智能電風扇畢業(yè)論文

1、<p>　　《單片機原理與應用》</p><p><b>　　課程論文</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>

2、　　1 緒言1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義1</p><p>　　2 系統(tǒng)的控制特點與性能要求3</p><p>　　3 本設計用到的元器件簡介4</p><p>　　3.1 Inter公司AT89C51單片機簡介

3、4</p><p>　　3.2、AT89C2051芯片簡介5</p><p>　　3.3 DS18B20溫度傳感器5</p><p><b>　　4 硬件設計7</b></p><p>　　4.1 總體硬件設計7</p><p>　　4.2 直流穩(wěn)壓電源的設計7</p>

4、;<p>　　4.2.1 單相橋式整流電路8</p><p>　　4.2.2 濾波電路9</p><p>　　4.2.3 穩(wěn)壓電路10</p><p>　　4.3 電機調速模塊10</p><p>　　4.3.1 電機調速原理10</p><p>　　4.3.2 電機控制模塊硬件設計

5、10</p><p>　　4.4 溫度顯示與控制模塊設計11</p><p>　　4.4.1 溫度檢測硬件模塊設計11</p><p>　　4.4.2 溫度顯示硬件模塊設計12</p><p>　　4.5紅外收/發(fā)電路13</p><p>　　4.5.1 紅外線遙控器發(fā)射電路13</p>

6、<p>　　4.5.2紅外接收電路16</p><p>　　5 軟件設計18</p><p>　　5.1 數字溫度傳感器模塊程序流程圖20</p><p>　　5.2電機控制模塊20</p><p>　　5.3 人機接口22</p><p>　　5.4 紅外收/發(fā)模塊24</p>

7、<p>　　6 總結與展望26</p><p><b>　　7 致謝27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　附錄129</b></p><p><b>　　附圖143</b>&

8、lt;/p><p>　　摘要:本設計主要介紹了一種智能電風扇的設計方案。該系統(tǒng)以AT89C51芯片的單片機為核心，應用通用的溫度傳感器來實現對環(huán)境溫度的監(jiān)控，同時系統(tǒng)跟隨環(huán)境溫度的變化來改變電機的運行狀態(tài)。</p><p>　　本設計采用的溫度智能控制，使風扇可以感知環(huán)境的溫度，以調節(jié)風扇的轉速，達到更好的工作效果。用戶可以選擇這種智能調速的方式，也可以選擇手動設定方式來控制轉速；同時用戶也可

9、以使用遙控器來控制風扇的運行狀態(tài)。當選擇手動設定方式時，該功能不發(fā)揮作用。而定時工作功能可以讓用戶自己定制風扇工作時間的長短，以提供更人性化的服務。LED顯示功能使用液晶屏顯示當前室溫度，風扇的轉速，風扇的工作模式，當前時間，風扇工作時間等參數，美觀大方。</p><p>　　關鍵詞：AT89C51 智能電風扇 溫度傳感器 無極調速 </p><p><b>　　1 緒言

10、</b></p><p>　　本章主要闡述了智能電風扇的研究背景，現狀，發(fā)展方向，明確的指出了制作智能電風扇所用到的元器件，以及各個元器件的功能描述。</p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　我們常見的電風扇一般只有四、五個風速檔，用的是人工開關，不知道室內溫度，只是人為的調節(jié)鈣用哪個檔。而自動調

11、溫調溫電風扇這個設計師一個新領域，它用的是在帶你走行業(yè)中應用廣泛的AT89C51單片機。通過單片機與溫度探測器結合，將其應用于家用電風扇等轉速精確控制，能夠有良好的性能。</p><p>　?。?） 自動調溫電風扇簡介</p><p>　　它使用直流電動機的控制以模擬電路為基礎，運算放大器、非線性集成電路以及數字電路組成，使得對電風扇各檔風量大調節(jié)更加細化，使得電風扇等控制更加人性化，同

12、時它也具有全自動、控制簡單、智能化，制作容易，使用溫度傳感器、專用控制集成電路和單片機，實現當室溫達到最佳所設定開啟的溫度是，電風扇自動開啟，并且可以根據室溫變化換風速；檔室溫低于這一設定溫度時，電風扇自動關閉。同時顯示當前室內溫度，和自己所設定的溫度，提醒人們合理使用電風扇。</p><p>　?。?） 自動調溫電風扇設計目的</p><p>　　進入5月份，天氣越來越熱，尤其到了盛夏

