智能电风扇控制器设计_单片机课程设计

51单片机课程设计智能电风扇51单片机课程设计-智能电风扇智能电风扇的设计学院计算机与掌控工程学院专业班级自动化073班学生姓名冯文科指导教师白晓乐夏康伟2021年6月25日开场白随着人们生活水平及科技水平的不断提高，现在家用电器在款式、功能等方面日益求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。

过去的电器不断的显露出其不足之处。

电风扇作为家用电器的一种，同样存在类似的问题。

现在电风扇的现状：大部分只有手动变频，再加之一个定时器，功能单一。

存有的隐患或严重不足：比如说人们常常返回后忘掉停用电风扇，浪费电且不说还难引起火灾，长时间工作还难损毁电器。

再比如说前半夜温度低电风扇阳入的风速较低，但至了后半夜气温上升，风速不能随着气温变化，难受凉。

之所以会产生这些隐患的根本原因是：缺乏对环境的检测。

如果能够并使电风扇具备对环境展开检测的功能，当房间里面没有人时能自动的停用电风扇；当温度下降时能够自动的增大风速甚至停用风扇，这样一来就防止了上述的严重不足。

本次设计就是紧紧围绕这两点对现有电风扇展开改良。

i1.总体方案设计及功能叙述本设计是以at89c51单片机控制中心，主要通过提取热释电红外传感器感应到的人体红外线信息和温度传感器ds18b20得到的温度以及内部定时器设定时间长短来控制电风扇的开关及转速的变化。

功能叙述：电风扇工作在四种状态：手动变频状态、自动变频状态、定时状态、暂停状态。

手动状态时可以手动调节速度；自动状态时通过温度高低自动调节速度，如果出现手动现象则变为手动状态;定时状态时可以调节定时时间，并设定是否启动定时，之后可以手动退出，也可以在不操作6秒后自动退出进入手动状态；停止状态时可以被唤醒并进入自动状态。

当没检测至人体存有少于3分钟或定时完时步入暂停状态。

在数码管显示方面，当没有定时时，只显示气温，当定时启动时气温和定时剩余时间以3秒的速度交替显示。

系统方框图如下图右图,主要包含：输出、掌控、输入三大部分8个功能模块。

电风扇单片机课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电风扇单片机的基本原理和应用技能。

知识目标包括了解单片机的基本结构、工作原理和编程方法；技能目标包括能够使用单片机进行简单的程序设计和电路调试；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作能力和解决问题的能力。

二、教学内容教学内容主要包括单片机的基本原理、编程方法和应用实例。

具体包括：单片机的结构和工作原理、编程语言和语法、常用算法和程序设计、接口电路和外围设备、电风扇控制系统的设计和实现等。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

