基于单片机的温度控制风扇的设计

摘要

基于温度传感器和51系列单片机控制技术，设计了一种智能温控调速风扇。本毕业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，利用数码管显示外界环境温度、设定的开启温度以及温度差和档位，可以通过控制按键调节设定的开启温度以及温度差，风扇共有五个档位，根据PWM(Pulse Width Modulation)可以控制调节风扇速度。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

ABSTRACT

Based on the temperature sensor and 51 series single-chip microcomputer control technology，we designed a kind of intelligent temperature control fan. In this course design of temperature control fan we use temperature sensor DS18B20 to test the temperature of the external environment.

We used the digital tube to display the outside temperature and set the temperature and the temperature difference and gears. The fan can be regulated by controlling the buttons to set the temperature and the temperature difference In this design we expound the intelligent temperature control fan, and the working principle, hardware design, software implementation process. The fan has five gears based on PWM(Pulse Width Modulation)to control the fan’s speed.

The automatic control of electric fan can be more convenient for people to the use of the fan. And it overcome the problem that ordinary electric fan can't adjustment speed according to the ambient temperature automatic. Therefore, the design of intelligent electric fan has important practical significance.

Keywords: single-chip microcomputer, temperature sensor, continuous current motor, PWM

目录

1 引言 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2论文研究意义 (2)

1.3研究内容及结构 (3)

2 设计思路及方案论证 (4)

2.1设计思路 (4)

2.2方案论证 (5)

3各个单元模块的硬件设计 (8)

3.1系统器件及理论简介 (8)

3.2 主要部分电路设计 (20)

4 软件设计 (26)

4.1 程序设计 (26)

4.2 用Keil C51编写程序 (28)

4.3 用Proteus进行仿真 (29)

5 系统调试 (37)

5.1 软件调试 (37)

5.2 硬件调试 (38)

5.3 系统功能 (39)

总结与建议 (41)

参考文献： (42)

致谢 (43)

附录1：电路总图 (44)

附录2：实物图 (46)

附录3：程序代码 (46)

附录4：中英文资料翻译 (55)

1 引言

1.1 研究背景

风扇是一种我们在日常生活中经常使用的设备，但是传统的风扇设备通常是由人为设定风扇的档速，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，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，一般是一两个小时；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，使人感冒；又比如在较大功率的电子产品散热方面，现在绝大多数都采用了风冷系统，利用风扇引起空气流动，带走热量，使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音，则要减小风扇转速，又会引起电子设备温度上升，不能两全其美。

电风扇在我国已有五十多年的生产历史，不管是在城市和农村的普及率都比较高，2008年产量超过1亿台，除了国内市场外，还大批量的出口到世界各地，占全球市场的绝大部分份额。由于电风扇结构较为简单，技术含量相对较低。