基于单片机的智能电风扇
本科毕业论文---基于单片机智能电风扇控制系统设计
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。
基于单片机编程的电风扇智能控制系统
智能电风扇的设计学院专业班级学生姓名指导教师年月日引言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：大部分只有手动调速，再加上一个定时器，功能单一。
存在的隐患或不足：比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇，浪费电且不说还容易引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。
再比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高，但到了后半夜气温下降，风速不会随着气温变化，容易着凉。
之所以会产生这些隐患的根本原因是：缺乏对环境的检测。
如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能，当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇；当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇，这样一来就避免了上述的不足。
本次设计就是围绕这两点对现有电风扇进行改进。
1.总体方案设计及功能描述本设计是以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。
功能描述：电风扇工作在四种状态：手动调速状态、自动调速状态、定时状态、停止状态。
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。
当没有检测到人体存在超过3分钟或定时完毕时进入停止状态。
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。
系统方框图如下图所示,主要包括：输入、控制、输出三大部分8个功能模块。
图1-1系统方框图2.功能模块硬件简介与实现2.1键盘输入电路由于设计中用到的按键数目不多，所以可以直接用AT89C51的通用IO 端口且选用AT89C51的P1口（内部有上拉电阻）作为键盘接口。
基于单片机的智能风扇的设计
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
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
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。
基于单片机的智能电风扇ppt
5 风扇电机驱动与调速电路
风扇电机接线图如下图4-5所示：
6总电路图
软件流程图如下图所示 ：
仿真1
当把温度传感 器DS18B20温 度设置为26.4摄 氏度，用键盘 S2调节系统预 设的温度为22 摄氏度。点击开 始仿真按钮，系 统开始仿真，待 一段时间稳定后， 观察到此时风扇 直流电机的转速 为+14.2r/s，如 左图所示。
系统设计总体方案框图
系统由6个部分组成：电机驱动控制部分、温度采 集部分、温度显示部分、独立键盘部分、复位部分和 晶振部分。系统框图如下图所示:
各部分电路设计
1 按键复位与晶振电路
系统复位与晶振电路如下图所示：
当按下 按键开 关S1时， 系统复 位一次。 晶振为 11.0592 MHz
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 温度采集模块
仿真4
然后在上一步仿真 的基础上(温度传感 器DS18B20温度设置 为33.4摄氏度，系 统预设的温度为22 摄氏度)，用键盘S2 调节系统预设温度 至34摄氏度，此时 可知系统预设温度 大于温度传感器检 测到的温度，观察 到直流风扇电机的 转速逐渐变慢，最 后转速变为0，符合 系统要实现的功能， 如左图所示。
结论
通过以上仿真可以看出，直流风扇电机在系 统设定温度一定的情况下，其转速随着环境温度 （温度传感器检测到的温度）的增加而增大。当 环境温度低于系统预设的温度时，风扇自动停止 运转，实现了系统所设计的功能。
基于单片机的智能风扇设计
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
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
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
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。
基于单片机的智能电风扇系统设计与实现
1. 引言在现代科技日新月异的时代，智能化已经成为了各行各业的趋势之一。
智能电风扇作为家电中的一员，也不例外。
本文将从单片机的角度出发，探讨基于单片机的智能电风扇系统设计与实现，并带您深入了解这一主题。
2. 单片机技术简介单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出设备的芯片，具有控制功能。
由于其体积小、价格低廉、功能强大等特点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
在智能电风扇系统中，我们可以利用单片机实现对风扇的控制、监测和反馈等功能，从而实现智能化。
3. 智能电风扇系统的设计要点（1）传感器的选择和应用在智能电风扇系统中，传感器起着至关重要的作用。
通过传感器可以实时监测环境温度、湿度、空气质量等参数，从而根据实时情况对电风扇进行智能化调节。
