風(fēng)扇模擬器設(shè)計論文

1、攀枝花學(xué)院綜合設(shè)計（論文）風(fēng)扇控制器模擬學(xué)生姓名： 張 偉 學(xué)生學(xué)號： 200910502098 院（系）： 電氣信息工程學(xué)院 年級專業(yè)：2009級電氣工程與自動化1班指導(dǎo)教師： 劉 衍 平 二一二年五月1攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要摘 要溫控風(fēng)扇在現(xiàn)代社會中的生產(chǎn)以及人們的日常生活中都有廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)生產(chǎn)中大型機械散熱系統(tǒng)中的風(fēng)扇、現(xiàn)在筆記本電腦上的廣泛應(yīng)用的智能cpu風(fēng)扇等。本文設(shè)計了基于單片機的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，采用單片機作為控制器，利用溫度傳感器ds18b20作為溫度采集元件，并根據(jù)采集到的溫度，通過一個達林頓反向驅(qū)動器uln2803驅(qū)動風(fēng)扇電機。根據(jù)檢測到的溫度與系統(tǒng)設(shè)定的

2、溫度的比較實現(xiàn)風(fēng)扇電機的自動啟動和停止，并能根據(jù)溫度的變化而自動改變風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速，同時用led八段數(shù)碼管顯示檢測到的溫度與設(shè)定的溫度。 關(guān)鍵詞 單片機、ds18b20、溫控、風(fēng)扇攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） abstractabstracta thermostatically controlled fan in production and peoples daily life is widely used in modern society,such as the fan in the industrial production of large-scalemechanical cool

3、ing system and now it is widely used on laptop computers intelligent cpu fan and so on. designed a microcontroller-based temperature controlled fan system, the use of scm as the controller, temperature sensor ds18b20 temperature acquisitioncomponents, and temperature collected by the reverse of a da

4、rlington drive theuln2803 drive fan motor. according to the temperature detected by the temperatureand system settings to achieve the automatic start and stop of the fan motor, and roottemperature changes automatically change the fan motor speed, led eight out digitaldisplay temperature and the set

5、of detected the temperature。key words single chip microcomputer，ds18b20，thermostatically，fan目錄摘 要abstract第一章 整體方案設(shè)計21.1 前 言21.2 系統(tǒng)整體設(shè)計21.3方案論證31.3.1 溫度傳感器的選擇31.3.2 控制核心的選擇41.3.3 溫度顯示器件的選擇41.3.4 調(diào)速方式的選擇5第二章 軟件設(shè)計62.1 程序設(shè)置62.2 用keil c51編寫程序72.3 用proteus進行仿真82.3.1 proteus簡介82.3.2 本設(shè)計基于proteus的仿真82.3.3本實

6、驗基于protel dxp的pcb版制作13第三章 系統(tǒng)調(diào)試143.1 軟件調(diào)試143.1.1 按鍵顯示部分的調(diào)試143.1.2 傳感器ds18b20溫度采集部分調(diào)試143.1.3 電動機調(diào)速電路部分調(diào)試143.2 系統(tǒng)功能153.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能153.2.2 系統(tǒng)功能分析15結(jié) 論16參考文獻17致謝18附錄1：程序代碼19 第一章 整體方案設(shè)計1.1 前 言在現(xiàn)代社會中，風(fēng)扇被廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著舉足輕重的作用，如夏天人們用的散熱風(fēng)扇、工業(yè)生產(chǎn)中大型機械中的散熱風(fēng)扇以及現(xiàn)在筆記本電腦上廣泛使用的智能cpu風(fēng)扇等。而隨著溫度控制技術(shù)的發(fā)展，為了降低風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時的噪音以及節(jié)省能源等，溫控風(fēng)

7、扇越來越受到重視并被廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段，溫控風(fēng)扇的設(shè)計已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進行自動無級調(diào)速，當溫度升高到一定時能自動啟動風(fēng)扇，當溫度降到一定時能自動停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)智能控制。隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機作控制的溫度控制系統(tǒng)也應(yīng)運而生，如基于單片機的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)。它使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化實現(xiàn)自動啟停，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度的變化而變化，實現(xiàn)了風(fēng)扇的智能控制。它的設(shè)計為現(xiàn)代社會人們的生活以及生產(chǎn)帶來了諸多便利，在提高人們的生活質(zhì)量、生產(chǎn)效率的同時還能節(jié)省風(fēng)扇運轉(zhuǎn)所需的能量。本文設(shè)計了由atmel公司的8052系列單片機at89c52作為控制器，采

