智能温控风扇地设计样本

综合实验报告

实验题目：智能温控电扇

学生班级：电子14-2

学生姓名：

学生学号： 38

指引教师：

实验时间： -9-15

智能温控电扇设计

摘要

基于检测技术和单片机控制技术，设计了一种智能温控调速电扇。阐述了智能温控调速电扇工作原理、硬件设计、软件实现过程。系统原理简朴，工作稳定，成本低，具备一定节能效果。

通过单片机控制咱们实现了电电扇重要功能：当按下开核心时，系统初始化默认设定温度为25度，如果外界温度高于设定温度电电扇进行运转，如果外界温度高于低于设定温度则风页不转动，同步显示外界温度。可以设立所需温度，并同步显示所设定温度，同步按加减键退出设定功能。

电电扇自动控制，让电电扇这一家用电器变更智能化。克服了普通电电扇无法依照外界温度自动调节转速困难。智能电电扇设计具备重要现实意义。

核心词AT89C52/温度传感器/直流电机/模仿电扇

1.1 引言

生活中，咱们经常会使用某些与温度关于设备。例如，当前虽然不少都市家庭用上了空调，但在占中华人民共和国大某些人口农村地区仍旧使用电电扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度仍旧很高，电电扇应高转速、大风量，使人感到凉爽；到了晚上，气温减少，当人入睡后，应当逐渐减小转速，以免使人感冒。虽然电电扇均有调节不同档位功能，但必要要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用定期器关闭做法，一方面是定期时间长短有限制，普通是一两个小时；另一方面也许在一两个小时后气温仍旧没有减少诸多，而电扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开电扇，增长定期器时间，非常麻烦，不能两全其美。为解决上述问题，咱们设计了这套温控自动电扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并依照使用者设定温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精准度高，动作精确。

2 整体方案设计思路

2.1 系统整体设计

本设计整体思路是：运用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行解决，在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式，检测到当前环境温度可精准到小数点后一位。同步采用PWM脉宽调制方式来变化直流电扇电机转速。并通过两个按键变化预设温度值，一种提高预设温度，另一种减少预设温度值。系统构造框图：如图2-1所示。

2.2 方案论证

本设计要实现电扇直流电机温度控制，使电扇电机能依照环境温度变化自动启停及变化转速，需要比较高温度变化辨别率以及稳定可靠换挡停机控制部件。

3 重要原件简介

系统重要器件涉及DS18B20温度传感器、AT89C52单片机、四位LED共阴数码管、电扇步进电机。辅助元件涉及电阻、电容、晶振、电源、按键、开关等。

3.1 温度传感器

3.1.1 温度传感器种类和选取

当前市场上惯用温度传感器有pt100，温敏电阻，DS18B20等等。

本次设计咱们采用DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生产一线式数字温度传感器

它具备如下特点：

（1）独立单线接口，只需一种接口引脚即可通信；

（2）多点能力使分布使分布式温度检测应用得以简化；

（3）不需外部元件；

（4）可用数据线供电，不需要备用电源；

（5）测量范畴从-55摄氏度到+125摄氏度，增值量为0.5摄氏度；

（6）以9位数字值方式读出温度；

（7）在1秒（典型值）内把温度变为数字；

（8）顾客可定义，非易失行温度警告设立；

（9）告警收索命令辨认和寻址温度在编订极限范畴之外器件；

（10）应用范畴涉及恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计和各种热敏系统。

3.1 DS18B20工作原理及其单片机接口电路

DS18B20 内部构造如图3-1所示，重要由4 某些构成：64 位ROM、温度传感器、非挥发温度报警触发器TH 和TL、配备寄存器。其管脚排列如图3-2所示，DQ 为数字信号端，GND 为电源地，VDD 为电源输入端。

图3-1 DS18B20内部构造图

图3-2 DS18B20外形及管脚

由于DS18B20只有一根数据线。因而它和主机（单片机）通信是需要串行通信，而AT89S51有两个串行端口，因此可以不用软件来模仿实现。通过单线接口访问DS18B20必要遵循如下合同：初始化、ROM操作命令、存储器操作命令和控制操作。要使传感器工作，一切解决均从序列开始。

主机发送（Tx）--复位脉冲（最短为480μs低电平信号）。接着主机便释放此线并进入接受方式（Rx）。总线通过4.7K上拉电阻被拉至高电平状态。在检测到I/O引脚上上升沿之后，DS18B20等待15-60μs,并且接着发送脉冲（60-240μs低电平信号）。然后以存在复位脉冲表达DS18B20已经准备好发送或接受，然后给出对的ROM命令和存储操作命令数据。DS18B20通过使用时间片来读出和写入数据，时间片用于解决数据位和进行何种指定操作命令。它有写时间片和读时间片两种。

写时间片：当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低电平时，产生写时间片。有两种类型写时间片：写1时间片和写0时间片。所有时间片必要有60微秒持续期，在各写周期之间必要有最短为1微秒恢复时间。

读时间片：从DS18B20读数据时，使用读时间片。当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低

电平时产生读时间片。数据线在逻辑低电平必要保持至少1微秒；来自DS18B20输出数据在时间下降沿之后15微秒内有效。为了读出从读时间片开始算起15微秒状态，主机必要停止把引脚驱动拉至低电平。在时间片结束时，I/O引脚通过外部上拉电阻拉回高电平，所有读时间片最短持续期为60微秒，涉及两个读周期间至少1μs恢复时间。

一旦主机检测到DS18B20存在，它便可以发送一种器件ROM操作命令。所有ROM操作命令均为8位长。

图3-3 DS18B20与单片机接口电路

4.1开关复位电路

在单片机应用系统中，除单片机自身需要复位以外，外部扩展I/O接口电路也需要复位，因而需要一种涉及上电和按钮复位在内系统同步复位电路。单片机上XTAL1和XTAL2用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接单片机片内OSC定期反馈回路。本设计中开关复位与晶振电路如图4-1所示，当按下按键开关S1时，系统复位一次。其中电容C1、C2为20pF，C3为10uF，电阻R2、R3为10k。