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单片机的智能风扇设计

2020-12-13 11:07编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目 录
一、概述 1
二、电路的总体设计2
(一)系统设计组成.2
(二)传感器的选择.2
(三)整体设计概述.3
三、 系统硬件电路设计及原理分析 4
(一) 主控模块 4
(二)AT89C51单片机主要特性 5
(三)单片机最小系统电路 6
(四)键盘控制电路 7
(五)数码管显示电路 8
(六) 电机调速电路 8
(七)电机调速原理 10
(八)报警电路 10
四、控制器软件设计 11
(一) 主程序 11
(二) 温度控制模块 12
(三) 程序设计原理 12
五、仿真结果 13
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
一、概述
随着生活水平的提高,很容易把电风扇想象成是空调的淘汰品,但是在市场的验证下并非如此。近两年来反而出现了市场销售复苏的架势,虽然空调有着不可取代的地位,但是电风扇在市场的考验下也表明着它的优势,缺点是它并不能通过周围环境温度改变自身风力大小。人们在夜晚熟睡的时候是不可能起来关掉的,这样不仅浪费电而且还容易受凉。
鉴于以上的种种方面,我们要考虑利用智能电风扇系统来解决这些烦恼。电风扇作为家用电器的一种,同样存在类似的问题。所以智能系统控制体现了它重要的意义。智能电风扇可以根据周围温度来自身调节风力大小。
本设计以AT89C51单片机为核心,温度传感器分为控制单元和以AT89C51作为处理器。
二、电路的总体设计
(一)系统 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072¥ 
设计组成
该毕业设计是通过AT89Ci51单片机,对系统进行控制。在适宜的温度环境中,用单片机的弱点系统实现整个电路的控制。该类单片机具有低成本,稳定度高,性能高等特点。
(二)传感器的选择
传感器作为本次设计核心之一,在选择上也经过多次筛选,最终选择了型号为DS18B20的温度传感器,DS18B20为经过技术改进的新型智能化数字化温度传感器,相比普通的热敏电阻,它测出温度的方式更加直接和简单,仅仅通过单根线就可以完成。
其特点如下:
(1)它的接口方式十分特殊,为单线式,这种方式只要通过一条线就能够将微处理器和温度传感器连接起来,实现双向通讯功能。
(2)DS18B20温度传感器的体积小,和一般的三极管差不多,价格也相当便宜,大概十元人民币。
(3)测温范围 -55°~ +125°,固有测温误差1°
(4)在使用中不需要其他元件。
下图2-4为DS18B20温度传感器的内部框图,由下图可以看出其主要组成部分有高速缓存器、温度传感器、ROM、配置寄存器等
图2.4 DS18B20的内部框图
(1) 高速缓存器主要是由一个非易失性可擦除ROM以及高速暂存器RAM两部分构成。
(2) 温度传感器为最关键的部件,它主要作用是进行温度测量。然后利用相关软件程序把一定范围内的温度量化。
(3) RAM是一个生产商利用激光刻录的二进制的64位ROM代码
(4) 配置寄存器主要功能是判断并确定温度的数值转化的分辨率。
(三)整体设计概述
整体设计方案由AT89CC51单片机、温度显示模块、DS18B20温度传感器、信号提示灯、复位开关及按键组成。测量温度只需要将电风扇放在适应环境温度下,从而使传感器接受的信号产生变化,此信号会由运放进行放大整形然后送至单片机,此信号为输入信号,能够利用单片机的温度控制功能板块,根据负载的要求调节环境温度。
三、 系统硬件电路设计及原理分析
(一) 主控模块
主控模块就是处理器。此次设计中处理器有着重要的作用,不但要对信号处理分析计算,还要负责驱动显示屏对于数据的显示。在这里我选择AT89C51单片机作为核心处理器。
(二)AT89C51单片机主要特性
1、4k字节可编程闪烁存储器。
2、2个16位计数器。
3、全静态工作:0Hz-24Hz。
4、低功耗的闲置和掉电模式。
5、三级程序存储器锁定。
下图3-1就是单片机管脚图
图3-1单片机管脚图
部分引脚说明:
1、 XTAL2、XTAL1为时钟电路引脚:其中前者具有十八个脚,它的另外一边一般和微调电容或者外部晶体相连。安装在单片机内时,它的主要是完成振荡电路的方向放大输出工作,振荡电路具有和晶体一样的频率。在接入外部时钟电路的情况下工作时,它的主要功能是完成外部时钟脉冲的输出。后者单片机上为19脚,与18脚一样接微调电容以及外部晶体一端。安装在单片机内时,它的主要是完成振荡电路的方向放大输入工作,在接入外部时钟电路的情况下,一定要将其接地。
2、ALE、EA、PSEN、RST为控制信号引脚:
RST:单片机为9脚,RST 为复位控制,高电平时有效。
PR0G/ALE:在单片机中是30脚,主要是地址锁存的信号允许端口,在单片机启动并正常工作时,它会朝外部发出不间断的脉冲信号,该信号额频率大约是振荡器所具有频率的六分之一。ALE输出的信号在CPU进行片外储存器访问时,变为控制锁存器的低8为地址信号。
ALE脚的另外一个作用是在PROG进行片内具有4KB EPROM的单片机编程的时候,完成编程脉冲的输入工作。
2、 完成输入和输出工作的端口P0、P1、P2和P3:
P0:在单片机为P0.0至P0.7,脚的数量为32至39,是漏极开路的双向I/O 8位端口。为了完成其开漏输出端的功能,它的所有端口都能够完成8个有效负载的驱动工作。在其被作为输出口工作时,那么就要事先把所有的P0口锁存器写为1,此时P0口的每一个引脚都浮空了,就能够实现高阻抗输入。当进行输入时,将所有的P0口锁存器写为1是双向接口的意思。P0口在CPU进行片外存储器访问的时候,提供8位数据和地址的复合线路。此时,P0具有有效的内部上拉电阻。
P1口:它和P0相类似在单片机中也为P1.0至P1.7,是一种1至8脚,它是8位双向IO口,不同于P0口的是它内部是自带上拉电阻的。和P0口不同的是它的端口只能完成4个有效负载的驱动工作。当其承担输入口的角色时,需要朝每个P0口的锁存地址写为1,此时P1口的内部上拉电阻变为高电平。
P2口:分为P2.0至P2.7,和P0一样是双向I/O口,不同的是它内部具有上拉电阻。和P0一样每一位可以驱动4个负载,在进行片外EPRAM/ROM过程中,它会输出高8位的地址。
P3口:10到17脚,在单片机上位P3.0~P3.7。它和P2一样具有内部上拉电阻,也是双向8位I/O口。P3的任一一位都能完成4个有效负载的驱动工作。不过它和一般口的最大的不同就是它的所有引脚都具有第二个作用,其作用如下:
(八)报警电路

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