通过理论讲解和实践操作相结合，激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的创新思维和动手能力。

四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

教材选用《电风扇单片机设计与应用》一书，参考书包括《单片机原理与应用》、《C语言程序设计》等。

多媒体资料包括教学PPT、视频教程等。

实验设备包括单片机开发板、电路实验箱等。

教学资源的选择和准备应充分支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。

平时表现主要考察学生的课堂参与、提问和团队协作等情况，占总评的30%。

作业主要包括编程练习和项目设计，占总评的40%。

考试包括期中考试和期末考试，占总评的30%。

评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

六、教学安排本课程的教学安排如下：共32课时，每周2课时，共计16周。

教学地点安排在教室和实验室。

教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。

同时，教学安排还考虑学生的实际情况和需要，如学生的作息时间、兴趣爱好等。

七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平，本课程设计了差异化的教学活动和评估方式。

对于学习风格偏向实践型的学生，增加实验和实践环节；对于学习风格偏向理论型的学生，加强理论知识讲解。

智能风扇的单片机控制系统设计
智能风扇的单片机控制系统设计步骤如下：
1. 确定系统需求：确定智能风扇的功能需求，例如温度控制、
风速控制、定时控制等。

2. 选择合适的单片机：根据系统需求选择合适的单片机，例如STC89C52、AT89S52等。

3. 传感器接口设计：根据系统需求设计传感器接口，例如温度
传感器DS18B20等，将传感器与单片机进行连接。

4. 电机控制设计：设计电机驱动电路，控制电机的转速和方向。

可以采用PWM进行速度控制。

5. 人机交互界面设计：设计人机交互界面，例如LCD显示屏、
按键等，提供给用户进行操作。

6. 控制算法设计：根据系统需求设计控制算法，例如PID控制
算法、开环控制等。

7. 程序编写与调试：根据上述硬件设计完成程序编写，进行调试，保证系统正常运行。

8. 测试与优化：进行系统测试，根据测试结果进行优化，完善
系统的功能和性能。

最终实现一个智能风扇的单片机控制系统。

目录一总体方案设计1.1设计要求以电风扇模拟控制系统设计内容：1、有3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别。

2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调节。

3、设计风扇的过热保护，用继电器实现。

即当风扇运行一段时间后，暂停10秒。

4、其他创新内容（蜂鸣器报警提示）1.2 优点及意义这款电风扇可以根据自己日常存在的环境还有在不同情况下的需求随时调节三种不同的模式。

三种模式分别是“自然风”、“睡眠风”、“常风”。

如果在使用的过程中感觉三种模式下的风速不适合自己的要求的话，还可以在三种单独的模式下根据按键按动次数的不同来微调节风速，在一个模式下有4中不同的档位，相当于这款电风扇可以有12种可调节的模式，可以满足日常的基本需求。

不同的档位可以在数码管上显示出来，可以做到更加的直观、准确。

风扇电机的部分采用的是无刷直流电机，静音效果和节能效果出色，比较省电；风量档位多，风比较柔和；送风距离更远。

同时在加上蜂鸣器过热保护，使得风扇使用寿命更长，在风扇稳定性还有占用的体积来说这款电风扇都是有着较强的优势1.2初步设计思路2电风扇的系统以AT89C51单片机为核心，由时钟电路，复位电路，显示电路，直流无刷电机组成。

由复位电路来保证程序的复位和初始化，时钟电路来保证内各部件协调工作的控制信号。

作用是来配合外部晶体实现振荡的电路提供高频脉冲，更是作为电机的PWM占空比的前提条件。

矩阵键盘作为电风扇的按键来控制电机的转动速度，键盘控制的原理就是调节电动机的输出电压来控制电动机的转速。

实际上是利用了PWM控制方法，可以更好的控制电动机的频率，确保了运行时候的准确度还有精度也是较强的二硬件电路设计2.1 AT98C51单片机与蜂鸣器模块图二蜂鸣器模块2.1.1 89C51单片机89C51单片机由中央处理器（CPU）、存储器、定时/计数器、输入/输出（I/O）接口、中断控制系统和时钟电路组成。

