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1、智能电风扇的设计学 院计算机与控制工程学院专业班级 自动化073班学生姓名冯文科指导教师白晓乐夏康伟2010年6月25日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。过去的电器不断的显露出其不足 之处。电风扇作为家用电器的一种，同样存在类似的问题。现在电风扇的现状：大部分只有手动调速，再加上一个定时器，功能单一。存在的隐患或不足：比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇，浪费电且不说还容易 引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。再比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高， 但到了后半夜气温下降，风速不会随着气温变化，容易着凉。之所
2、以会产生这些隐患的根本原因是：缺乏对环境的检测。如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能， 当房间里面没有人时能自动的关闭电 风扇；当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇，这样一来就避免了上述的不足。 本次设计就是围绕这两点对现有电风扇进行改进。1总体方案设计及功能描述本设计是以AT89C51单片机控制中心，主要通过提取热释电红外传感器感应到的 人体红外线信息和温度传感器 DS18B20得到的温度以及内部定时器设定时间长短来控 制电风扇的开关及转速的变化。功能描述：电风扇工作在四种状态：手动调速状态、自动调速状态、定时状态、停 止状态。手动状态时可以手动调节速度；自动状态时通过温度高低自动调节
3、速度，如果出现 手动现象则变为手动状态；定时状态时可以调节定时时间，并设定是否启动定时，之后可 以手动退出，也可以在不操作6秒后自动退出进入手动状态；停止状态时可以被唤醒并 进入自动状态。当没有检测到人体存在超过3分钟或定时完毕时进入停止状态。在数码管显示方面，当没有定时时，只显示气温，当定时启动时气温和定时剩余时 间以3秒的速度交替显示。系统方框图如下图所示，主要包括：输入、控制、输出三大部分 8个功能模块。图1-1系统方框图2.功能模块硬牛简介与实现2.1键盘输入电路由于设计中用到的按键数目不多, at89c5热的电红外處器内部有上拉电 P1 口即可。见下图(2-1):数码管阻)所以可以直
4、接耳一AT89C51的通用极管0端口且选用 作为键盘接口。对对于按键只需二端接地另二端接AN1图 2-1.X蜂鸣器继电器2.2热释电度传外传感器;模块DS18B20(DS18B202.21热释电红外线传感器原理简介人体辐射的红外线中心波长为 910u m,而探测元件的波长灵敏度在 0.220um范 围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过 光的波长范围为710u m，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由 滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组
5、成，在元件两个表面做成电极，如图 2所示。在环境温度有 AT的变化时，由于有热释 电效应，在两个电极上会产生电荷 4Q,即在两电极之间产生一微弱的电压222热释电红外线传感器应用VCC2-2-T-1 丁23绅线传感器闵图VccSIGGND热释电红外线传感器有三个端口，如图 2-2所示：一个接电源、一个接地、一个信 号端口，当有人进入其检测区域时，信号端口便产生一个电平跳变，并维持数秒钟，我 们就是利用这个跳变来判断是否有人在这个检测区域。2.3温度传感器2.3.1温度传感器 DS18B20简介新型数字温度传感器 DS1820具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一 线总线，在实际应用中取得
6、了良好的测温效果。DS18B20的主要特性：(1) 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实 现微处理器与DS18B20的双向通讯。(2) 测温温范围55C+ 125C(3) 最高分辨率为0.0625C。2.3.2 DS18B20的一般操作过程(1) 、初始化；(2) 、跳过 ROM (命令：CCH);(3) 、温度变换(命令：44H);(4) 、读暂存存储器(命令：BEH); 注：每次读取温度都要经过上面四个过程2.3.3 DS18B20的温度存储方式即温度计算DS18B20是用12位存储温度，最高位为符号位，下图为它的温度存储方式:2A3222A12A02A
7、-12A-22A-32A-4LSBYTEBit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0SSSSS2A62A52A4MSBYTEBit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8表2-1 DS18B20温度存储地址分配这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二 进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于 0,这5位为0,只要将测到的数值 乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于 0,这5位为1,测到的数值需要取反加 1再乘于0.0625即可得到实际温度。2.4数码管显示电路2.4 174IS164 简介移位
8、寄存器是一类应用很广的时序逻辑电路，在时钟脉冲的作用下，低位寄存器的 数码送给高位寄存器，作为高位寄存器的次态输出。在时钟脉冲的作用下，高位寄存器的数码送给低位寄存器，作为低位寄存器的次态输出；移位寄存器：除具寄存器的功 能外，所存储的数码在时钟脉冲的作用下还可以移位。74IS164是八位串入并出移位寄存器，其工作电压范围4.755.25V,大于2V的高电 平输入、小于0.8V的低电平输入，clock最高响应频率为25MHZ，八位并行输出可以 直接驱动八段数码管。74IS164的引脚图及功能图如下所示：OUTPUTS-图2-3 74ls164的引脚图及功能图Vcc OhOgOfOe CLEAR
9、 CLOCKInputs2424共阴 极八段数码管 简介Outputs各八段发光图如下图所示,公共端接低电平， /-到慢慢的进入状态J电子钟交通灯控制等司 如果有定时则 正好夏天也到了替显示，没有则1就不满足于那 如果有定时则 新颖温度度具挑交战替显示，没有则B收麋工作中，当时面对浩瀚度书海真是有些茫性,，于是把显示时间题目确定下来，我便立刻着手资料的师的指导及同学的帮助下，我终于对自己的工作方向和方法 资料已经查找完毕，我开始着手论文的写作。在写作过不知如何然，不知如何下进入定时状态 有了超过一定掌握。就及!时和导师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮助下，困难一个 手动状解决掉，论。在导老寸程中遇到困难我仑文也慢慢成型当我终于