8、用dallas公司的溫度傳感器ds18b20作為溫度采集元件，并通過一個達林頓反向驅(qū)動器uln2803驅(qū)動風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)動。同時使系統(tǒng)檢測到得環(huán)境溫度以及系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度動態(tài)的顯示在led數(shù)碼管上。根據(jù)系統(tǒng)檢測到得環(huán)境溫度與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度的比較，實現(xiàn)風(fēng)扇電機的自動啟停以及轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)。1.2 系統(tǒng)整體設(shè)計本設(shè)計的整體思路是：利用溫度傳感器ds18b20檢測環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號給單片機at89c52進行處理，在led數(shù)碼管上顯示當前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。其中預(yù)設(shè)溫度值只能為整數(shù)形式，檢測到的當前環(huán)境溫度可精確到小數(shù)點后一位。同時采用pwm脈寬調(diào)制方式來改變直流風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速。并通過兩個

9、按鍵改變預(yù)設(shè)溫度值，一個提高預(yù)設(shè)溫度，另一個降低預(yù)設(shè)溫度值。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：ds18b20溫度顯示獨立鍵盤at89c52直流電機pwm驅(qū)動電路晶振復(fù)位圖1.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖1.3方案論證本設(shè)計要實現(xiàn)風(fēng)扇直流電機的溫度控制，使風(fēng)扇電機能根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動啟停及改變轉(zhuǎn)速，需要比較高的溫度變化分辨率以及穩(wěn)定可靠的換擋停機控制部件。1.3.1 溫度傳感器的選擇在本設(shè)計中，溫度傳感器的選擇有以下兩種方案：方案一：采用熱敏電阻作為檢測溫度的核心元件，并通過運算放大器放大，由于熱敏電阻會隨溫度變化而變化，進而產(chǎn)生輸出電壓變化的微弱電壓變化信號，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片adc0809將微弱電壓變化信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信

10、號輸入單片機處理。方案二：采用數(shù)字式的集成溫度傳感器ds18b20作為溫度檢測的核心元件，由其檢測并直接輸出數(shù)字溫度信號給單片機進行處理。對方案一，采用熱敏電阻作為溫度檢測元件，有價格便宜，元件易購的優(yōu)點，但熱敏電阻對溫度的細微變化不太敏感，在信號采集、放大以及轉(zhuǎn)換的過程中還會產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的r-t關(guān)系的非線性，其自身電阻對溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路來修正，但這不僅將使電路變得更加復(fù)雜，而且在人體所處環(huán)境溫度變化過程中難以檢測到小的溫度變化。故該方案不適合本系統(tǒng)。對于方案二，由于數(shù)字式集成溫度傳感器ds18b20的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)化等電路的誤

11、差因數(shù)，溫度誤差變得很小，并且由于其檢測溫度的原理與熱敏電阻檢測的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)化成數(shù)字量直接輸出，簡化了系統(tǒng)程序設(shè)計，又由于該溫度傳感器采用先進的單總線技術(shù)，與單片機的接口變得非常簡潔，抗干擾能力強，因此該方案適用于本系統(tǒng)。1.3.2 控制核心的選擇在本設(shè)計中采用at89c52單片機作為控制核心，通過軟件編程的方法進行溫度檢測和判斷，并在其i/o口輸出控制信號。at89c52單片機工作電壓低，性能高，片內(nèi)含8k字節(jié)的只讀程序存儲器rom和256字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)存儲器ram，它兼容標準的mcs-51指令系統(tǒng)，單片價格也不貴，適合本設(shè)計系統(tǒng)。1.3.3