单片机电风扇控制系统的设计毕业设计题目：单片机电风扇控制系统的设计摘要：本设计通过使用单片机控制电路和传感器，实现了一个智能化的电风扇控制系统。

通过读取环境温度传感器的数据，并与预设的温度阈值进行比较，自动控制电风扇的开关和风速，实现室内温度的自动调节。

同时，系统具备手动控制功能，用户可以通过按键来手动调节电风扇的开关和风速。

本设计的实现为节能和舒适的室内环境提供了一种智能化的解决方案。

关键词：单片机、电风扇、温度传感器、自动控制、手动控制一、引言当前，随着人们对生活品质的不断追求，对室内温度的舒适度要求也越来越高。

而电风扇作为一种常见的降温设备，在夏季温度较高的地区尤为重要。

然而，传统的电风扇仅仅只能通过调节风速来控制风量，不能自动根据室内温度来调节。

因此，本设计旨在通过单片机控制系统，提供一种能够自动调节电风扇的开关和风速的解决方案，以满足人们对舒适环境的需求。

二、设计思路本设计采用AT89C52单片机作为主控芯片，通过温度传感器（如DS18B20）读取室内温度，并与预设的温度阈值进行比较。

当温度超过设定的上限时，单片机控制风扇开启并以最大风速运行；当温度低于设定的下限时，单片机关闭电风扇。

当温度在上下限之间时，根据温度差异调节电风扇的风速。

同时，系统还具备手动控制功能，用户可以通过按键来手动调节电风扇的开关和风速。

三、系统硬件设计1.单片机：AT89C52单片机作为主控芯片2.传感器：使用DS18B20温度传感器来测量室内温度3.显示模块：LED数字管显示当前温度和风速4.驱动电路：使用三极管作为电风扇的驱动电路5.控制电路：使用按键开关和电位器来实现手动控制功能四、软件设计1.温度读取：通过单片机的IO口与温度传感器进行通信，读取温度传感器的数据，并进行温度转换。

2.温度控制：将读取到的温度与预设的温度上下限进行比较，根据温度差异来控制电风扇的风速和开关状态。

3.手动控制：通过单片机的IO口读取按键开关和电位器的状态，实现手动调节电风扇的开关和风速。

单片机课程设计报告题目智能电风扇控制器专业班级电子信息1101班学号0909110814姓名周群创指导老师刘波张金焕课设时间2015.1.10-2015.1.17中南大学·信息科学与工程学院摘要单片机已经在家电领域中得到了广泛的应用。

本风扇的主控芯片采用价格实惠而且容易购买的STC89C52芯片。

系统能完成采集当前温度,并用LED显示，能设置报警温度，当检测温度超过报警温度时，产生报警信号（蜂鸣器输出），根据不同的温度，通过DA输出来（0832）控制直流电机的转速，通过操作实时时钟芯片，来控制电风扇的定时启动、停止等基本的功能。

系统的软件实现采用功能强大且易于开发的KeilC51环境，且支持ISP下载,因此没使用编程器，用C 语言实现系统的软件部分。

此设计具有安全性高、价格低廉便于实现、易于改进等优点。

关键词：智能电风扇控制器，STC89C52，矩阵键盘，AT24C02ABSTRACTSCM has been widely applied in the field of home appliances. The fan controller chips using affordable and easy to buy STC89C52 chips. The system can complete the acquisition of the current temperature and LED display, can set the alarm temperature, when the detected temperature exceeds the alarm temperature, an alarm signal (buzzer), depending on the temperature, output by DA (0832) DC motor control speed, real-time clock chip through the operation to control the fan's time to start, stop, and other basic functions. System software uses a powerful and easy-to-develop KeilC51 environment, and support ISP download, so did the use of programming, using C language software part of the system. This design has a safe, inexpensive easy to implement, easy to improve on.KEY WORDS：Intelligent fan controller, STC89C52, matrix keyboard, AT24C02目录摘要 (I)第1章前言 (1)1.1智能电风扇控制器的定义 (1)1.2智能电风扇控制器的发展 (1)第2章系统的设计方案和原理 (2)2.1 系统的设计方案 (2)2.2智能电风扇控制器的工作原理 (2)第3章硬件电路设计及描述 (3)第4章系统的软件设计 (5)第5章调试与实现 (8)5.1 硬件调试 (9)5.2 软件调试 (9)第6章课程设计体会 (10)第7章参考文献 (11)附录 (11)第1章前言1.1 智能电风扇的定义风扇指热天借以生风取凉的用具电扇，是用电驱动产生气流的装置，内配置的扇子通电后来进行转动化成自然风来达到乘凉的效果。

带温度显示的温控与手控自动风扇系统摘要：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AT89C52 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、低档位，测得温度值在高低温度之间时打开风扇强弱风档，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降低风扇档位，控制状态随外界温度而定。

