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

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

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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。

在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。

一、设计实验条件及任务

1.1、设计实验条件

单片机实验室

1.2、设计任务

利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。

巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下：

①系统手动模式及自动模式工作状态切换。

② 风速设为从高到低9个档位，可由用户通过键盘手动设定。

③ 定时控制键实现定时时间设置，可以实现10小时的长定时。

④ 环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速控制。 ⑤ 当温度每降低1℃则电风扇风速自动下降一个档位，环境低于21度时，电风扇停止工作。

⑥ 当温度每升高1℃则电风扇风速自动上升一个档位。环境温度到30度以上时，系统以最大风速工作。

⑦ 实现数码管友好显示。

二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案

2.1、系统硬件总体结构

图2.1系统硬件总体框图

2.2、芯片选择

1、AT89C52芯片：选用该单片机作为智能电风扇控制部件，用来实现电风扇调速核心功能。

2、74LS245芯片：用来驱动数码管。

3、74LS373芯片：锁存器，用来锁存输出的信号。

4、74LS240芯片：八单线驱动器，缓冲输出的信号。

5、DAC0832芯片：片选地址是FF80H，AOUT1插孔作为模拟量的输出。

6、8255芯片：可编程并行I/O接口芯片，用以扩展单片机的IO口。

7、LED数码显示管：用来显示电机旋转的速度是加速还是减速。

8、741：运算放大器。

9、9014：NPN型三极管。

2.3、DAC0832的主要性能指标

D/A转换的基本原理是应用电阻解码网络，将Ｎ位数字量逐位转换为模拟量并求和，从而实现将Ｎ位数字量转换为相应的模拟量。

其性能指标为：（１）分辨率：相对分辨率＝１／２Ｎ，Ｎ越大，分辨率越高（２）线性度（３）转换精度（４）建立时间（５）温度系数。

DAC0832引脚功能图如图2.2

图2.2 数模转换DAC0832引脚功能

1、DI0～DI7：8位数字信号输入端；

2、!CS：片选端；ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效；

3、!WR1：输入寄存器写选通控制端。当！CS=0、ILE=1、！WR1=0时，数据信号

被锁存在输入寄存器中。

4、!XFER：数据传送控制

5、!WR2 ：DAC寄存器写选通控制端。当！XFER=0，！WR2 =0时，输入寄存器

状态传入DAC寄存器中

6、IOUT1：电流输出1端，输入数字量全“1”时，IOUT1最大，输入数字量全

为“0”时，IOUT1最小。

7、IOUT2：D/A转换器电流输出2端，IOUT2+IOUT1=常数。

8、 RFB：外部反馈信号输入端，内部已有反馈电阻RFB,根据需要也可外接反

馈电阻。

9、VCC：电源输入端，可在+5V~+15V范围内。

10、DGND：数字信号地。

11、AGND：模拟信号地

2.4. 数字温度传感器DS18B20

DS18B20“一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55～+125℃,在-10～+85℃范围内,精度为±0.15℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率,精度为±0.15℃,温度采集具有准确性、实时性。

DS18B20的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。如图2.3所示。

图2.3数字温度传感器DS18B20引脚图