基于单片机的风扇温控仪设计

1、基于单片机的风扇温控仪设计摘要电风扇在我们日常生活和工作中是必不可少的工具，尤其是夏天更能给人带来凉爽。但是随着当今能源匮乏，环保节能意识加强，传统电风扇已不足以满足现在的需求。基于单片机的智能控制,本文设计了一款新型智能风扇温控系统，可以自动控制风速。通过感知和检测周边现场的环境温度，风扇会适当的调节自身的转速和频率，根据环境温度也会做出启动，停止等动作，不需要人为操控，具备很强的便捷性。温度传感器DS18B20内部的E2ROM中存储设定的高温和低温数值，掉电后仍然能保存上次设定值，性能稳定,控制准确。该智能电风扇的控制系统运用的是以STC89C52单片机作为系统控制的核心；房间温度采用温度传感器DS18B20收集。此项设计弥补了传统风扇的种种不足，一方面在日常生活中运用智能温控技术，另一方面可以达到自动调控节省了自然资源。关键词：单片机，交流电机，温度传感器DS18B20Design of fan temperature control instrument based on single chip microcomputerabstractElectric fans are in

2、dispensable tools in our daily life and work, especially in summer. However, with the lack of energy and the awareness of environmental protection and energy saving, traditional electric fans are not enough to meet the current demand.We design an intelligent temperature control fan system with automatic temperature control and wind speed control based on SCM intelligent control. When the ambient temperature rises, the fan will change its speed according to the temperature. When the temperature i

3、s reduced, it can also reduce the frequency, without human manipulation, it has a strong convenience. It can detect the ambient temperature accurately and automatically control the starting, stopping and wind speed of the electric fan according to the change of the ambient temperature. The high temperature and low temperature values are stored in the E2ROM of the temperature sensor DS18B20. After the power failure, the last setting value can be saved, the performance is stable and the control is

4、 accurate. The control system of the intelligent electric fan is used as the core of the system control by single chip microcomputer STC89C52, and the temperature acquisition is accomplished by using the temperature sensor DS18B20 in the indoor temperature collection. This design makes up for the shortcomings of the traditional fan, on the one hand, the use of intelligent technology in daily life, on the other hand, can achieve automatic control and save the natural resources.Key words: single c

5、hip microcomputer, intelligent control, temperature sensor DS18B20目 录第1章 绪论11.1 电风扇的工作原理11.2 电风扇的发展现状和前景11.3 本设计任务和主要内容1第2章 系统器件的选型32.1 温度传感器的选型32.2 微处理器的选择62.3 显示器件的选型8第3章 系统的硬件设计103.1 温度检测电路103.2 电机调速电路113.3 按键电路设计133.4 LED数码管显示电路设计13第4章 系统软件设计154.1 主程序154.2 数字温度传感器模块和显示子模块164.3按键模块164.4 电机调速与控制子模块18第5章 系统的调试与仿真205.1 硬件调试205.2实现温度的检测和显示215.3实现温度控制风扇转速21结论25参考文献26附录一27基于单片机的风扇温控仪设计第1章 绪论1.1 电风扇的工作原理电风扇其核心的部件是：交流电动机。交流电动机的工作原理是：通电线圈通过在磁场中而受到力导致转动。其中涉及的能量的转化形式为：电能主要转化为机械能，而且由于线圈会有电阻，所以无可厚非的有一部分电能

6、将要转化为系统的内能。电风扇在运行时实际室内的温度不仅没有产生下降，反而会上升。我们就此问题剖析了原因：这是因为电风扇在运行时，因为电风扇的线圈里有电流流过，导线中是有电阻的，所以导线会产生热量向外放热，因此温度会上升。但人们怎么会感觉到丝丝凉意呢？这是因为人体的汗腺遍布体表所以体表有很多的汗液，当电风扇运行开始时，室内的气流会产生流动，进而就会就加快汗液的快速蒸发，通过我们学过的知识可知道“蒸发就会需要吸收大量的热量 ”，所以人们会感觉到有凉意。1.2 电风扇的发展现状和前景现在的电风扇大都采用机械方式进行控制，这种控制方式存在着一些缺陷，比如说：会产生很大的声响影响正常工作生活，风扇的功能比较少，每个档位之间的温度变化太大无法满足人们意愿且人们需要手动的去调节档位，倘若人们入睡便无能为力，会造成伤风感冒或资源浪费。在各种设备上电风扇的作用也不可或缺，许多大型设备需要持续运行，但设备运行时长过长时会产生大量热量进而烧坏电路，运用电风扇可以采用风冷为设备降温，达到延长运行时长产生经济效益。当今社会的科技水平逐渐提高，智能化技术越来越多的运用在了生活家电上，按照客户的实际需求来智能化地控

