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1、单片机课程设计单片机课程设计设计题目：设计题目：智能电风扇控制器设计智能电风扇控制器设计neuq目 录序言一、 设计实验条件及任务.21.1、设计实验条件1.2、设计任务2二、 小直流电机调速控制系统的总体方案设计.32.1、系统总体设计.32.2、芯片选择.32.3、DAC0832 芯片的主要性能指标.32.4、数字温度传感器 DS18B20.3三、 系统硬件电路设计.43.1、AT89C52 单片机最小系统.53.2、DAC0832 与 AT89C52 单片机接口电路设计.63.3、显示电路与 AT89C52 单片机接口电路设计.73.4、显示电路与 AT89C52 单片机电路设计.8四、
2、 系统软件流程设计.7五、 调试与测试结果分析.85.1、实验系统连线图.85.2、程序调试,.85.3、实验结果分析.8六、 程序设计总结.10七、参考文献. 11附录.121、源程序代码.122、程序原理图.23序序 言言传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器
3、产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。本文介绍了一种基于 AT89C52 单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括 AT89C52 单片机，温度传感器 ds18b20，数模转换 DAC0809电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的 AT89C52 单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的
4、自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。一、一、设计实验条件及任务设计实验条件及任务1.11.1、 设计实验条件设计实验条件 单片机实验室1.21.2、 设计任务设计任务利用 DAC0832 芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态 DJ-XX 和 D/ A 输出的数字量。巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握 Proteus 仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下：系统手动模式及自动模式工作状态切换。风速
5、设为从高到低 9 个档位，可由用户通过键盘手动设定。 定时控制键实现定时时间设置，可以实现 10 小时的长定时。环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速控制。当温度每降低 1则电风扇风速自动下降一个档位，环境低于 21 度时，电风扇停止工作。当温度每升高 1则电风扇风速自动上升一个档位。环境温度到 30度以上时，系统以最大风速工作。实现数码管友好显示。二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案2.12.1、系统硬件总体结构、系统硬件总体结构图 2.1 系统硬件总体框图2.22.2、芯片选择、芯片选择1、AT89C52 芯片：选用该单片机作为智
6、能电风扇控制部件，用来实现电风扇调速核心功能。2、74LS245 芯片：用来驱动数码管。3、74LS373 芯片：锁存器，用来锁存输出的信号。4、74LS240 芯片：八单线驱动器，缓冲输出的信号。5、DAC0832 芯片：片选地址是 FF80H，AOUT1 插孔作为模拟量的输出。6、8255 芯片：可编程并行 I/O 接口芯片，用以扩展单片机的 IO 口。7、LED 数码显示管：用来显示电机旋转的速度是加速还是减速。AT89C52调速调时 S1 键 DAC0832LED 数码 管显示调速调时 S2 键模式切换键 K1定时功能键 K2电机驱动 及电机执 行电路数字温度 传感器8、741：运算放
7、大器。9、9014：NPN 型三极管。2.32.3、DAC0832DAC0832 的主要性能指标的主要性能指标D/A 转换的基本原理是应用电阻解码网络，将位数字量逐位转换为模拟量并求和，从而实现将位数字量转换为相应的模拟量。其性能指标为：（）分辨率：相对分辨率，越大，分辨率越高（）线性度（）转换精度（）建立时间（）温度系数。DAC0832 引脚功能图如图 2.2图 2.2 数模转换 DAC0832 引脚功能1、DI0DI7：8 位数字信号输入端； 2、!CS：片选端；ILE： 数据锁存允许控制端，高电平有效；3、!WR1：输入寄存器写选通控制端。当！CS=0、ILE=1、！WR1=0 时，数据
8、信号被锁存在输入寄存器中。4、!XFER：数据传送控制5、!WR2 ：DAC 寄存器写选通控制端。当！XFER=0，！WR2 =0 时，输入寄存器状态传入 DAC 寄存器中6、IOUT1：电流输出 1 端，输入数字量全“1”时，IOUT1 最大，输入数字量全为“0”时，IOUT1 最小。7、IOUT2：D/A 转换器电流输出 2 端，IOUT2+IOUT1=常数。8、 RFB：外部反馈信号输入端， 内部已有反馈电阻 RFB,根据需要也可外接反馈电阻。9、VCC：电源输入端，可在+5V+15V 范围内。10、DGND：数字信号地。11、AGND：模拟信号地2.4.2.4. 数字温度传感器数字温度