12、 溫度顯示器件的選擇方案一：應(yīng)用動態(tài)掃描的方式，采用led共陰極數(shù)碼管顯示溫度。方案二：采用lcd液晶顯示屏顯示溫度。對于方案一，該方案成本很低，顯示溫度明確醒目，即使在黑暗空間也能清楚看見，功耗極低，同時溫度顯示程序的編寫也相對簡單，因而這種顯示方式得到了廣泛應(yīng)用。但不足的地方是它采用動態(tài)掃描的顯示方式，各個led數(shù)碼管是逐個點亮的，因此會產(chǎn)生閃爍，但由于人眼的視覺暫留時間為20ms，故當數(shù)碼管掃描周期小于這個時間時人眼不會感覺到閃爍，因此只要描頻率設(shè)置得當即可采用該方案。對于方案二，液晶顯示屏具有顯示字符優(yōu)美，其不僅能顯示數(shù)字還能顯示字符甚至圖形，這是led數(shù)碼管無法比擬的。但是液晶顯示模

13、塊的元件價格昂貴，顯示驅(qū)動程序的編寫也較復(fù)雜，從簡單實用的原則考慮，本系統(tǒng)采用方案一。1.3.4 調(diào)速方式的選擇方案一：采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片dac0832來控制，由單片機根據(jù)當前環(huán)境溫度值輸出相應(yīng)數(shù)字量到dac0832中，再由dac0832產(chǎn)生相應(yīng)模擬信號控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而通過無級調(diào)速電路實現(xiàn)風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)。方案二：采用單片機軟件編程實現(xiàn)pwm（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速的方法。pwm是英文pulse width modulation的縮寫，它是按一定的規(guī)律改變脈沖序列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)節(jié)方式，在pwm驅(qū)動控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩形波pwm信號，在控制時需要調(diào)節(jié)pw

14、m波得占空比。占空比是指高電平持續(xù)時間在一個周期時間內(nèi)的百分比。在控制電機的轉(zhuǎn)速時，占空比越大，轉(zhuǎn)速就越快，若全為高電平，占空比為100%時，轉(zhuǎn)速達到最大 22。用單片機i/o口輸出pwm信號時，有如下三種方法：(1) 利用軟件延時。當高電平延時時間到時，對i/o口電平取反，使其變成低電平，然后再延時一定時間；當?shù)碗娖窖訒r時間到時，再對該i/o口電平取反，如此循環(huán)即可得到pwm信號。在本設(shè)計中應(yīng)用了此方法。(2) 利用定時器?？刂品椒ㄅc(1)相同，只是在該方法中利用單片機的定時器來定時進行高低電平的轉(zhuǎn)變，而不是用軟件延時。應(yīng)用此方法時編程相對復(fù)雜。(3) 利用單片機自帶的pwm控制器。在stc

15、12系列單片機中自身帶有pwm控制器，但本系統(tǒng)所用到得at89系列單片機無此功能。對于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對直流風(fēng)扇電機的無級調(diào)速，速度變化靈敏，但是d/a轉(zhuǎn)換芯片的價格較高，與其溫控狀態(tài)下無級調(diào)速功能相比性價比不高。 對于方案二，相對于其他用硬件或者軟硬件相結(jié)合的方法實現(xiàn)對電機進行調(diào)速而言，采用pwm 用純軟件的方法來實現(xiàn)調(diào)速過程，具有更大的靈活性，并可大大降低成本，能夠充分發(fā)揮單片機的功能，對于簡單速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑。綜合考慮選用方案二。第二章 軟件設(shè)計2.1 程序設(shè)置程序設(shè)計部分主要包括主程序、ds18b20初始化函數(shù)、ds18b20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)、溫度讀取函數(shù)、鍵盤

16、掃描函數(shù)、數(shù)碼管顯示函數(shù)、溫度處理函數(shù)以及風(fēng)扇電機控制函數(shù)。ds18b20初始化函數(shù)完成對ds18b20的初始化；ds18b20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)完成對環(huán)境溫度的實時采集；溫度讀取函數(shù)完成主機對溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算，鍵盤掃描函數(shù)則根據(jù)需要完成初值的加減設(shè)定；溫度處理函數(shù)對采集到的溫度進行分析出理，為電機轉(zhuǎn)速的變化提供條件；風(fēng)扇電機控制函數(shù)則根據(jù)溫度的數(shù)值完成對電機轉(zhuǎn)速及啟停的控制。主程序流程圖如圖3.1.1：調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)主程序開始調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù)程序初始化調(diào)用溫度處理函數(shù)調(diào)用ds18b20初始化函數(shù)調(diào)用風(fēng)扇電機控制函數(shù)調(diào)用ds18b20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)結(jié)束 調(diào)用溫度讀取函數(shù)圖2.1.1