同时，能够由人工设定风扇档位不受温度控制，灵活性强。

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：自动控制单片机温控手控风扇一．技术指标1.1设计意义在激烈的市场竞争下，虽然电风扇具有广阔的市场空间，但不断新生产品的出现，要使产品更具市场优势，仅仅是靠传统型的电风扇是远远不够的，因此要对传统的电风扇根据市场的需要进行不断的更新，不断的改进，以使自己的产品立于不败之地。

传统的电风扇较为突出的缺点是：①风扇的风力大小不能根据温度的变化自动的调节风速，对于那些昼夜温差比较大的地区，这个自动调节风速就显得优其的重要了，特别是人们在熟睡时常常没有觉察到夜间是温度变化，那样既浪费电资源又容易引起感冒。

②传统的风扇是用机械式的定时方式，机械式的定时方式常常会伴随着很大的机械运动的声音，特别是在夜间影响人们的睡眠质量，另个机械式的定时有一定的局限性，定时范围有限，而且机械式的容易坏。

③传统的电风扇没有单片机控制电风扇的功能，对平时调节风扇风速或其它对风扇的调节，而又不想走近风扇带来很多的不便。

鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。

1．2技术指标本设计是以51单片机为主要控制核心，用51单片机系统对用户设定信号数据的采集以及分析，能过各种可控型电子元器件对电风扇各种工作状态的控制，以达到用户需求。

设计的功能要求①风速从高到低设置4个档位，并且每个档位都可以由用户设置或者根据温度自动调节。

智能电风扇控制器设计单片机课程设计智能电风扇控制器设计单片机课程设计设计题目：智能电风扇控制器设计neuq目录序言一、设计实验条件及任务 (2)1.1、设计实验条件1.2、设计任务 (2)二、小直流电机调速控制系统的总体方案设计 (3)2.1、系统总体设计 (3)2.2、芯片选择 (3)2.3、DAC0832芯片的主要性能指标 (3)2.4、数字温度传感器DS18B20 (3)三、系统硬件电路设计 (4)3.1、AT89C52单片机最小系统 (5)3.2、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计 (6)3.3、显示电路与AT89C52单片机接口电路设计 (7)3.4、显示电路与AT89C52单片机电路设计 (8)四、系统软件流程设计 (7)五、调试与测试结果分析 (8)5.1、实验系统连线图 (8)5.2、程序调试................................................,. (8)5.3、实验结果分析 (8)六、程序设计总结 (10)七、参考文献............................................ (11)附录 (12)1、源程序代码 (12)2、程序原理图 (23)序言传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。

鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使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。

本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。

智能风扇设计报告学院：信息工程学院专业：自动化基于单片机的智能电风扇控制系统第1节引言电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，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，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。

尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。

鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。

1.1 智能电风扇控制系统概述传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。

本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。

从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。

1.2设计任务和主要内容本设计以MCS51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。

另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。

本设计主要内容如下：风速设为从高到低6个档位，可由用户通过键盘手动设定。

课程设计智能电风扇设计一、教学目标本课程的设计目标是使学生掌握智能电风扇的基本设计原理和技能，通过实践活动培养学生的创新意识和动手能力。

在知识目标方面，学生需要理解智能电风扇的工作原理、控制系统以及相关的传感器技术。

技能目标方面，学生将学习如何使用微控制器编程，进行电路设计和调试，以及运用3D打印技术制作电风扇的外壳。

情感态度价值观目标方面，学生应该培养对科学和技术的热爱，增强解决实际问题的信心和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容将依据智能电风扇的设计流程来。

首先，介绍电风扇的工作原理和所需的电子元件。

接着，深入讲解微控制器的编程和应用，包括如何通过编程控制电机转速和方向。

随后，学生将学习如何设计和制作电路板，并进行电路调试。

最后，利用3D打印技术，学生将亲手制作电风扇的外壳，并将其与电子部件组装在一起。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法。

