引言 1
一、设计任务与方案 2
（一）、设计任务 2
（二）、方案的论述 2
（三）、直流电机的pwm调速原理 2
二、硬件设计 4
（一）、电源电路 4
（二）、功能按键电路 5
（三）、单片机最小系统设计 5
（四）、测温电路 7
（五）、显示电路 9
（六）、状态指示灯电路 10
（七）、直流电动机工作电路 10
（八）、电路整体分析 11
三、软件设计 12
（一）、 主程序设计 12
（二）、 手自动控制子程序 14
（三）、 DS18B20温度采集程序 15
四、调试 18
（一）、自己预期实物现象： 18
（二）、实物调试过程中遇到部分问题： 18
（三）、实物调试中现象图及总结： 18
五 、论文总结 20
（一）、 论文小结和展望 20
（二）、 致谢 20
参考文献 21
附录A 系统硬件原理图 22
附录B 实物 23
附录C 元器件清单 24
附录D 系统源程序 25
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。由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业的一员，在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，然而过去的电器不断的显露出其不足之处。比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高，但到了后 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q:  3_5_1_9_1_6_0_7_2 
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。我们提出了一种新型的智能电风扇，该风扇能根据环境问题自动调节风速，夏天晚上一直开着风扇也不会感冒。
以可持续发展为指导思想，以节约元器件为基本要求，以设计的实际应用为基本目的，以自己的能力提高为最终目标，一步一个脚印，踏踏实实完成每一项设计工作，以达到预期效果。
在设计的过程中，我是采用模块化设计，然后最后整合，实物的焊接调试，达到最终所要的效果。
一、设计任务与方案
（一）、设计任务
本设计要求设计一智能电风扇系统，以实现电风扇风扇在自动状态下，能根据环境问题自动调节风速；在手动状态下，可手动调节风速。同时利用数码管显示温度及风速等级等。
（二）、方案的论述
智能电风扇的设计主要是采用DS18B20温度传感器采集温度数据，转换为信号，将此信号经PWM占空比对比输出模拟电压驱动直流电机，并实现转速的调节。通过单片机内部程序将输入的信号转换成BCD码，再由内部程序完成显示温度及速度等级。除了可以进行风扇的温度自动控制外，还可以进行手动的加速减速控制，使用按键进行切换。
以STC12C5A08S2为主控芯片、DS18B20测温，LED数码显示，功能按键电路，风扇驱动等组成。
原理框图1-1如下：
图1-1原理框图
功能按键电路说明：
1、电风扇的启动与停止。
2、智能电风扇有手动和自动俩种功能模式，可切换。
3、当风扇设置于手动模式时，可通过按键调节风速。
4、显示当前温度和风扇速度等级，并切换显示。
（三）、直流电机的pwm调速原理
在现代化的生产实践中，直流电机的应用是相当广泛的。伴随着电子技术的发展,以及现代控制理论的应用，直流电机控制技术也得到了很大的发展。直流电动机的调速性能较好，且起动转距较大，能在很宽的范围内平滑调速，调速比大，起制动性能好，定位精度高。因此常用于调速控制系统，称之为直流传动系统。
在直流电机的调速控制系统中，速度调节主要通过改变电枢电压大小来实现，经常采用晶闸管相控整流调速或大功率晶体管脉宽调制调速两种方法，后者就是PWM。PWM常见于中小功率系统，其工作原理是：通过改变接通脉冲的宽度，改变直流电机电枢上电压的占空比，即方波高低电平的时间比，从而改变电枢电压的平均值，控制电机的转速。
图1-2 PWM调速原理
由图1-2可知，电动机两端得到的电压平均值Uav可用下式表示为：
Uav=ta/T*Upwm=aUpwm
式中ta-开关每次接通的时间，
T-开关通断的时间周期，
a-占空比。
由公式(2.1)可见，改变PWM脉冲的占空比，电动机两端的电压平均值Uav也随之改变，从而电动机的转速得到了控制。
如今的直流调速系统多采用数字化控制，并运用现代控制理论所提供的控制算法，这也是电气传动控制系统的发展方向。而PWM调速系统以其主电路线路简单、功率元件少、开关频率高、其控制水平从1000Hz可达到4000Hz、电机电流连续、低速性能好、
谐波少、稳态精度高、脉动小、损耗和发热都较小、调速范围宽、调速系统频带宽、快速响应性能好、动态抗扰能力强等优点而成为运用最广泛的数字化控制方法。
二、硬件设计
本次设计要完成的是基于单片机的智能电风扇的设计。硬件部分主要由电源电路、单片机系统、测温电路、LED显示电路、按键电路、状态指示灯电路、直流电机工作电路七部分组成，本章将分别对他们进行介绍。
电源电路有二极管和稳压器等组成；单片机系统由晶振电路、复位电路组成；测温电路由温度传感器DS18B20构成；LED显示电路由四个七段数码管、三极管NPN8550组成；按键电路由5个不同功能的按键组成；直流电动机工作电路由电源和三极管放大器组成。
（一）、电源电路
任何系统想要正常的工作，就必须要有一个稳定的电源。
电源供电电路使用12V电源进行供电，12V电压经过二极管IN4007后直接到三端集成稳压器78L05稳压，然后输出稳定的5V给单片机进行供电。
图2-1 78L05实物图
本次设计电源部分用到的是三端集成稳压器78L05，如图2-1所示，C1为电解电容，以减少稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。电源被接通后，电源指示灯 D2点亮。
图2-2 电源电路
（二）、功能按键电路
按键部分是通过发出中断信号和PWM信号来控制风扇手自动，启动停止和调速的。它主要由5个按键组成，分别与单片机的 P3.2---P3.6端口连接，实现不同的控制功能。当S2按下时，系统会从默认的自动状态转换为手动状态。S3按下时，风扇会启动，并且数码管会显示0A，停止显示OF。S4按下，会切换数码管得显示。S5，S6在手动状态下可加1，减1。当按下开关按键时会给单片机一低电平，从而单片机检测到这个脚电平的变化，会作出下一步的处理，经内部分析运算后输出相应的控制数据。

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