17、主程序流程圖2.2 用keil c51編寫程序keil c51是美國keil software公司開發(fā)的51系列兼容單片機c語言的軟件開發(fā)系統(tǒng)，與單片機匯編語言相比，c語言在不僅語句簡單靈活，而且編寫的函數(shù)模塊可移植性強，因而易學(xué)易用，效率高。隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，keil軟件是目前使用較多的mcs-51系列單片機開發(fā)的軟件。keil c51軟件不僅提供了豐富的庫函數(shù)，而且它強大的集成開發(fā)調(diào)試工具為程序編輯調(diào)試帶來便利，在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。在使用時要先建立一個工程，然后添加文件并編寫程序，編寫好

18、后再編輯調(diào)試。keil c51的使用界面如圖2.2.1。圖2.2.1 keil c51的使用界面2.3 用proteus進行仿真2.3.1 proteus簡介proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件。proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，它不僅和其它eda工具一樣有原理布圖、pcb自動或人工布線及電路仿真的功能，而且更重要的功能是，他的電路仿真是互動的，可以根據(jù)仿真實時觀察到得現(xiàn)象驗證設(shè)計的正確性及準確性并及時改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。它還能配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器來顯示和輸出，如示波器、邏輯分析儀等10 杜炳海.pro

19、teus軟件在設(shè)計電子電路中的應(yīng)用j .儀表技術(shù)，2012,5:7475，效果很好。proteus有4個功能模塊：智能原理圖設(shè)計、完善的電路仿真功能、獨特的單片機協(xié)同仿真功能以及實用的pcb設(shè)計平臺。其內(nèi)部元件庫含有豐富的元件，支持總線結(jié)構(gòu)以及智能化的連線功能；支持主流cpu（如arm、8051/52、avr）及其通用外設(shè)模型的實時仿真等，為單片機的開發(fā)應(yīng)用等帶來極大的便利。軟件使用的主界面如圖3.3.1。圖2.3.1 proteus使用界面2.3.2 本設(shè)計基于proteus的仿真 首先啟動proteus軟件并建立一工程，然后根據(jù)原理圖調(diào)出相應(yīng)的原件，再根據(jù)要求改變各原件的屬性并把各個原件按

20、原理圖連接起來。在原理圖繪制連接好后再把編譯好的程序加載到其中。最后根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能分步進行仿真。把溫度傳感器ds18b20溫度設(shè)置為26.4攝氏度，用鍵盤s2調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為22攝氏度。點擊開始按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時間穩(wěn)定后，觀察到此時風(fēng)扇直流電機的轉(zhuǎn)速為+14.2r/s，如圖2.3.2所示。圖2.3.2 proteus仿真效果圖一當把溫度傳感器ds18b20溫度設(shè)置為28.4攝氏度，用鍵盤s2調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為22攝氏度。點擊開始按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時間穩(wěn)定后，觀察到此時直流風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速為+23.3 r/s，如圖2.3.3所示。圖2.3.3 proteus仿真效果圖

21、二 當把溫度傳感器ds18b20溫度設(shè)置為33.4攝氏度，用鍵盤s2調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為22攝氏度。點擊開始按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時間穩(wěn)定后，觀察到此時直流風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速為+32.0 r/s，如圖2.3.4所示。圖2.3.4 proteus仿真效果圖三在上一步仿真的基礎(chǔ)上(溫度傳感器ds18b20溫度設(shè)置為33.4攝氏度，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為22攝氏度)，用鍵盤s2調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度至34攝氏度，此時可知系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度大于溫度傳感器檢測到的溫度，觀察到直流風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速逐漸變慢，最后轉(zhuǎn)速變?yōu)?，符合系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，如圖2.3.5所示。圖2.3.5 proteus仿真效果圖四 通過以上仿真可以看出