包括讲授法来传授基础理论知识，讨论法来促进学生之间的交流与合作，案例分析法来分析现实中的电风扇设计问题，以及实验法来让学生动手实践，完成电风扇的设计与制作。

在教学过程中，教师将引导学生参与设计思考，鼓励他们提出创新的设计方案。

四、教学资源为了支持教学内容的实施和教学方法的应用，将准备一系列教学资源。

包括专门设计的教材，详细介绍智能电风扇的设计步骤和关键技术。

参考书目将提供更深入的技术背景和案例研究。

多媒体资料如视频教程和动画演示，将帮助学生更好地理解复杂概念。

实验设备如微控制器开发板、传感器模块和3D打印机，将用于学生的实践活动。

通过这些资源的综合运用，学生将能够获得全面的学习体验，并增强对智能电风扇设计的认识和技能。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面反映学生的学习成果。

平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现来进行评估。

作业方面，将要求学生完成电路设计图、编程代码和实验报告等，以此来评估他们的理解和应用能力。

单片机风扇课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解其内部结构及其工作方式。

2. 使学生了解并掌握风扇的控制原理，能将单片机技术应用于风扇控制。

3. 帮助学生掌握编程语言，如C语言或汇编语言，实现对单片机的编程控制。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成单片机风扇的组装和调试。

2. 培养学生的问题分析和解决能力，能够针对单片机风扇控制过程中出现的问题进行排查和修复。

3. 提高学生的团队协作能力，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成项目任务。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，培养其创新意识和探索精神。

2. 培养学生的环保意识，使其在设计过程中考虑到产品的节能性和环保性。

3. 引导学生树立正确的价值观，认识到技术对社会和生活的积极作用，激发其社会责任感。

本课程针对初中或高中年级的学生，结合学生特点和教学要求，以实用性为导向，旨在让学生在掌握理论知识的基础上，提高实践操作能力，培养创新思维和团队协作能力。

通过本课程的学习，学生将能够将所学知识应用于实际项目中，体验到学习的乐趣和成就感。

二、教学内容1. 单片机基础理论：包括单片机的内部结构、工作原理、寄存器、I/O口控制等。

- 教材章节：第1章 单片机概述，第2章 单片机硬件结构。

2. 编程语言：C语言或汇编语言基础，重点掌握单片机编程方法和技巧。

- 教材章节：第3章 编程语言基础，第4章 单片机编程实例。

3. 风扇控制原理：分析风扇的启动、转速控制、停止等基本原理。

- 教材章节：第5章 传感器与执行器，第6章 常用执行器控制。

4. 单片机风扇项目实践：包括硬件组装、程序编写、调试与优化。

- 教材章节：第7章 单片机项目实践，第8章 单片机应用案例分析。

5. 教学进度安排：- 第1周：单片机基础理论及内部结构学习。

- 第2周：编程语言基础及单片机编程方法学习。

- 第3周：风扇控制原理及传感器、执行器知识学习。

摘要本课程设计基于温度传感器和51单片机控制技术，设计了一种智能温控调速风扇。

本设计的温控风扇利用温度传感器DS18B20来检测外界环境的温度，利用数码管显示境温度和风度档位，既可以通过控制按键人工调节开启温度以及风速，也可实现风速的自动控制。

并可以将定时时间存入AT24C02芯片，实现数据的掉电保护。

风扇共有十个档位，根据PWM来控制调节风扇速度。

本论文阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。

电风扇的自动控制，可以更加便于人们对风扇的使用。

克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速的困难。

因此，智能电风扇的设计具有重要的现实意义。

关键词单片机；温度传感器；直流电机；pwm设计任务及要求设计内容硬件设计硬件设计包括：STC89C52RC单片机整体电路设计、数码管显示电路设计、温度传感器电路、独立按键电路、基于AT24C02掉电保护电路设计。

