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摘 要

夏天里，人们使用电风扇来防暑，使人体凉爽下来；在工业生产中，大型的机械设备用电风扇来散出产生的热量等。随着智能温控技术的不断发展，智能温控电风扇也更加普及的走进了工业生产和人们的生活之中。温控电风扇可以根据环境温度自动调节风扇的转速和开启关闭，在日常人们的生活中，温控风扇不仅可节省电资源，也很大程度上便捷了人们的生产和生活。

本设计对风扇的转速进行控制。手动模式下，依据接收的红外信号调节风扇。自动模式下，采集环境中的空气的温度，人体感应模块检测人体，并通过单片机PWM调速原理间接控制风扇转速,通过调节脉冲的占空比来调节风扇的电压值,因此,风扇的电压也不会局限于5V。光耦用来实现对单片机的信号和风扇的控制之间的隔离。

关键词：温控 单片机 DS18B20 自动控制

Intelligent temperature control fan design

Abstract

In summer, people use electric fans to prevent heatstroke and cool their body. In industrial production, The heat dissipation of the large-scale machineries and equipments uses electric fans. With the development of the technology of temperature control, the intelligent temperature control electric fans have come into people's life gradually. Electric fans can automatically adjust their start、stop and speed according to the environment temperature. In real life, Electric fans can not only save valuable power resources, but also benefit to the people's life and production.

The design is intelligent temperature control fan system, which has the sensitive temperature sensing and display function, the system uses the STC12C5A60S2 model as the main control chip, controlling the fan’s speed. In manual mode, adjusting the start or stop the fan and adjusting the fan’s speed according to the reception of the infrared signal. In automatic mode, The system uses the DS18B20 to collect real-time environment temperature, uses human body detector module to detect the human body signal. PWM adjusts the duty ratios of pulse to adjust the fan’s voltage value. Therefore, fan voltage is not limited to 5V. Optical coupling is used to implement the SCM of isolation between the signal and the fan.

Key words: temperature control fan；microcontroller；DS18B20; automatic control

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究本课题的目的和意义 1

1.2发展现状和发展前景 1

第二章 系统硬件组成 3

2.1 STC12C5A60S2主控单片机 3

2.2 DS18B20温度采集电路 4

2.3 LCD液晶显示电路 4

2.4风扇驱动电路 5

2.5 EEPROM存储电路 6

2.6人体感应电路 7

2.7 DS1302时钟电路 8

2.8无线红外模块 9

第三章 软件设计 11

3.1 DS18B20子程序流程图设计 11

3.2主程序流程图设计 11

3.3风扇转速调节子流程图设计 14

第四章 系统调试 15

4.1 基础调试 15

4.2 软硬件调试 15

4.2.1液晶屏显示错误分析 15

4.3 系统功能 16

第五章 结论 17

参考文献 19

致谢 21

附录 22

第一章 绪论

1.1研究本课题的目的和意义

生活中，为了防暑降温，使用一些与温度调节相关的的电器。比如，虽然空调的普及率越来越高，但是空调不够节能环保，因而作为价格上更便宜，能源上更加节能环保的的风扇在很多地区依旧有很高的使用。

我们不难发现，传统风扇存在一些弊病，第一，比如说在没人的时候忘记了关风扇，风扇就一直工作下去，既浪费电能又有可能在炎热的夏日机器过度工作造成巨大的安全隐患，因而增加对人体的感应并实现在在人离开后自动关闭的功能就能够有效解决这一问题。第二，不能够根据当前实际温度自动调节风扇档位，这样人在睡着无意识的情况下很有可能吹感冒，因为我们增加对当前温度的采集，依据当前采集到的空气的温度与我们设定的温度相比较，适当的调整风扇的转速，始终将降温控制在合理的范围内，不至于危害人体健康。本智能温控风扇系统实时显示当前时间、温度和是否检测到人体等信息，并按照设定的温度自动的在相应的温度时对风扇的转速（档位）进行1，2，3档位的调节或关闭，精确度高。

温控风扇系统以单片机作为控制核心,由温度采集电路、时钟电路、人体感应电路、风扇驱动与单片机主控电路以及显示电路等组成。用数字传感器采集环境温度,时钟芯片构成时钟电路,LCD液晶显示屏来显示风扇转速档位、温度、时间等信息。可以根据当时的环境温度情况自动地打开和关闭电风扇,一方面很好的节约了电能,另一方面也方便了大家的使用,使得风扇控制更具有人性化。同时,温控风扇系统在日常生活和工业生产等方面都有着很普遍的应用,举个例子:便携式电脑上的散热小风扇,是用来对于CPU散热的。当此时的温度过高时,风扇转动速度变得很快,而且转动速度会随着感应到的温度的减少而逐渐变慢。这就是基于单片机的温控风扇的优点,可以根据环温度的变化自动地开启或者关闭风扇,并且可以根据温度的变化来实现风扇转速的自动改变。由笔记本电脑的CPU风扇得到启发,对现有的普通电风扇进行改进设计,进行温控风扇电路的设计。

1.2发展现状和发展前景

在电子化的生产生活中，用单片机作为核心的小型温控系统已经在许多领域里中被人们广泛投入使用。温控系统能够对当前环境的温度进行实时的监测，以保证生产生活的良好的运行，温控系统的特点是不仅能实时检测当前环境的温度，而且可以同时控制电机的转速来调节当前环境的温度。它被广泛应用，这种普及给生产生活均带来了便捷，随着技术的成熟，温控系统的效率也在不断提升，规模化制造成本不断降低，并且根据不同的使用场景，可以对温控系统进行相应的改造以适应场景化需求，产生经济利益。

第二章 系统硬件组成

这是我设计的基于单片机的温控风扇系统。用单片机作为控制器,利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件来采集温度数据,然后通过三极管来驱动风扇。风扇可以根据检测到的温度与系统设定的温度对比以及对人体的检测来控制风扇电机的启动和停止,风扇也能根据温度的变化自动改变风扇电机的转速档位,同时液晶显示器能够显示当前档位和检测到的温度。

图2.1 系统框图

2.1 STC12C5A60S2主控单片机

控制模块是系统合理分工和正确管理各模块工作的中枢模块,其枢纽就是通过STC12C5A60S2单片机芯片完成控制功能。单片机需要通过程序编程来实现不同的功能,本设计采用C语言编程来实现操作。采用单片机不但易于监控,而且有益于提高硬件设计的速度。在本设计中单片机要有对信息出路操作,即延时、中断等功能, STC12C5A60S2完善地承担了这些功能并且可通过编写的C语言程序实现各种操作。

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