22、，直流風(fēng)扇電機在系統(tǒng)設(shè)定溫度一定的情況下，其轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度（溫度傳感器檢測到的溫度）的增加而增大。當環(huán)境溫度低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度時，風(fēng)扇自動停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了系統(tǒng)所設(shè)計的功能。當然，在此沒有實現(xiàn)風(fēng)扇直流電機的無級調(diào)速，本系統(tǒng)實現(xiàn)的是電機在隨環(huán)境溫度變化的四個等級的速度變化，環(huán)境溫度在一定小范圍內(nèi)變化風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速是不變的，只有超過了設(shè)定的某一界限時轉(zhuǎn)速才會變化。2.3.3本實驗基于protel dxp的pcb版制作首先啟動protel新建一個工程，然后建立原理圖文件并且給每個元件添加合適的封裝，最后更新到pcb板。在pcb視圖下可以完成對rom的布局和布線操作。因為實驗室條件有限所以本次實驗用單層

23、布線，布線時候一定要注意和實際情況保持一致，盡量做到經(jīng)濟和可行原則。當布線完成后可以制作電路板，這里不多說明。protel dxp 2004下風(fēng)扇原理圖： 圖2.3.6 protel風(fēng)扇原理圖 protel 2004 pcb文件圖 圖2.3.7 protel pcb文件圖第三章 系統(tǒng)調(diào)試3.1 軟件調(diào)試3.1.1 按鍵顯示部分的調(diào)試起初根據(jù)設(shè)計編寫的系統(tǒng)程序：程序的鍵盤接口采用p1口，數(shù)碼管顯示采用p0口控制led的斷碼，p2口控制led的位碼，從而實現(xiàn)鍵盤功能及數(shù)碼管的顯示。經(jīng)過編譯沒有出錯，但在仿真調(diào)試時，數(shù)碼管顯示的只是亂碼，沒有正確的顯示溫度，按鍵功能也不靈，當按下鍵時，顯示并不變化。

24、經(jīng)過查找分析，發(fā)現(xiàn)鍵盤掃描程序沒有沒有按鍵消抖部分，按鍵在按下與松手時，都會有一定程度的抖動，從而可能使單片機做出錯誤的判斷，導(dǎo)致按鍵條件預(yù)設(shè)溫度時失靈，甚至根本不能工作。因此必須在按鍵掃描程序中加入消抖部分，即在按鍵按下與松手時加入延時判斷，以檢測鍵盤是否真的按下或已完全松手。數(shù)碼管不能正確的顯示，主要是因為所以數(shù)碼管的段碼都由p0口傳送，而數(shù)碼管顯示又采用了動態(tài)掃描的方式，但在程序中卻沒有設(shè)置顯示段碼的暫存器，導(dǎo)致當p0口傳送段碼時發(fā)生混亂，不能正確識別段碼。應(yīng)在系統(tǒng)中加入鎖存器，或是在程序中設(shè)定存儲段碼的空間。在鍵盤加入了消抖程序，數(shù)碼管顯示程序中加入了段碼的存儲空間后，數(shù)碼管能夠正常的

25、顯示，按鍵也能夠工作，達到了較好的效果。3.1.2 傳感器ds18b20溫度采集部分調(diào)試 由于數(shù)字式集成溫度傳感器ds18b20的高度集成化，為軟件的設(shè)計和調(diào)試帶來了極大的簡便，小體積、低功耗、高精度為控制電機的精度和穩(wěn)定提供了可能。軟件設(shè)計采用p3.1口為數(shù)字溫度輸入口，但是需要對輸入的數(shù)字信號進行處理后才能顯示，從而多了溫度轉(zhuǎn)換程序。通過軟件設(shè)計，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度的連續(xù)檢測，由于硬件led個數(shù)的限制，只顯示了預(yù)設(shè)溫度的整數(shù)部分。在溫度轉(zhuǎn)換程序中，為了能夠正確的檢測并顯示溫度的小數(shù)位，程序中把檢測的溫度與10相乘后，再按一個三位的整數(shù)來處理。如把24.5變?yōu)?45來處理，這樣為程序的編寫帶來

26、了方便。3.1.3 電動機調(diào)速電路部分調(diào)試在本設(shè)計中，采用了達林頓反向驅(qū)動器uln2803驅(qū)動直流電機，其可驅(qū)動八個直流電機，本系統(tǒng)僅驅(qū)動一個。軟件設(shè)置了p3.1口輸出不同的pwm波形，通過達林頓反向驅(qū)動器uln2803驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動，通過軟件中程序設(shè)定，根據(jù)不同溫度輸出不同的pwm波，從而得到不同的占空比控制風(fēng)扇直流電機。程序?qū)崿F(xiàn)了p3.1口的pwm波形輸出，當外界溫度低于設(shè)置溫度時，電機不轉(zhuǎn)動或自動停止轉(zhuǎn)動；當外界溫度高于設(shè)置溫度時，電機的轉(zhuǎn)速升高或是自動開始轉(zhuǎn)動，且外界溫度與設(shè)置溫度的差值越大，電機轉(zhuǎn)速越高，即占空比增加。在本系統(tǒng)中風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速可實現(xiàn)四級調(diào)速。通過溫度傳感器檢測的溫度