（2）风扇控制算法的设计为了实现对电风扇的智能控制，需要设计相应的控制算法。
这涉及到对传感器数据的处理、对电机的控制、对风速的调节等方面，需要深入研究和设计。
4. 基于单片机的智能电风扇系统的实现通过选取合适的单片机芯片，编写相应的程序，并结合传感器、电机等外围硬件设备，可以实现基于单片机的智能电风扇系统。
5. 个人观点与总结智能电风扇系统作为智能家居的一部分，正在逐渐走进人们的日常生活。
基于单片机的智能电风扇系统，通过利用单片机的强大功能和灵活性，可以实现更加智能化、便捷化的电风扇控制和使用体验。
基于单片机的智能电风扇系统设计与实现，是一个涉及到多方面知识的复杂课题。
通过本文的介绍，相信您已经对这一主题有了更深入的理解。
参考文献：[1] 王明. 单片机原理与应用. 北京：清华大学出版社，2018.[2] 张强. 智能家居系统设计与实现. 上海：上海科技教育出版社，2019.以上为文章草稿，我需要继续扩展和完善内容，敬请期待最终版本的文章。
智能电风扇系统的设计与实现在当今社会，智能化已经成为了各行各业的发展趋势。
智能家居作为智能化的重要组成部分，正在逐渐改变人们的生活方式。
课程设计——基于单片机的智能电风扇控制系统
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。
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。
基于单片机的智能温控风扇设计
基于单片机的智能温控风扇设计xx年xx月xx日•引言•单片机的选择与介绍•智能温控算法的介绍目录•硬件设计部分•软件设计部分•系统测试与结果分析•总结与展望01引言由于集成电路和传感器技术的发展，单片机作为一种集成了CPU、RAM、I/O 接口以及定时器等多种硬件模块的微型计算机，被广泛应用于各种智能控制领域。
在家电、工业控制、智能家居等领域中，智能温控风扇设计具有重要意义，能够有效地改善人们的生活环境，提高生活质量。
设计的背景与意义硬件设计选用单片机作为主控芯片，需要选用具有足够I/O 接口、定时器以及串口通信接口的单片机。
需要根据实际应用场景，选用合适的温度传感器以及风扇驱动模块。
硬件设计的需求基于单片机编程，实现对温度的实时监测以及风扇的智能控制。
需要设计一套完善的控制算法，实现温度与风扇速度之间的智能调节，同时需要考虑到系统的稳定性、可靠性以及节能性。
软件设计的任务02单片机的选择与介绍按制造工艺分类TTL单片机、CMOS单片机按位数分类4位、8位、16位、32位、64位单片机按功能分类通用型、专用型、总线型、模块型单片机的种类与特点STC89C52的选择原因原因二：功耗低原因一：价格便宜原因四：抗干扰能力强原因三：可靠性高0102电源引脚VCC和GND，为单片机提供电能时钟引脚XTAL1和XTAL2，用于接入时钟信号控制引脚RST、ALE/PROG、PSEN、EA/VPP，分别实现复位、编程使能、片内程序存储器读取使能、编程电压选择等功能I/O口引脚P0、P1、P2、P3，具有通用输入输出口和第二功能外接晶体引脚XTAL1和XTAL2，用于接入石英晶体振荡器或陶瓷振荡器单片机的引脚介绍03040503智能温控算法的介绍模糊逻辑是一种非布尔逻辑，它利用模糊集合和模糊运算，实现对不确定信息的处理。
基于模糊逻辑模糊集合的表示模糊运算将输入值映射到模糊集合上，模糊集合表示为隶属度函数。
利用模糊集合进行运算，如模糊加法、模糊乘法等，以实现对不确定信息的处理。
基于单片机的智能温控风扇设计
设计目的和任务
设计目的
本设计旨在利用单片机实现智能温控风扇的控制，通过温度 传感器检测环境温度，并将温度信息传递给单片机进行处理 ，单片机根据温度信息控制风扇的转速，以达到节能、便捷 的目的。
负载测试
在模拟实际负载的情况下，测试系统的响应时间、吞吐量等性能指 标。
瓶颈分析
通过性能分析工具，找出系统的瓶颈所在，如CPU、内存、IO等资 源的使用情况。
优化建议
根据瓶颈分析结果，提出针对性的优化建议，如优化算法、减少内存 占用等措施。
01
结论与展望
设计成果总结
硬件设计
设计了一个以单片机为核心，搭配温度传感器和风扇控制 电路的智能温控风扇硬件系统。实现了温度监测、风扇转 速调节、自动关机等功能。
风扇控制策略
风速调节
01
根据环境温度和设定阈值，调节风扇转速，以实现风速的平滑
变化。
多种工作模式
02
设计多种工作模式，如高速、中速、低速等，以满足不同场景
和需求。
异常处理
03
当出现异常情况时，如风扇卡死、温度传感器故障等，触发应
急处理机制，如报警、停机等，以保障系统安全。
01
系统测试与性能分析
硬件测试
控制程序
根据温度数据，通过单片机控制风扇的转速，实现温度的调节。
01
单片机选择与硬件设计
单片机选择
8051单片机
8051单片机是一种经典的8位 单片机，具有丰富的指令集和 多种外设接口，适用于多种应
用场景。
STM32单片机
基于单片机的智能电风扇设计
基于单片机的智能调速风扇控制系统专摘要随着空调的产生，电风扇面临巨大冲击。
其实，电风扇和空调相比还是有很多优点，首先耗能小，符合目前节能的观念。
其次，空调房间都是密闭的，电风扇吹风比较自然，可开门窗，空气流通好，不易感染疾病。
为了更好的研发智能风扇,本文基于STC89C52单片机设计电风扇的控制系统。
以单片机为控制中心，主要通过提取热释电红外线传感器感应到的人体红外线信息和温度传感器DS18B20得到的温度来控制电风扇的开关及档速的变化，通过单片机对室内温度进行档速划分处理后应用PWM方式控制电风扇档速，并通过液晶显示电路实时显示温度及电风扇的档速。
首先进行总体设计，然后进行硬件电路设计与软件设计，最后试制出电风扇原型机。
经过前期设计、制作和最终的测试得出，该风扇电源稳定性好，操作方便，运行可靠，功能强大，价格低廉，节约能耗，能够满足用户多元化的需求。