软件设计本次课程设计全部程序均为C语言编写。

实现风扇风速的温度自动控制、人工按键控制、定时功能、数码管数据显示和掉电保护功能的智能风扇控制程序。

设计要求（1）利用温度传感器DS18B20检测环境温度，通过数码管显示出来。

（2）根据温度的高低，输出不同占空比的PWM控制风扇风速。

（3）可以选择人工控制还是温度自动控制。

（4）可以进行风扇开启时间的定时。

（5）为防止突然停电而使数据丢失，需要设计由单片机将数据送到AT24C02模块中储存的模块，使其具有掉电保护功能。

（6）可以实现风扇最低开启温度的设定。

1 引言1.1 研究背景风扇是我们在日常生活中经常使用的设备，但传统风扇通常是由人为设定风扇的档速，季节交替时节，白天温度很高，电风扇应高转速；到了晚上，气温降低，应该逐步减小转速。

但人们在睡眠时通常无法去改变风扇的转速，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；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。

电风扇模拟控制系统设计一、选题背景本次单片机C语言设计选题为电风扇模拟控制系统设计，我们需要解决的主要问题为如何实现电风扇的运转，控制档位与转速并且在过热时系统会做出及时的调整。

我们还应达到以下技术要求：利用 L298N 驱动模块，驱动直流风扇，设计一个电风扇控制系统；3 个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别；每种类型风可以根据按下独立按键次数分为 4 个档的风力调节；设计风扇的过热保护，即当风扇运行一段时间后，暂停10秒。

本次实验的指导思想主要是在学习完单片机C语言程序后，并且做了多次实验，我们已经熟练掌握程序编写、画电路图、进行仿真实验。

通过课程设计来锻炼我们自己的动手能力并且检验我们的学习成果。

二、方案论证(设计理念)设计原理：本次设计以单片机AT89CA51作为核心，从而建立一个控制系统，实现三个按键控制直流电机的不同转速，来实现“自然风”、“常风”、“睡眠风”三种状态，并且每种“风”都有四种档位。

同时在数码管上显示对应的风种类和档位。

同时设计过热保护，系统在运行一段时间后自动暂停10s。

AT89C51是一个低功耗，高性能的8位单片机。

4k字节Flash闪速存储器，256字节片内数据存储器(00H -7FH为片内RAM，80H-FFH为特殊功能寄存器SFR)，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

三、过程论述首先先使用一张proteus模拟电路图来展现设计原理。

让我们更好的理解设计中使用的元器件以及运行原理。

愤怒的仓鼠智能声控电风扇第八部分研制报告（一）系统设计方案课题的研究内容运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单，在使用过程中更加的安全节电，智能环保。

技术方案的选择目前的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，而且许多声控开关的平均使用寿命不长，主要是因为电路作频繁的开关，启动电流非常大，导致功率元件可控硅由于过载而损坏。

如果在设计中采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效地防止可控硅元件启动时的电流过载，大大地延长了开关的使用寿命，并且可以起到保护灯泡的作用。

如今单片机技术已经相当成熟，未来的发展方向趋向于运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。

在使用过程中更加的安全节电，智能环保。

首先单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片机的特点：（1）种类多，型号全；（2）提高性能，扩大容量，性能价格比高；（3）增加控制功能，向真正意义上的“单片”机发展；（4）低消耗；（5）C语言开发环境，友好的人机互交环境。

单片机的优点：（1）使用寿命长；（2）运行速度越来越快；（3）低噪声和高可靠性技术；（4）OTP与掩膜。

综上所述，单片机的特点和优点符合制作智能声光控开关的条件，并且具有准确性和节能性。

（二）声控电路的设计摘要声控电路主要由捡音器（驻极体电容器话筒），晶体管放大器和发光二极管等构成。

驻极体电容来采取声音信号，晶体管放大器将较弱的信号放大传输给发光二极管，发光二极管即LED 灯内芯，来产生发光效果。

单片机课程设计电风扇一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握单片机的基本原理和应用技能，通过电风扇的设计与制作，使学生能够将所学的理论知识与实践相结合，提高学生的创新能力和实际操作能力。