13、更是酷熱難當。目前可供選擇的納涼工具主要有：空調、普通電風扇、冷風機以及蒲扇、紙扇等等。而電風扇以其低廉的價格是她的使用極為廣泛。人們常常通宵達旦的使用，一旦氣溫稍有變化，感冒人數就會急劇增加；冷風機能增強空氣的濕度但使用久了，家里電器會受潮，同時也會讓使用者長期裸露在外的關節(jié)受到危害；蒲扇和紙扇價格低廉，但不自動，目前使用者微乎其微。</p><p>　　在這種情況下，自動調溫電風扇應運而生。我們的生活加快，人

14、數需要處理的事情越來越多，在炎熱的夏天，回到家更想好好休息，消除自己一天的工作疲勞，而自動調溫電風扇等設計就解決了這些問題。</p><p>　　自動調溫電風扇是通過單片機控制來實現直流電動機運轉頻率的自動調節(jié)，從而達到改變風速的目的。此設計用到AT89C51單片機，它是把微處理器，存儲器（RAM和ROM），輸入/輸出接口以及定時器/計數器集成在一起的集成電路芯片。他與集成電路相結合，組成一個設定溫度，感溫，控制

15、和輸出與一身的模塊。利用單片機AT89C51和一些電路對室溫進行探測，從而對電風扇進行開和關斷一系列控制。</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義</p><p>　　面臨龐大的市場需要，需要提高電風扇的市場競爭力。使之在技術含量上有所提高，應使風扇不僅功能多樣，操作簡便，而且更加安全可靠。為此，在將要走出大學校門，撰寫畢業(yè)論文之計，我選擇了《基于單片機的遙控交流無級調速系統(tǒng)》

16、作為我的畢業(yè)設計的研究課題,本課題以”智能電風扇作為載體來進行研究。大學學習期間，分別學習了《單片微機原理及其應用》，《傳感器檢測及應用技術》等課程，對單片機有一定的了解，特別是MCS-51系列的單片機的特點及其應也較常熟悉；而對于傳感器的一些應用也略知一二。所以，在設計智能電風扇的時候，給電風扇賦予了更多人性化的設計，如,遙控控制、定時控制，無極調速等，使電風扇更加人性化，相信其豐富的功能，人性化的設計將大大提高電風扇的市場競爭力。&

17、lt;/p><p>　　而且最主要的是通過智能的控制使得科技的應用深入生活中,讓廣大的人民能享受到科技帶來的方便.</p><p>　　2 系統(tǒng)的控制特點與性能要求</p><p>　　本設計主要目的是使普通的電風扇的功能更加強大，使操作簡單化，智能化，主要實現以下幾個部分的功能：</p><p>　　1.溫度控制功能：電風扇可以感知環(huán)境溫度，

18、以調節(jié)風扇的轉速，達到更好的工作效果。</p><p>　　2.定時工作功能：該定時功能可以讓自己制定風扇工作時間的長短，以提供更人性化的服務。</p><p>　　3、無級調風功能：該功能可解決普通電風扇檔位風速變化過大的缺點，可實現任意風速。</p><p>　　4、遙控控制：該功能可以讓用戶遠距離控制電風扇，并選擇電風扇等運作狀態(tài)。</p>&l

19、t;p>　　5、實時溫度顯示：該功能方便用戶根據室溫調節(jié)電機的啟動溫度點，達到節(jié)能目的。</p><p>　　3 本設計用到的元器件簡介 </p><p>　　3.1 Inter公司AT89C51單片機簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C

20、51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示</p><p><b>　　主要特性：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容</p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器</p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán)</p>

21、<p>　　·數據保留時間：10年</p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　·三級程序存儲器鎖定</p><p>　　·128×8位內部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　

22、83;兩個16位定時器/計數器</p><p><b>　　·5個中斷源</b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內振蕩器和時鐘電路</p><p&

23、gt;　　3.2、AT89C2051芯片簡介</p><p>　　AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。</p><p>　　3.3 DS18B20溫度傳感器</p><p>　　DS1

24、8B20內部結構如圖3.2.1所示，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如圖3.5.2所示，DQ為數字信號輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地，見圖3.8.2）。</p><p>　　ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個DS18B20的64

25、位序列號均不相同。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20的目的。</p><p>　　圖3.2.1 DS18B20的內部結構</p><p><b>　　4 硬件設計</b></p><p>　　4.1 總體硬件設計&l

26、t;/p><p>　　系統(tǒng)總體設計框圖如下4-1所示： </p><p>　　圖4-1系統(tǒng)總體設計框圖</p><p>　　對于單片機中央處理器的方案設計，根據要求，我們可以選用具有4KB片內EPPROM的AT89C51單片機作為中央處理器。作為整個控制系統(tǒng)的核心，AT89C51內部已包含了定時器、程序存儲器、數據存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接