该风扇具有的人性化设计和低廉的价格很适合普通用户家庭使用。
关键词:STC89C52单片机；电风扇；控制器；智能AbstractWith the generation of air conditioning, electric fan is facing a huge impact. In fact, compared with the electric fan and air conditioning has many advantages, the first energy consumption is small, in line with the current concept of energy conservation. Next, the air conditioning room is airtight, the electric fan hair dryer is quite natural, can open the windows and doors, air circulation is good, is not easy to infect the disease. In order to develop the intelligent fan, the control system of the electric fan is designed based on STC89C52 microcontroller. In order to control the center of the single chip microcomputer as control center, the temperature is controlled by the thermal release infrared sensor and the temperature sensor DS18B20 to control the temperature of the electric fan.Firstly, the overall design, and then the hardware circuit design and software design, and finally developed the prototype of electric fan. After the preliminary design, production and final test, the power supply of the fan is good, the operation is convenient, the operation is reliable, the function is strong, the price is low, the energy consumption can meet the diversified needs of users. The fan has a user-friendly design and low price is very suitable for ordinary users to use the family.Keywords: STC89C52 microcontroller; electric fan; controller; intelligent目录摘要 (I)Abstract...................................................................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1 系统整体设计 (1)1.2方案论证 (1)1.2.1温度传感器的选择 (1)1.2.2控制核心的选择 (2)1.2.3温度显示器件的选择 (2)1.2.4调速方式的选择 (2)第二章系统各主要单元硬件电路 (3)2.1 温度检测电路 (3)2.1.1DS18B20的温度处理方法 (3)2.1.2温度传感器 (4)2.2 LED数码管显示电路 (5)2.2.1移位寄存器简介 (5)2.2.2共阴极八段数码管简介 (5)2.3电机调速电路 (7)2.3.1电机调速原理 (7)2.3.2电机控制模块设计 (8)2.4独立控制键电路 (8)2.5红外传感器模块 (9)第三章系统软件设计 (11)3.1 数字温度传感器模块程序设计 (11)3.2 电机调速与控制模块程序流程 (15)3.2.1电机调速与控制子模块 (15)3.2.2 主要程序 (16)3.3 显示设计 (18)3.4程序设计 (18)第四章系统调试 (20)4.1 软件调试 (20)4.1.1按键显示部分的调试 (20)4.1.2传感器DS18B20温度采集部分调试 (20)4.1.3电动机调速电路部分调试 (20)4.2 硬件调试 (20)4.2.1按键显示部分的调试 (20)4.2.2传感器DS18B20温度采集部分调试 (21)4.2.3电动机调速电路部分调试 (21)4.3 系统功能 (21)4.3.1系统实现的功能 (21)4.3.2系统功能分析 (21)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论本文设计了由ATMEL公司的8052系列单片机AT89C52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。
基于单片机的智能电风扇报告-9页
基于单片机的智能电风扇报告目录第一章引言 (2)第二章总体设计方案 (2)2.1 任务 (2)2.2 基本设计要求 (2)2.3 方案概述 (3)2.4 各模块功能简介 (3)第三章功能实现方案 (4)3.1 LCD液晶显示功能 (4)3.2 按键功能 (4)3.3 过热检测与保护功能 (5)3.4 环境温度的检测功能 (6)3.5 定时功能 (6)第四章硬件电路设计 (7)4.1 电源模块 (7)4.2 电机驱动电路 (7)第一章引言电子产品的设计应该使大众更能简单方便的使用，所以应该具有自动化、智能化的特点，智能家电也是目前的一个热门发展方向。