具体目标如下：1.知识目标：使学生了解单片机的基本结构和工作原理，掌握C语言编程方法和单片机开发环境，了解电风扇的工作原理和设计方法。

2.技能目标：培养学生使用单片机开发工具进行程序设计、编译、烧录和调试的能力，训练学生使用单片机控制电风扇进行风速调节、转向控制等操作。

3.情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的兴趣和热情，增强学生解决实际问题的信心和勇气，培养学生团队合作精神和沟通交流能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.单片机基础知识：介绍单片机的基本结构、工作原理和编程语言。

2.C语言编程：讲解C语言的基本语法和编程技巧，以及如何在单片机上进行编程。

3.单片机开发环境：介绍单片机的开发工具和使用方法，如Keil、IAR等。

4.电风扇原理：讲解电风扇的工作原理和设计方法。

5.单片机控制电风扇：介绍如何使用单片机控制电风扇进行风速调节、转向控制等操作。

6.项目实践：学生分组完成电风扇的设计与制作，并进行展示和评价。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：讲解单片机的基本原理、编程方法和电风扇的设计原理。

2.实验法：学生动手进行电风扇的设计与制作，培养实际操作能力。

3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解和掌握单片机的应用。

4.讨论法：分组讨论，促进学生之间的交流与合作，提高解决问题的能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的单片机教材，为学生提供系统性的理论知识。

2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观地展示单片机的工作原理和电风扇的设计过程。

单片机温控风扇课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解单片机的基础知识，掌握其工作原理和编程方法。

2. 学生能够了解温度传感器的工作原理，并能正确运用到温控风扇的设计中。

3. 学生能够掌握温控风扇电路的搭建和调试方法。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个具备温度控制功能的单片机风扇。

2. 学生能够运用编程软件进行单片机程序的编写，实现风扇的温控功能。

3. 学生能够通过实际操作，提高动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术的兴趣和热情，增强创新意识。

2. 学生能够认识到单片机技术在实际应用中的重要性，提高学习的积极性和主动性。

3. 学生在小组合作中，培养团队协作意识，提高沟通与交流能力。

课程性质：本课程为实践性课程，注重理论知识与实际操作的相结合。

学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的电子技术基础和编程能力。

教学要求：教师需引导学生运用所学知识，通过实践操作，完成单片机温控风扇的设计与制作。

在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保学生能够达到课程目标。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的组成、工作原理和编程方法，关联教材第3章内容。

- 单片机硬件结构- 单片机工作原理- 单片机编程基础2. 温度传感器：讲解温度传感器的工作原理和应用，关联教材第4章内容。

- 温度传感器类型- 温度传感器工作原理- 温度传感器与单片机的连接方法3. 温控风扇电路设计：指导学生进行温控风扇电路的搭建与调试，关联教材第5章内容。

- 风扇电路设计原理- 温度控制电路设计- 电路搭建与调试方法4. 单片机程序编写：教授编程软件的使用，指导学生编写温控风扇程序，关联教材第6章内容。

- 编程软件的使用方法- 单片机程序结构- 温控风扇程序编写与调试5. 实践操作与成果展示：安排实践操作环节，让学生动手制作温控风扇，并进行成果展示，关联教材第7章内容。

单片机课程设计电风扇一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的核心组成、工作原理及其在电子产品中的应用。

2. 掌握单片机编程的基础知识，如C语言基础、程序结构等。

3. 学习并掌握如何利用单片机控制电风扇的启停、风速和转向功能。

技能目标：1. 能够运用已学知识，设计并实现基于单片机的电风扇控制系统。

2. 培养学生动手实践能力，通过焊接、调试等过程，完成单片机与电风扇的硬件连接。

3. 培养学生的问题分析能力，能针对电风扇控制过程中遇到的问题，提出合理的解决方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发创新意识，提高学习积极性。

2. 培养学生的团队合作意识，学会在团队中分工协作，共同完成任务。

3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，勇于探索，面对挑战。

本课程针对单片机课程设计电风扇，结合学生年级特点，将课程目标分解为具体的学习成果。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的动手实践能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用到实际项目中，提高学生的综合素养。

