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简易风扇自动调节控制系统的设计与实现(附件)【字数:10767】

2023-09-28 15:48编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要我设计了一个风扇自动调节控制系统,该系统能够依据温度来自动调节转速。该系统由温度采集模块、显示模块、风扇控制模块组成。此外,该风扇控制系统还可以采用多种控制模式。支持手动和自动模式。本文首先确定设计风扇自动调节系统的结构方案(本系统是以单片机作核心,单片机选用STC89C52RC),并说明其工作原理;其次设计了各硬件系统的数据采集方案;接着通过软件编程来完成各模块的参数设置以及所需要的程序;然后通过protel软件完成风扇自动调节控制系统的电路板设计;最后根据电路图焊出实物,软硬件相结合,进行调试,使实物达成所要求的功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题需解决的关键问题 1
1.3本文的内容及安排 2
第二章 系统的方案设计 3
2.1方案论证 3
2.2总体的设计方案 3
2.3主要控制芯片的选择 4
第三章 硬件电路的设计与实现 5
3.1单片机电路设计 5
3.2温度检测电路 5
3.3按键电路 6
3.4电压转换电路 7
3.5液晶显示电路 7
3.6时钟电路 8
3.7复位电路 8
3.8风扇控制电路 9
第四章 软件程序的设计 10
4.1编程语言的选择 10
4.2温度传感器模块和显示模块 11
4.3风扇调速与控制子模块 12
第五章 软硬件调试 15
5.1硬件调试 15
5.2软件调试 18
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24 第一章 绪论
1.1课题研究的背景
近年来,随着人们生活水平的进步,越来越多的人们开始注意到自己本身的生活品质。空调因此而越来越受人们青睐,而风扇却日渐被冷落。但是,就在人们认为风扇行业会因此而一蹶不振,并因此而消失时,风扇的销量却在最近几年又慢慢涨起来了。这是因为空调吹出的风是冷风,而风扇却是吹出的自然风,对于老人和孩子这种免疫 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072
力低下的群体,他们更情愿选择风扇。并且风扇相比于空调而言操作更加简便,特别适合于老人和孩子。并且风扇的价格相比于空调有很大的优势,且耗电量低、环保[1]。
近年来,人们对于自身的生活要求变得越来越高。因此传统的电风扇满足不了人们的生活了。现代科技正逐步的向智能化发展,人们也更加青睐智能化的操作。因此由微电机为主控制的风扇产生了。
现在,电风扇在人们印象中的传统形象已经发生了变化,外观和功能都在追求个性化,但是电脑控制、自然风、睡眠风等这些本属于空调器的功能,也被众多的电风扇厂家采用,并增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。这些不拘一格的多功能产品预示着整个电风扇行业的发展趋势。
近年来,电风扇增加了各种新功能,突出其个性和提高其形象。例如开发较早且比较实用的遥控功能,它可以使用户操作摆脱一定空间限制,再加上风扇档位和室内温度直接就显示在液晶屏幕上,操作起来十分简单[2]。随着消费者对健康的日益关注,电风扇厂商们也围绕着提高空气质量做起了文章,于是便增添了负离子、紫外线杀菌等功能。
日常生活中,白天温度很高,因此人们需要风扇高速转动来降低温度。但是晚上温度又会下降,人们又需要调低风扇转速以防感冒。但是这样就会很麻烦。为了给用户舒适且便捷的体验,我设计了一个风扇自动调节控制系统。此风扇会按照外界温度来自动调节转速。当外界温度很高时,风扇便会高速转动;当外界温度降低之后,便会慢慢调低转速;当外界温度靠近设置的最低温度时,风扇转速便会转的很慢,甚至于停止。该系统的核心是单片机和温度传感器,并且该系统也能通过液晶显示屏显示外界温度和风扇档位。
1.2课题需解决的关键问题
(1)对硬件的电路的焊接。
(2)对软件部分的编程。
(3)软硬件模块设计好之后,进行仿真调试,解决以上过程中出现的问题。
(4)制作出实物之后,查看是否可以完成任务书上的要求。如果有未实现的功能,则要软硬件相结合,找出问题所在。
1.3本文的内容及安排
本次毕设论文共分为五章,各章节的主要内容如下:
第一章为绪论,首先是对课题研究的背景做了简单的叙述,然后大概说明了本课题需要解决的问题。
第二章为系统的设计方案设计,首先讲述了两个设计方案,通过比较,选择了一个最优方案并对讲解大概流程,最后对选择的单片机做了个简短的介绍。
第三章是硬件电路的设计与实现。主要介绍了各部分电路图并对原理进行了说明。
第四章主要是软件的设计,详细的说明了本次系统使用的编程软件和编程语言,以及各模块流程图的讲解。
第五章是对系统硬件和软件的调试,并得出最后的成品。
第六章和第七章分别为对本次课程设计的总结,以及对老师们的致谢。
第二章 系统的方案设计
2.1方案论证
2.1.1基于电压比较电路的设计方案
以电压比较电路为核心,来控制该系统。将热敏电阻或者热电偶做为温度传感器,把温度的信号变化成电信号,再将获得的电信号放大,再用集成运放组成组成比较电路并以此来改变风扇转动的速度,再根据探测到的外界温度高低来将风扇的档位变化到不同的档位,来达到适当的风速转动。
2.1.2基于单片机的设计方案
以单片机为核心,设计并实现简易风扇自动调节控制系统。通过连接温度传感器来探测室温,使用单片机来控制温度并通过端口来进行输出信号控制,用三端稳压器来转换电压,通过液晶显示屏来显示室温。通过在单片机内部编写程序,使其系统可以依据室温来调节风扇转速,并且能够设定最低温度,当低于最低温度时,风扇自动停止。也可以手动来调节档位,从低到高一共有着5个不同的档位。
2.2总体的设计方案
本次设计我的主要控制是通过STC89C52RC单片机来实现,室温的检测我用温度传感器DS18B20。采集到的温度信号经过温度传感器转换为电信号,再将电信号传给单片机,在内部处理完数据后使用液晶显示屏来显示外界温度。
我将本次系统的设计主要分为了硬件电路设计和软件模块设计两部分。其中硬件电路设计主要用于温度传感器检测温度、液晶显示器显示温度和风扇的控制。软件模块部分主要是用于温度的处理,处理过后信号的控制以及风扇转速的控制。系统的结构框图如图21所示。

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