27、與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度值的比較，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速變換。當檢測到的溫度比預(yù)設(shè)的溫度每增加5攝氏度時，風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速增加一級。3.2 系統(tǒng)功能3.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機系統(tǒng)檢測環(huán)境溫度的變化，然后根據(jù)環(huán)境溫度變化來控制風(fēng)扇直流電機輸入占空比的變化，從而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動速度，亦可根據(jù)鍵盤調(diào)節(jié)不同的設(shè)置溫度，再由環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的差值來控制電機。當環(huán)境溫度低于設(shè)置溫度時，電機停止轉(zhuǎn)動；當環(huán)境溫度高于設(shè)置溫度時，單片機對應(yīng)輸出口輸出不同占空比的pwm信號，控制電機開始轉(zhuǎn)動，并隨著環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的差值的增加電機的轉(zhuǎn)速逐漸升高。 系統(tǒng)還能動態(tài)的顯示當前溫度和設(shè)置溫度，并能通過鍵盤調(diào)節(jié)當前的設(shè)置溫度。3

28、.2.2 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)總體上由五部分來組成，既按鍵與復(fù)位電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度檢測電路、電機驅(qū)動電路。首先考濾的是溫度檢測電路，該部分是整個系統(tǒng)的首要部分，首先要檢測到環(huán)境溫度，才能用單片機來判斷溫度的高低，然后通過單片機控制直流風(fēng)扇電機的轉(zhuǎn)速；其次是電機驅(qū)動電路，該部分需要使用外圍電路將單片機輸出的pwm信號轉(zhuǎn)化為平均電壓輸出，根據(jù)不同的pwm波形得到不同的平均電壓，從而控制電機的轉(zhuǎn)速，電路的設(shè)計中采用了達林頓反向驅(qū)動器uln2803，實現(xiàn)較好的控制效果；再次是數(shù)碼管的動態(tài)顯示電路，該部分的功能實現(xiàn)對環(huán)境溫度和設(shè)置溫度的顯示，其中ds18b20采集環(huán)境溫度，按鍵實現(xiàn)不同設(shè)置溫度的調(diào)

29、整，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度和設(shè)置溫度的及時連續(xù)顯示。結(jié) 論 本次設(shè)計的系統(tǒng)以單片機為控制核心，以溫度傳感器ds18b20檢測環(huán)境溫度，實現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)不同的風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速，在一定范圍能能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)，led數(shù)碼管能連續(xù)穩(wěn)定的顯示環(huán)境溫度和設(shè)置溫度，并能通過兩個獨立按鍵調(diào)節(jié)不同的設(shè)置溫度，從而改變環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的差值，進而改變電機轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)了基于單片機的溫控風(fēng)扇的設(shè)計。本系統(tǒng)設(shè)計可推廣到各種電動機的控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)生活中，本系統(tǒng)可用于簡單的日常風(fēng)扇的智能控制，為生活帶來便利；在工業(yè)生產(chǎn)中，可以改變不同的輸入信號，實現(xiàn)對不同信號輸入控制電機的轉(zhuǎn)速，進而實現(xiàn)生產(chǎn)自

30、動化，如在電力系統(tǒng)中可以根據(jù)不同的負荷達到不同的電壓信號，再由電壓信號調(diào)節(jié)不同的發(fā)電機轉(zhuǎn)速，進而調(diào)節(jié)發(fā)電量，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化調(diào)節(jié)。綜上所述，該系統(tǒng)的設(shè)計和研究在社會生產(chǎn)和生活中具有重要地位。 參考文獻1 李學(xué)龍.使用單片機控制的智能遙控電風(fēng)扇控制器j.電子電路制作，2003,9:1315.2 藍厚榮.單片機的pwm控制技術(shù)j.工業(yè)控制計算機.2010,23(3):97983 郭天祥.新概念51單片機c語言教程m.北京：電子工業(yè)出版社.2009.3423444 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)m（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社.2004.4977.5 胡全. 51單片機的數(shù)碼管動態(tài)顯示技術(shù)j

