，包括单片机的选型、外设接口的设计以及控制程序的编写。

文章还注重实际应用的可行性，对智能温控风扇系统的硬件电路和软件程序进行了详细的说明，包括电路原理图的设计、元器件的选择以及程序的调试过程。

文章对系统的性能和稳定性进行了测试和分析，验证了系统的有效性和可靠性。

通过本文的阐述，读者可以全面了解基于单片机的智能温控风扇系统的设计和实现过程，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

本文也为智能家居系统的发展提供了新的思路和方法。

二、系统总体设计智能温控风扇系统的设计旨在实现根据环境温度自动调节风扇转速的功能，从而提高使用的舒适性和能源效率。

整个系统以单片机为核心，辅以温度传感器、电机驱动模块、电源模块以及人机交互界面等组成部分。

在总体设计中，首先需要考虑的是硬件的选择与配置。

单片机作为系统的核心控制器，需要选择运算速度快、功耗低、稳定性高的型号。

温度传感器则选用能够精确测量环境温度、响应速度快、与单片机兼容的型号。

电机驱动模块负责驱动风扇电机，需要选择能够提供足够驱动电流、控制精度高的模块。

电源模块需要为整个系统提供稳定可靠的电源。

人机交互界面则用于显示当前温度和风扇转速，同时提供用户设置温度阈值的接口。

在软件设计上，系统需要实现温度数据的采集、处理与传输，风扇转速的控制，以及人机交互界面的管理等功能。

基于51单片机的智能温控风扇设计各部块的设计智能温控风扇是一种能够根据环境温度自动调节风速的风扇。

它可以通过内置的温度传感器来检测环境温度，并根据预设的温度阈值来自动调节风速，以达到舒适的温度控制效果。

在这篇文章中，我将介绍基于51单片机的智能温控风扇设计中的各部块的设计原理和功能。

1. 电源电路设计：智能温控风扇的电源电路设计需要保证稳定的电压供应，并提供足够的电流输出。

一般来说，我们可以使用稳压芯片来实现稳定的电压输出，并使用大功率三极管或MOSFET来提供足够的电流。

2. 温度传感器设计：温度传感器是智能温控风扇的核心部件之一。

常见的温度传感器有DS18B20、LM35等。

通过将温度传感器与51单片机相连，可以实时获取环境温度数据，并根据设定的温度阈值进行风速调节。

3. 显示屏设计：为了方便用户查看当前的环境温度和风速情况，智能温控风扇通常配备了显示屏。

可以选择液晶显示屏或者数码管来显示温度和风速信息。

通过51单片机的IO 口和显示屏进行连接，可以将温度和风速数据显示在屏幕上。

4. 按键设计：为了方便用户设置温度阈值和控制风速，智能温控风扇通常配备了按键。

通过51单片机的IO口和按键进行连接，可以实现对温度和风速的调节。

按键可以设置上下调节温度的按钮，还可以设置开关风扇的按钮等。

5. 控制逻辑设计：智能温控风扇的控制逻辑设计非常重要。

根据温度传感器采集到的环境温度数据，通过与预设的温度阈值进行比较，可以确定风扇应该以何种速度工作。

通过51单片机控制风扇的速度，可以实现智能的温控功能。

6. 风扇驱动电路设计：智能温控风扇设计中，需要使用风扇驱动电路将单片机的输出信号转换为足够的电流驱动风扇。

常见的风扇驱动电路设计包括三极管驱动电路和MOSFET驱动电路。

7. 通信模块设计：为了实现智能化控制，可以考虑在智能温控风扇中添加通信模块，如WiFi模块或蓝牙模块。

通过与手机或其他智能设备的连接，可以实现远程控制和监控。