7、制温度，比如通过强风、弱风多大来实现智能化地控制室内温度，当前市面上的大多数智能化电风扇都是采取这样的工作模式来达到精准控温的效果，并能够实时监控温度，这些都是通多单片机来实现。1.3 本设计任务和主要内容本文通过对智能电风扇按键模块的精准控制，能够借助数字化温度传感芯片，对外部环境的温度进行精准地采集与处理，从而形成一个良性循环的温度控制中心系统，再通过识别到的温度值来智能化地控制电风扇的档位，从而达到室内温度较低时采取减弱风力，而室内温度较高时则此案去强劲风力的档位。这种智能化的温度传感芯片能够非常精准地采集温度数据，如果把电风扇的气温最低值和气温的最高值设置完成，那么既可以实现智能控温的效果。本设计主要内容如下：（1）可以设定室内温度的最高值以及最低值，通过电风扇按键来实现这个功能。（2）当温度传感系统识别到室内温度上升时，自动把电风扇的档位调高（3）当温度传感芯片采集到室内温度达到最低值，那么自动关闭电风扇（4）当温度传感系统识别到室内温度达到中间值时，自动把电风扇的转速降低。第2章 系统器件的选型2.1 温度传感器的选型感测温度的核心设备是数字集成温度传感器DS18B20。由

8、于温度传感器DS18B20的特点是集成度高，因此其他电路中的误差（如外部放大）大大降低，要控制温度误差非常低，使用DS18B20可以使其具有非常高的温度分辨率。借助内部器件的相互转换，温度数据可以转化为数字值，进而把这些数值导出来，简化了系统编程，与微控制器的接口变的非常简单，抗干扰能力强。DS18B20作为美国著名公司DALLAS的最新温度传感器件，与其它传统的温度传感器件相比较，DS18B20的温度测量准确度更加精准，还可以按照室内环境的实时变化来讲进行测量，并通过912位之间的数值来进行探测。DS18B20的主要特点有：（1）单独的一条线的接口，仅需要一个单独的接口引脚即可工作。（2）不需要外部的部件；（3）可以用数据线供电，不需要备用电源；（4）温度读取范围在-55摄氏度和+125摄氏度的区间，误差率为0.5摄氏度；（5）温度可以以9-12位的数字来显示；（6）使用者可以自己定义非易失性的报警限定值；（7）能够达到多点温度探测的精准度，并且支持链接网络的功能，同时三部或者以上DS18B20都可以一起并联工作；（8）DS18B20具备负压的特性，所谓负压特性就是设备在电源正负两级相反转的情况下，也不影响正常工作，测温设备也不会因受热而破坏。如下图图2-1所示，完整地展示了DS18B20设备的内部结构，比如配置寄存器以及温度传感器，还有64 位ROM器件与温度过热报警器件等等，如下图2-2所示，DQ 为数字信号端，GND 为电源地，VDD 为电源输入端。芯片功能命令表如表2-1所示。图2-1 DS18B20内部结构图 图2-2 DS18B20外形及管脚DS18B20芯片功能命令表如下：表2-1 DS18B20功能命令表命令 说明 协议READ ROM 读取激光ROM64位 33HMATCH ROM 匹配ROM 55H SKIP ROM 跳过ROM CCHSEARCH ROM 搜索ROM F0HALARM SEARCH 告警搜索 ECHWRITE SCRATCHPAD 把字节写入

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