31、.信息技術(shù)，2009,13:25266 李鋼，趙彥峰.1-wire總線數(shù)字溫度傳感器dsi8b20原理及應(yīng)用j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005,28(21):7779.7 馬云峰.單片機與數(shù)字溫度傳感器ds18b20的接口設(shè)計j.計算機測量與控制,2007,10(4)：278280.8 王會明，侯加林.智能電風(fēng)扇控制器的研制j.電子與自動化,1998,5(4):2526.9 譚浩強.c程序設(shè)計m（第三版）.北京：清華大學(xué)出版社.2005.3765.10 孫號. proteus軟件在設(shè)計電子電路中的應(yīng)用j.儀表技術(shù)，2009，8:747511 樓俊軍.基于proteus和keil的單片機演奏樂曲的實現(xiàn)j

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33、ature-controlled ventilation embankment in qinghai-tibet railway j. science in china serd earth sciences，2004,1(47)：168176.17 ylai，y，wang. threedimensional nonlinear analysis for temperature characteristic of ventilated embankment in permafrost regions j. cold regions science and technology，2004,38(

34、2)：165184.18 cheng guodong. linearity engineering in permafrost areas j. journal of glaciology and geocryology(in chinese)，2001,23(3)：213217.19 b schneierapplied crytography：algorithms，and source code in cjnew york：jone wiley& sons. 1994301307.20 intel: benjamin jun，paul kocherthe lntel random numbe

35、r generatorjwhite paper prepared for lntel corporation，april 22，l999：45致謝在此衷心感謝劉衍平老師。本文的設(shè)計工作是在劉老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、研究計劃的制定、技術(shù)路線的選擇到系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，各個方面都離不開宋教授熱情耐心的幫助和教導(dǎo)。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。同時也要感謝在本次論文的設(shè)計過程中不斷給予我?guī)椭?、支持與鼓勵的老師和同學(xué)，是他們讓我更加有信心堅持下去，是他們讓我更加順利的把一個個問題解決，最終順利的完成本文的設(shè)計。 這是本人第一次做課程設(shè)計，從中學(xué)到

36、了不少東西，并且從網(wǎng)上也查到了不少資源，不過很高興自己能夠完成這個設(shè)計，我也相信經(jīng)過此次設(shè)計，我以后一定會做出更好的設(shè)計的，再次感謝劉衍平老師的指導(dǎo)！附錄1：程序代碼#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dq=p17;sbit key1=p13;sbit key2=p14;sbit dianji=p31;float ff;uint y3;uchar shi,ge,xiaoshu,sheding=20,gaonum,dinum;uchar code dispcode= /段碼0x3f,0x06,0x5b

37、,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71; uchar code tablel= /帶小數(shù)點的段碼0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef;uchar dispbitcode= /位選0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f; uchar dispbuf8=0,0,0,0,0,0,0,0; void delay(uint num)/ 延時函數(shù)while( -num );void digitalshow(

38、uchar a4,uchar a3,uchar a2,uchar a1,uchar a0)dispbuf0=a0; dispbuf1=a1;dispbuf2=a2;dispbuf3=a3;dispbuf4=a4;p2=0xff;p0=dispcodedispbuf0;p2=dispbitcode5;delay(1); p2=0xff;p0=dispcodedispbuf1;p2=dispbitcode4;delay(1);p2=0xff;p0=dispcodedispbuf2;p2=dispbitcode2;delay(1);p2=0xff;p0=tableldispbuf3;p2=dispb

39、itcode1;delay(1);p2=0xff;p0=dispcodedispbuf4;p2=dispbitcode0;delay(1);void dmsec(uint count) uint i;/ 1ms延時while(count-) for(i=0;i125;i+)void tmreset(void) dq=0;delay(90);/ 精確延時 大于 480usdq=1;delay(4);/ 90，4 可以小范圍變化void tmpre(void) while(dq);while(dq);delay(4); bit tmrbit(void) uint i;bit dat;dq=0;i+; / i+;大概1usdq=1;i+;i+; dat=dq;delay(8);