二、教学内容1. 单片机基础理论：- 单片机的组成、工作原理及性能参数。

- 单片机的引脚功能、内部资源及应用。

2. 编程语言及开发环境：- C语言基础，包括数据类型、运算符、控制结构等。

- 单片机开发环境搭建，如Keil、Proteus等软件的使用。

3. 单片机与外围电路接口技术：- 继电器、电机驱动原理及其在电风扇控制中的应用。

- 单片机与传感器、按键等输入输出设备的连接方法。

4. 电风扇控制系统设计：- 分析电风扇的控制需求，设计控制系统的硬件和软件。

- 学习并实现启停、风速、转向等功能的编程控制。

5. 实践操作与调试：- 进行电路搭建、程序下载、系统调试等实践活动。

- 掌握单片机与电风扇之间的硬件连接和程序调试方法。

教学内容安排和进度：1. 理论学习（2课时）：单片机基础理论、编程语言及开发环境。

单片机电风扇课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，了解其在家电控制中的应用。

2. 使学生了解电风扇的基本结构及其工作原理，理解单片机控制电风扇的电路设计。

3. 帮助学生掌握编程方法，学会编写控制电风扇的程序。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成单片机与电风扇的连接及程序烧录。

2. 提高学生问题解决能力，能够分析并解决单片机控制电风扇过程中遇到的问题。

3. 培养学生团队协作能力，分组完成课程设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，积极探索单片机在家电控制中的应用。

2. 增强学生的环保意识，理解节能环保的重要性，激发其在生活中运用所学知识为环保做贡献。

3. 培养学生勇于创新、精益求精的工匠精神，提高对课程设计的兴趣和热情。

课程性质：本课程为实践性较强的课程设计，结合单片机原理与应用，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

学生特点：学生为初中年级，对单片机有一定了解，具备基础编程能力，喜欢动手实践，对家电控制感兴趣。

教学要求：教师需引导学生复习相关知识，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和动手操作，培养其团队协作能力。

同时，关注学生情感态度价值观的培养，激发学生学习兴趣。

通过课程目标分解，使学生在完成课程设计的过程中，实现知识、技能和情感态度价值观的全面提升。

二、教学内容1. 单片机原理回顾：重点复习单片机的组成、工作原理及编程基础，涉及课本第二章内容。

2. 电风扇工作原理：介绍电风扇的基本结构、各部件功能及工作原理，结合课本第三章相关内容。

3. 单片机控制电风扇电路设计：讲解电路原理图绘制、元件选型及连接方法，参考课本第四章内容。

4. 编程控制电风扇：教授如何编写控制程序，实现电风扇开关、风速调节等功能，依据课本第五章编程知识。

5. 实践操作：安排学生分组进行单片机与电风扇的连接、程序烧录及调试，锻炼动手能力，巩固所学知识。

6. 课程设计任务：根据教学进度，布置课程设计任务，要求学生独立完成或团队合作，解决实际问题。

目录第1节引言 (3)1.1 智能电风扇控制系统概述 (3)1.2 本设计任务和主要内容 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (5)2.1 总体硬件设计 (5)2.2 数字温度传感器模块设计 (5)2.2.1 温度传感器模块的组成 (5)2.2.2 DS18B20的温度处理方法 (6)2.3 电机调速与控制模块设计 (7)2.3.1 电机调速原理 (7)2.3.2 电机控制模块硬件设计 (8)2.4 温度显示与控制模块设计 (9)第3节系统软件设计 (10)3.1 数字温度传感器模块程序设计 (10)3.2 电机调速与控制模块程序流程 (15)3.2.1 程序设计原理 (15)3.2.2 主要程序 (16)第4节结束语 (19)参考文献 (20)第1节引言电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，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，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。

尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。

鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。

1.1 智能电风扇控制系统概述传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。