9、传感器 DS18B20DS18B20DS18B20“一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55+125,在-10+85范围内,精度为0.15。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20 可以程序设定 912 位的分辨率,精度为0.15,温度采集具有准确性、实时性。DS18B20 的管脚排列如下:DQ 为数字信号输入/输出端;GND 为电源地;VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。如图 2.3 所示。图 2.3 数字温度传感器 D
10、S18B20 引脚图DS18B20 检测的温度高于一定值时,单片机引脚输出高电平,打开电风扇,当温度低于一定值时,单片机引脚输出低电平,控制电风扇停止转动。在此区间，每升高一度，风扇转速档位加一，风扇转速与档位的关系如表 2.1 所示：表 2.1 风扇转速与档位的关系环境温度低于21.021.0-21.922.0-22.923.0-23.924.0-24.9转速档位01234环境温度25.0-25.926.0-26.927.0-27.928.0-28.929.0 以上转速档位56789三、系统硬件电路设计三、系统硬件电路设计3.13.1、AT89C52AT89C52 单片机最小系统：单片机最小
11、系统：AT89C52 已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。图 3.1 为 AT89C52 芯片最小系统。一方面，单片机要通过 I/O 口中接收输入信号，另一方面要通过 I/O 口控制数码管的初始化、显示方式以及要显示的字符。因此，设计必须以单片机为核心，显示器为外围设备。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上，单片机要下载完整的程序对二者进行适时的控制。图 3.1 AT89C52 芯片最小系统图3.2.3.2.系统程序电路主程序系统程序
12、电路主程序 CUPCUP 电路图：电路图：AT89C52 单片机 P0、P2 口扩充电路图如图 3.2：图 3.2 AT89C52 系统管脚扩充图3.33.3、DAC0832DAC0832 与与 AT89C52AT89C52 单片机接口电路设计单片机接口电路设计实验电路使用逻辑器件实现地址译码，地址 FF80H 接入数模转换器 DAC0832 片选段，通过数模转换后的模拟量通过运放放大驱动电机驱动，其电路图如图 3.3 所示：图 3.2 DAC0832 与 AT89C52 单片机接口及电机控制电路3.43.4、显示电路与、显示电路与 AT89C52AT89C52 单片机电路设计单片机电路设计实
13、验电路使用 IO 扩充芯片 8255 及锁存芯片 74LS245 对六个数码管选通控制显示。显示部分电路图如图 3.3 所示：图 3.3 数码管显示部分电路图四、系统程序流程设计四、系统程序流程设计4.14.1、系统程序流程框图如图、系统程序流程框图如图 4.14.1图 4.1 程序流程图五、调试与测试结果分析五、调试与测试结果分析5.15.1、实验系统连线图、实验系统连线图a、P3.0、P3.1、P3.2、P3.3分别连按键 K1、K2、S1、S2b、DS18b20 数据线连 P3.4c、将 DAC0832 驱动电路 AOUT 接至直流电机d、将 P0 口接至 DAC0832 数字输入端e、
14、将地址译码器电路（FF80H）接至 DAC0832 片选端5.25.2、程序调试、程序调试 程序上电时，直流电机默认以中档 5 档工作，系统默认工作在手动模式下。数码管显示当前环境温度和电机运行档位。当按下按键 S1（P3.2）时，直流电机以加速转动，同时数码管显示档位速度，当速度达到最大时，继续按下键 S1 第 5 个数码管会显示“”表示系统已达到最大风速当按下按键 S2（P3.2）时，直流电机以减速转动，同时数码管显示档位速度，当速度达到最小时，继续按下键 S2 第 5 个数码管会显示“”表示系统已达到最小风速。当按下系统模式控制切换键 k1 可以实现模式的切换，在自动模式下，数码管第一位
15、显示“A”字样，表示工作于自动模式下，此时电机的转速由环境温度决定。并且显示环境温度和当前温度下电机运行档位。当按下定时键 K2 时，数码管闪烁的显示“000” ，当按 S1 时，定时时间增加，数码管闪烁显示定时时间。按 S2 键时，定时时间减少，同时数码管也闪烁显示定时时间。再次按下 K2 键后，闪烁停止，定时开始，数码管显示定时剩余时间。5.35.3、实验结果分析、实验结果分析电机运行正常时即可实现调速现象，按键的消抖使得调速现象更加明显。按键 S1 实现电风扇加速运行，按键 S2 实现电风扇减速运行。系统模式控制切换键k1 可以实现模式的切换。定时键 K2 实现定时设定和定时确定。适当的控制按
