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1、大连东软信息学院 本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 系系 所：所： 电子工程系 专专 业：业： 电子信息工程（嵌入式系统工程方向） 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 指导教师：指导教师： 导师职称：导师职称： 完成日期：完成日期： 论文题目论文题目：基于单片机的智能风扇设计与实现基于单片机的智能风扇设计与实现 大连东软信息学院 Dalian Neusoft University of Information 大连东软信息学院毕业设计（论文） 摘要 I 基于单片机的智能风扇设计与实现基于单片机的智能风扇设计与实现 摘摘 要要 本文介绍了一种基于 STC89C52 单片机的电风扇
2、智能调速器的设计，该设计以 STC89C52 控制器为核心，巧妙利用温度传感器电路，及时而准确的采集环境温度，利 用双向晶闸管对电机进行无级调速，把智能控制技术用于家用电器的控制中，用人体 周围的环境温度对风扇进行温控。 随着嵌入式系统的发展，单片机已逐渐得到了非常广泛应用。单片机作为微型计 算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种 系列。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，趋势将是进一步向着 CMOS 化、 低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化方面发展。 这次设计主要做了如下几方面的工作：一是确定系统的总体设计方案，包括其功 能设计、
3、设计原则、组成与工作原理；二是进行智能传感器的硬件电路设计，包括硬 件电路构成、测量原理、温度传感器的选择、单片机的选择、输入输出通道设计；三 是进行了调试和仿真，包括硬件仿真和软件仿真。内容上主要论述了 1602LCD 组成的 单片机显示系统的开发过程。单片机对通信的数据进行采集和时序的控制，将数据传 输给 LCD 显示屏。LCD 显示屏的控制芯片对数据进行处理，将接收的数据全部显示在 LCD 上。设计完成后的系统能够实时的实现对传输数据采集及显示的功能。 关键词关键词：STC89C52 单片机，DS18B20 温度传感器，温度检测 大连东软信息学院毕业设计（论文） Abstract II
4、Design and Implementation of Smart Fan Based on Microcontroller Abstract This paper presents an intelligent speed regulator based on STC89C52single-chip micro- computer. It uses surrounding temperature to regulate the speed of an electric fan. A bi- directional thyristor is used for the step-less sp
5、eed. In recent years，with the development of embedded systems, microcontroller has gradually been very widely used. Single chip micro-computer as an important branch of applied very broad and fast development. MCU has since birth, has developed into hundreds of series. Currently, MCU is moving in th
6、e direction of high performance and multi-species, the trend will be further towards the CMOS, low power, small size, large capacity, high performance, low price and contents of the aspects of the development of peripheral circuits. The design made the following main aspects: First, the overall desi
7、gn of the system, including its functional design; design principles; the composition and working principle; Second, an intelligent sensor hardware circuit design; including hardware and measurement circuit principle; the choice of temperature sensor; SCM choice; input and output channel design; Thi
8、rd, we carried out the testing and simulation, including hardware simulation and software simulation. Mainly discusses the content of the composition of the MCU1602LCD display system development process. Single chip data acquisition of communication and timing control, data transfer to the LCD displ
