本课题主要以基于STM32F103的智能温控设计作为研究课题，分析了当前市面上出现的不同类型的智能家居产品的基础上，设计出了一款智能风扇，方便人们的生活，本产品是在结合嵌入式技术，以STM32单片机为控制核心实现自动启停、温度测控、时间显示、自动检测人体、手动调速以及自动温控调速、睡眠定时等功能的智能风扇。微处理器控制系统实现了对风扇外部的温度进行实时快速检测并且将检测结果显示在高清晰度的液晶屏上，提供给用户查看，用户也可以通过按键对风扇的工作温度进行设置，由于采用的主控微处理器芯片内部资源较为丰富并且CPU的主频频率比较高，使得运算速度非常快，所以这款温控风扇智能系统的整体性能非常稳定，能够按照使用者的操控进行快速响应，能够更加便于人们对风扇的使用,克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速的难题和无人使用时电能的浪费的问题。
目录
一、引言 1
（一）智能风扇发展现状以及发展趋势 1
（二） 智能风扇的设计背景 1
二、方案设计与元器件选择 1
（一）温控风扇的方案设计 1
（二）控制核心的选择 2
（三）温度传感器的选择 2
（四）温度显示模块的选择 3
（五）供电方式的选择 3
（六）调速方式的选择 3
三、系统硬件设计 4
（一）最小系统电路设计 4
（二）红外检测电路设计 5
（三）风扇温度检测电路设计 6
（四）风扇供电电路设计 6
（五）风扇驱动电路设计 7
（六）LCD1602显示电路设计 7
四、系统软件设计与实现 8
（一）编程程序的介绍 8
（二）主程序设计流程图 8
五、子模块程序设计 9
（一）液晶屏幕驱动子程序设计 9
（二）温度采集子程序设计 10
（三）定时器中断子程序 11
六、系统软硬件调试 12
（一）软件调试 12
（二）硬件焊接与调试 12
（三）系统联调 13
总结 14
参考文献 15
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/> 致　谢 16
附录一原理图 17
附录二 元件列表 18
附录三 程序 19
一、引言
（一）智能风扇发展现状以及发展趋势
随着人工智能时代到来，智能家居无处不在，智能插座、智能门窗、智能空气加湿器等。身边的一切都有可能智能化，产品智能化已经成为每个行业的发展目标，而电风扇作为每个家庭必备电器，它的发展前景非常广阔，市场上的智能风扇多样而新颖。在功能上实现智能化，原本属于空调的一些功能比如睡眠模式、自然风、负离子模式以及电脑控制等，上述这些功能也能够在电风扇上实现。温控风扇在工业制造与自动化行业发展快速，我们日常使用的电脑主机中的风扇就是智能温控风扇。温控风扇大多具有数字化程度高、运行速度快、性能稳定等优点，通常以基于单片机或智能芯片为可靠控制核心。智能温控风扇的发展运用到红外监测、物联网技术、手机程序应用控制等技术，这些功能让现如今的电风扇更加的智能化和人性化。
（二） 智能风扇的设计背景
智能家居的概念，是将家庭住宅和室内办公场所等这类既具有常规建筑的基本功能，同时还具有网络通讯和智能化设备，将其转变成智能、舒适、高效的居住环境。不久将来就可实现对家电自动控制功能，将控制系统接入互联网，通过网络对家居远程控制和实时监测。用户享受智能家居带来的全方位信息互动的，从而达到智能化与人性化目的。智能风扇是智能家居的一员，和现今市场上推出的小米Ai音箱一样，作为一款智能家居型电器，其主打的就是智能灵巧方便实惠，加上媒体的推波助澜，各大厂商在软件端开放了很多应用权限，使得智能家居产品能够通过WIFI与手机和其他设备连接，实现与多平台的信息交互，上述这些功能是传统家具所无法做到的。
二、方案设计与元器件选择
（一）温控风扇的方案设计
本文以STM32F103单片机为核心，实现了风扇直流电机的温度控制。用软件编程方式判断温度。数字温度传感器用于收集外部环境的温度，并且在端口输出信号以建立控制系统。此外，红外发射和接收设备和按键可用于启动和关闭各种功能，用户可以通过按键自由设置上下温度值。通过程序判断温度具有很高的精度，可以准确把握环境温度的细微变化。系统中温度传感器收集环境温度数据，单片机处理接受的数据并在LCD上显示实时温度。直流风扇电机将使用PWM脉冲宽度调制来提高速度。把接受的数据进行处理，并在LCD上显示实时温度。直流风扇电机将会使用PWM脉宽调制方式来转速。此外，用户可以通过按下按钮来改变风扇的启动和停止以及风速。用户可以在使用前设置风扇下限，如果外界温度小于最小值，风扇停止，当环境温度大于最小值时，风扇开始启动，设置一个最高温度对电路和风扇起到了保护作用。
设计的重要内容如下：
（1）风扇设有上限下限高低档位，电风扇的档位可通过按键来改变。
（2）当温度低于手动设定温度时，电风扇将停止旋转。
（3）电风扇处于所设定上限与下限值之间时风扇转动平缓。
（4）当环境温度达到设定温度上限时，风扇加速其旋转。
系统结构框图如图1所示：


图1 系统总体框图
（二）控制核心的选择
本设计以带CortexM3内核的STM32系列单片机为控制核心。具有良好的控制功耗。GPIO引脚资源丰富，工作频率高达72MHz。芯片内有256512KB闪存。，SRAM高达64kb。支持多种内存，并行液晶接口，双通道12位模数转换器，无外置AD转换芯片；有144个外置IO端口，大部分IO耐5V电压，支持SWD和JTAG调试，使用SWD调试只需两条数据线即可。
通过软件编程方法执行温度检测和判断，并且在其I / O端口输出控制信号。 单片价格性价比高，适合本系统。
（三）温度传感器的选择
在此设计中，温度传感器选择有两种选择：
方案1：使用热敏电阻作为该系统的温度传感器，其具有满足40至90摄氏度的测量范围的优点。
方案2：数字温度传感器DS18B20用作温度传感模块的核心部件。它的优点是测量范围宽，测量精度高。
对于方案一：热敏电阻用作温度检测元件。考虑到热敏电阻对温度检测不敏感，在信号采集，放大和转换过程中会出现误差。尽管可以通过相关电路避免这些误差，但是由于热敏电阻的精度差，这种电路将变得更加复杂，因此难以检测人体外部环境温度的微小变化。故本方案不适用于本系统。

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