本智能电风扇通过引入单片机控制系统实现对电机的智能控制，通过LCD实时显示当前状态，通过按键实现人机交互，实现了风扇的智能化。
第二章总体设计方案2.1 任务设计并制作一个智能电风扇，采用单片机主控传统，能实现工作状态和外界温度的实时显示，有三种风类，能够摇头，并有过热检测与保护功能。
2.2基本设计要求（1）L CD液晶显示：实时显示电风扇的工作状态，最高位显示风类：“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
后3位显示定时时间：动态倒计时显示剩余的定时时间，无定时显示“000”等。
（2）按键功能：设计“自然风”、“常风”和“睡眠风”三个风类键用于设置风类；设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；设计一个“摇头”键用于控制电机摇头。
（3）设计过热检测与保护电路，若电风扇电机过热，则电机停止转动，电机冷却后电机又恢复转动。
（4）要求能实现环境温度的检测和显示。
2.3方案概述本智能电风扇以单片机为控制核心，由电源模块，单片机主控模块，LCD液晶显示模块，电机驱动及制动模块，功能按键模块，温度与转速采集模块，过热检测与保护模块组成。
2.4 各模块功能简介单片机主控模块负责数据的接收、处理，对LCD的显示控制，通过电机驱动电路实现对电机的控制。
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目录第1节引言 (3)1.1 智能跟踪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…………………………………………………52.2.2 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………………………………………………………………72.3.2 电机控制模块硬件设计……………………………………………………82.4 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……………………………………………………………153.2.2 主要程序…………………………………………………………………16第4节结束语…………………………………………………………………………19参考文献…………………………………………………………………………………20基于单片机的智能跟踪电风扇控制系统第1节+ 引言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,在空调产品的冲击也，空调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。
据市场调查，电风扇的不停复苏主要在以下原因：一是电风扇虽然没有空调机的强大的制冷功能，但电风扇是直接取风，风力更加温和，比较适合老年人、儿童以及体质虚弱的人使用。
二是电风扇经过多年的市场使用，较符合人们的使用习惯，而且结构简单、操作方便、安装简易。
三是电风扇比起空调产品而言，其价格低廉，相对省电，更易的进入老百姓的家庭。
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传统的电风扇没有远程遥控控制电风扇的功能，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。
1.1智能电风扇控制系统概述日常我们使用的都是220V的交流电，而我们常用的电风扇一般也是220V的交流电，在传统的电风扇中，电风扇的转速是分为几个档位的，也就是说每一个档位就相当于一个开关，用于改变对电机的不同供电方式来改变电动机的转速以改变风力的大小。
本发明涉及一种智能跟踪摇头电风扇，包括：人体检测系统，用于获取即时的视频信号，根据视频信号的图像片段是否有人体存在，如果无，则发送控制信号到电机控制电路，控制电机控制电路停止扇叶电机转动，如果有人体存在，则将视频信号发送到人体位置定位电路；人体位置定位电路，根据具有人体图像的视频信号，计算人体位置，根据计算结果控制摇头控制电路将电风扇的扇头对准人体的位置。
该电风扇可以根据人体的位置自动调节风向，当人开始走动的时候自动控制扇头的转动，而动人们离开的时候自动分停止扇叶的转动，既能延长电风扇的使用寿命，又能节约电源。
再者，本设计中的智能电风扇控制系统，是以电风扇的电机工作状态作为被控量，并引入微机系统，通过对电风扇的工作状态以及周围的温度环境的信号分析采集，由微机系统对所得的信号处理后，再通过各种可控的电子元器件对风扇的电动机进行控制，同时智能的微机自动控制能力。
1.2设计任务和主要内容本设计是以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。
设计的主要内容①风速从高到低设置5个档位，并且每个档位都可以由用户设置是否加入睡眠控制方式，睡眠方式就是让风扇循环的转一段时间停一段时间。
②长范围可控的定时方式，可以设置12小时以内的定时开机与定时关机。
③风扇可以自动的根据环境的温度调节风扇风速的档位，温度上升3℃自动上升一个档位，温度每降低3℃自动下降一个档位。
④加入远程红外遥控，可以用遥控器控制电风扇的各种工作状态。
⑤设置数码管显示当前的工作状态，使其更具人性化。
⑥加入串口控制功能，对于工业应用的风扇，可以通过RS232接口用电脑上位机控制风扇，同时可以对控制芯片重新编程，以实现不强大的功能第2节系统主要硬件电路设计2.1总体硬件设计系统总体设计框图如图2-1所示图2-1 系统原理框图对于单片机中央处理系统的方案设计，根据要求，我们可以选用具有4KB片内E2PROM的AT89C51单片机作为中央处理器。