9、ay. LCD display controller chip for data processing, will receive all the data displayed on the LCD. Design is complete, the system can achieve real-time transmission of data acquisition and display functions. Key words: STC89C52 SCM, DS18B20 Temperature sensor, Temperature detection 大连东软信息学院毕业设计（论文
10、） 目录 III 目目 录录 摘 要.I ABSTRACTII 第 1 章 绪 论.1 1.1 课题研究背景与意义.1 1.2 课题研究内容与方法.1 1.3 课题研究现状.1 第 2 章 关键技术介绍.3 2.1 单片机介绍3 2.2 数码管显示电路介绍.4 2.3 电源模块电路.4 2.4 系统功能介绍.4 第 3 章 系统需求分析.5 3.1 系统设计目标.5 3.2 模块需求描述.5 3.2.1 单片机最小功能需求分析.5 3.2.2 PWM 脉宽调制原理.5 3.2.3 电机驱动模块功能.6 3.3 系统开发环境.6 3.4 系统任务的可行性分析6 3.4.1 技术可行性.6 3.4
11、.2 硬件电路功能分析.6 第 4 章 系统设计7 4.1 设计指导思想和原则.7 4.1.1 先进性7 大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录 IV 4.1.2 可靠性及安全性7 4.2 体系结构设计.7 4.3 硬件设计7 4.3.1 单片机接口及功能介绍7 4.3.2 晶振电路设计.8 4.3.3 复位电路设计.9 4.3.4 JTAG 电路设计10 4.3.5 温度检测电路设计.10 4.3.6 步进电机电路设计.11 4.4 软件设计12 4.4.1 主程序设计.12 4.4.2 风扇控制程序设计.13 4.4.3 DS18B20 程序流程图.14 4.4.4 显示程序设计.16 第
12、 5 章 系统实现17 5.1 环境配置17 5.2 功能模块实现17 5.2.1 电机函数实现.17 5.2.2 主函数实现.18 5.3 电路板绘制.19 5.3.1 建立工程文件.19 5.3.2 PCB 板的设计流程19 5.4 系统集成与调试20 第 6 章 系统测试21 6.1 测试方案及测试用例.21 6.1.1 测试方案.21 6.1.2 读取数据并对比.23 6.2 结果验证说明23 大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录 V 第 7 章 结 论.24 参考文献.25 致 谢.26 大连东软信息学院毕业设计（论文） -1- 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 课题研究背景与意
13、义课题研究背景与意义 众所周知，传统的电风扇的开启和关闭要人为的去开，关，好一点的会有个遥控 器，可还是要人去操作，这对现代忙碌的人群来说是很麻烦的。而我过的电网电压为 220 伏，50 赫兹，在由于供电频率不能改变，传统的电风扇的电机转速基本上变化不 大，依靠它的“开，高速，中速，低速，停”电机来调整室内温度，其电机的一开一 停，一高一低之间容易造成室内温度忽冷忽热，并消耗较多电能，还容易烧毁电机。 在如今，人们烦琐的事情越来越多，回到家更想一动不动好好休息一下，消除自 己一天的工作疲劳，传统风扇还要去开启，调速，固定它的转动方向，同样的风速吹 的人会痛，这让人们觉得很麻烦也很无奈。而温控电
14、风扇就解决了这些问题。只要人 一进入它的探测范围，它就会自己启动，吹出变换方向适合室内温度的风来，免除人 为的手工操作。中国有 13 亿人，使用空调的只占总人口的三四成，还有多数人使用电 风扇，由此可见它的市场是巨大的，人们已经普遍把它使用在了生活中。 1.2 课题研究内容与方法课题研究内容与方法 它是采用多挡全自动变频器，使得对电风扇各挡风量的调节更加细化，使得电风 扇的控制更具人性化，同时它也具有全自动、控制简单、智能化、制作容易。使用温 度传感器、热释电红外传感器、专用控制集成电路和单片机，实现当室温达到设定开 启风扇的温度并且人出现在热释电传感器可测范围时，电风扇自动开启，并且可以根
15、据室温变换频率，人离开后自动关闭；当室温低于这一温度时，即使人在热释电传感 器可测范围内，电风扇也处于关闭状态。 1.3 课题研究现状课题研究现状 随着计算机技术的发展和广泛的控制系统中的应用，以及设备逐渐步入微型化、 智能化发展为一体的高新技术之一的单片机以其体积小、性能强大、价格便宜、方便 实用等优势，显示出很强的购买性。与平常的集成电路相比有较好的抵抗外界干扰能 力，对环境温度和湿度的适应程度比较好，同时也可以在工业条件下正常工作。单片 机被广泛地应用于各种智能仪器和智能仪表，从而提高它们的测量速度和测量准确度， 稳定并逐步提高控制功能。随着科学技术的飞跃发展，生活水平的不断提高，人们对 安全、舒适、健康的生活需求变得日益迫切。而近年来，智能控制概念已经逐渐深入 到国民的生活之中，且不断地影响着人们的思维。因此，众多有能力的小区、别墅用 大连东软信息学院毕业设计（论文） -2- 户已经开始安装使用智能控制系统，并尝试智能化为生活和生产带来的安全、舒适和 便利。时光飞逝，日夜如梭。智能控制系统在经历了早期混乱的概念纷争之后，目前 已经逐渐进入理性时代。如今的智能控制市场已经不再是海尔、微软等专业家电控制 和 IT 厂家的天下，越来越多的厂商开始涉及并深入到智能控制行业，猛烈地冲击着智 能市场格局，从而使得市场竞争更