27、其他存儲器芯片和定時器件，方便地構成一個最小系統(tǒng)。整個系統(tǒng)結構緊湊，抗干擾能力強，競價比高。是比較合適的方案。</p><p>　　4.2 直流穩(wěn)壓電源的設計</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源主要功能是為后兩個部分提供電壓的輸出。在設計中分出了2個支路，分別輸出5V電壓。</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成?？?/p>

28、圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 直流穩(wěn)壓電源方框圖</p><p>　　4.2.1 單相橋式整流電路</p><p>　　整流電路主要實現將交流電轉換成直流電。實現這以目標主要是靠二極管的單向導電作用，因此二極管是構成整流電路的關鍵元件。我采用的是單相橋式整流電路。本設計整流電路如圖4-2-1-1所示。</p><p>

29、　　圖4-2-1-2 單相橋式整流電路圖</p><p>　　在圖中，輸入電壓V1通過電源變壓器成V2。它的作用是將交流電電壓V1變成整流電路要求的交流電壓V2。其中的電阻式要求支流供電的負載電阻。四個整流二極管D1到D4結成電橋的形式。通過負載R的電流I以及電壓V3的波形如圖4-2-1-2。它們都是單方向的全波脈動波形。</p><p>　　圖4-2-1-2 單相橋式整流電路波形圖&l

30、t;/p><p>　　4.2.2 濾波電路</p><p>　　在整流電路輸出波形中由于有較多的波紋成分，在所要求的波形不太符合。所以在整流電路以濾去整流輸出電壓的紋波。而濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。本電路采用的是電容濾波電路。如圖4-2-2所示。</p><p>　　圖4-2-2 電容濾波電路</p><p>　　4.2.

31、3 穩(wěn)壓電路</p><p>　　典型應用電路如圖4-2-3所示。圖中C1、C2用于頻率補償，防止自激振蕩和高頻干擾；C3采用電解電容，以減少電源引入的低頻干擾對輸出電壓的影響；D是保護二極管，當輸入端短路時，給C3一個放電的通路，防止C3兩端電壓激穿調整的發(fā)結。</p><p>　　圖4-2-3 穩(wěn)壓電路</p><p>　　4.3 電機調速模塊<

32、/p><p>　　4.3.1 電機調速原理</p><p>　　通過單片機控制可控硅的導通角，從而改變加在電機兩端的有效電壓來調節(jié)電動機的運轉。</p><p>　　可控硅導通條件如下：</p><p>　　1）陽—陰極間加正向電壓；·</p><p>　　2）控制極—陰極間加正向觸發(fā)電壓；</p>

33、;<p>　　3）陽極電流IA大于可控硅的最小維持電流IS。</p><p>　　4.3.2 電機控制模塊硬件設計</p><p>　　電路中采用了過零雙向可控硅型光耦MOC3041,集光電隔離、過零檢測、過零觸發(fā)等功能于一身，避免了輸入輸出通道同時控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷，簡化了輸出通道功離2驅動電路的結構。所設計的可控硅觸發(fā)電路原理圖見圖2—3.其中RL即為電機負載，其

34、工作原理是：單片機及響應用戶參數設置，在I/O口輸出一個高電平，經反向器反向后，送出一個低電平，使光電耦合導通，同時觸發(fā)雙向可控硅，使工作電路導通工作，給定時間內，負載得到的功率為：</p><p><b>　　P=</b></p><p>　　式中：P為負載得到的功率，kW；n為給定時間內可控硅導通的正弦波的總個數；U為可控硅在一個電源周期全導通時所對應的電壓有效值

35、：V；I為可控硅在一個電源周期全導通時所對應的電流有效值：A。由式（1）可知，當U，I，N為定植時，只要改變n的大小即可控制功率的輸出，從而達到調節(jié)電機轉速的目的。</p><p>　　圖4-3-2電機控制原理</p><p>　　4.4 溫度顯示與控制模塊設計</p><p>　　4.4.1 溫度檢測硬件模塊設計</p><p>　　圖

36、4-4-1以MCS－51系列單片機為例，畫出了DS18B20與微處理器的典型連接。圖4-4-1（a）中DS18B20采用寄生電源方式，其VDD和GND端均接地，圖4-4-1（b）中DS18B20采用外接電源方式，其VDD端用3V～5.5V電源供電。</p><p>　　假設單片機系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，根據DS18B20的初始化時序、寫時序和讀時序，分別編寫了3個子程序：INIT為初始化子程序，WRITE

37、為寫（命令或數據）子程序，READ為讀數據子程序，所有的數據讀寫均由最低位開始。</p><p>　?。╝）寄生電源工作方式</p><p>　　（b）外接電源工作方式</p><p>　　圖4-4-1 DS18B20與微處理器的連接圖</p><p>　　主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：初始化、ROM操作指令、存儲器操作