作为整个控制系统的核心，AT89C51内部已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。
整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。
是比较合适的方案2.2数字温度传感器模块设计温度传感器可以选用LM324A的运算放大器，将其设计成比例控制调节器，输出电压与热敏电阻的阻值成正比，但这种方案需要多次检测后方可使采样精确，过于烦琐。
所以我采用更为优秀的DS18B20数字温度传感器，它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量。
2.2.1 温度传感器模块组成本模块以DS18B20作为温度传感器，AT89C51作为处理器，配以温度显示作为温度控制输出单元。
整个系统力求结构简单，功能完善。
电路图如图2-2所示。
系统工作原理如下：DS18B20进行现场温度测量，将测量数据送入AT89C51的P3.7口，经过单片机处理后显示温度值，并与设定温度值的上下限值比较，若高于设定上限值或低于设定下限值则控制电机转速进行调整。
图2-2DS18B20温度计原理图2.2.2 DS18B20的温度处理方法DS18B20直接将测量温度值转化为数字量提交给单片机，工作时必须严格遵守单总线器件的工作时序。
表2-1 部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表温度值/℃数字输出（二进制）数字输出（十六进制）+85℃0000 0101 0101 0000 0550H+25.625℃0000 0001 1001 0001 0191H+10.125℃0000 0000 1010 0010 00A2H+0.5℃0000 0000 0000 1000 0008H0℃0000 0000 0000 0000 0000H-0.5℃1111 1111 1111 1000 FFF8H-10.125℃1111 1111 0110 1110 FF5EH-25.625℃1111 1111 0110 1111 FF6FH-55℃1111 1100 1001 0000 FC90H2.3 电机调速与控制模块设计电机调速是整个控制系统中的一个重要的方面。
通过控制双向可控硅的导通角，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变，以调节风扇的转速，实现各档位风速的无级调速。
2.3.1 电机调速原理可控硅的导通条件如下： 1）阳-阴极间加正向电压； 2）控制极-阴极间加正向触发电压；3）阳极电流I A 大于可控硅的最小维持电流I H 。
电风扇的风速设为从高到低5、4、3、2、1档，各档风速都有一个限定值。
在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2150m/min 。
且线速度可由下列公式求得310V Dn π=⨯式中，V 为扇叶最大圆周上的线速度(m/min),D 为扇中的最大顶端扫出圆的直径(mm)；n 为电风扇的最高转速(r/min)。
代入数据求得5n ≤ 1555r/min,取5n =1250 r/min.又因为：取n1=875 r/min.则可得出五个档位的转速值： 5n =1250r/min 4n =1150r/min 3n =1063r/min 2n =980r/min 1n =875r/min 又由于负载上电压的有效值其中，u1为输入交流电压的有效值，α为控制角。
解得：5α =0° t=0ms 4α =23.5° t=1.70ms 3α =46.5°t=2.58ms0u u =10070⨯≤最低转速调速比＝％％最高转速α=61.5°t=3.43ms2α=76.5°t=4.30ms1以上计算出的是控制角和触发时间，当检测到过零点时，按照所求得的触发时间延时发脉冲，便可实现预期转速。
2.3.2 电机控制模块硬件设计电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041 ,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷, 简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。
所设计的可控硅触发电路原理图见图2-3 。
其中RL 即为电机负载，其工作原理是:单片机响应用户的参数设置, 在I/ O 口输出一个高电平, 经反向器反向后, 送出一个低电平,使光电耦合器导通, 同时触发双向可控硅, 使工作电路导通工作。
给定时间内,负载得到的功率为:n=P UIN式中: P 为负载得到的功率, kW; n 为给定时间内可控硅导通的正弦波个数; N 为给定时间内交流正弦波的总个数; U 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值,V; I 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值,A。
由式(1) 可知,当U , I , N 为定值时, 只要改变n 值的大小即可控制功率的输出,从而达到调节电机转速的目的。
图2-3 电机控制原理图2.4温度显示与控制模块设计通过HD7279A控制芯片组建一个单片机键盘输入与显示模块，其中包括一个2*8的键盘矩阵。
和8段动态扫描数码管显示。
与单片机通过接插件连接，可以用于系统的控制和输出，其原理图如图2-4所示。
图2-4 HD7279A键盘和显示器控制模块电路原理图第三节系统软件设计3.1 数字温度传感器模块程序设计本系统的运行程序采用汇编语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和子程序构成。