38、指令。必須先啟動DS18B20開始轉換，再讀出溫度轉換值。假設接一單元，再按照溫度值字節(jié)的表示格式及其符號位，經過簡單的變換即可得到實際溫度探測電路。單線數字溫度傳感器DS18B20 采用一線總線接口，大大節(jié)省了系統(tǒng)的I/O 資源。如圖4-4-2所示。</p><p>　　圖4-4-2 溫度傳感器DS18B20 電路</p><p>　　4.4.2 溫度顯示硬件模塊設計</p>

39、;<p>　　溫度傳感器可以選用LM324A的運算放大器，將其設計成比例控制調節(jié)器，輸出電壓與熱敏電阻的阻值成正比，但這種方案需要多次檢查后方可使采樣精確，過于繁瑣。所以我采用老性能更為優(yōu)越的DS18B20數字溫度傳感器，它可以直接將模擬溫度信號轉化為數字信號，降低了電路的復雜程度，提高了電路的運行質量。</p><p>　　本模塊以DS18B20作為溫度傳感器，AT89C51作為處理器，配以溫度顯

40、示作為溫度控制輸出單元。整個系統(tǒng)力求結構簡單，功能完善。電路圖如圖4-4-3所示。系統(tǒng)工作原理如下：DS18B20進行現場溫度測量，將測量數據送入AT89C51的P3.7口，經過單片機處理后顯示溫度值，并與設定溫度值的上下限值比較，若高于設定值或低于設定下限值則控制電機轉速進行調整。</p><p>　　圖4-4-3 DS18B20溫度計原理圖</p><p>　　4.5紅外收/發(fā)電路

41、</p><p>　　紅外收/發(fā)工作原理圖如下：</p><p>　　圖4-5紅外收/發(fā)工作原理圖</p><p>　　4.5.1 紅外線遙控器發(fā)射電路</p><p>　　紅外遙控是目前家用電器中用得較多的遙控方式。在了解紅外線遙控之前，先得了解什么是紅外線。我們知道，人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、

42、紫。其中紅光的波長范圍是0.62～0.76m的波長范圍為0.38～0.6m。比紫光波長還短的光叫紫外線,比紅光波長還長的光叫紅外線。</p><p>　　紅外線是一種看不見的光線，因其在整個電磁波譜中處在可見光（紅光）外側而得名。他介于可見光和微波之間，既有可見光的性質，又有微波的某些特性，廣泛用在遙控和傳輸設備上，其主要優(yōu)點是：</p><p>　?。?）具有較高的傳播速度，不會產生因干

43、涉、空間反射以及雙折射等作用而出現的干擾；</p><p>　　（2）傳播中不會產生畸變噪音；</p><p>　?。?）在高峰值功率情況下所需的功率較?。?lt;/p><p>　?。?）采用一定的調制方法可以有高的干擾性；</p><p>　?。?）在僅有一個載波頻率的情況下可以有高的穩(wěn)定性。</p><p>　　正因為

44、紅外線傳輸有上述一系列優(yōu)點，因此獲得了很大的發(fā)展。借助于紅外線具有直線傳播的特性，利用紅外傳感器具有靈敏度高、響應速度快和光譜范圍窄的性能，同時利用單片機具有結構緊湊、可靠性高、數據處理能力強、速度快、功耗小、成本低的特點，可以制作靈敏度高、抗干擾性能優(yōu)良的紅外遙控裝置。由于紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄音機、音響設備、空調機以及玩具等其他小型電器裝置也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設備中，在高壓、輻射

45、、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅安全可靠，而且能有效地隔離電氣干擾。下面就紅外遙控技術的特點做下簡單的介紹。</p><p>　　紅外遙控技術是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，其相應的軟件和硬件技術都已比較成熟。它在技術上的主要優(yōu)點是：</p><p>　　1、無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照；</p><p>　　2、具有移動通信設備所必需的體積小、

46、功率低的特點；</p><p>　　3、傳輸速率適合于家庭和辦公室使用的網絡；</p><p>　　4、信號無干擾，傳輸準確度高；方向性，兩個設備之間如果傳輸數據，中間就不能有阻擋物;而且通訊距離較短，此外紅外LED不是一種十分耐用的器件。紅外發(fā)射程</p><p>　　5、成本低廉。它的缺點是：由于它是一種視距傳輸技術，采用點到點的連接，具有方向性，兩個設備之間如

47、果傳輸數據，中間就不能有阻擋物;而且通訊距離較短，此外紅外LED不是一種十分耐用的器件。紅外線遙控器發(fā)射原理圖如下： </p><p>　　圖4-5-1 遙控器原理框圖</p><p><b>　　1 遙控器</b></p><p><b>　?。?）、系統(tǒng)功能</b></p><p>　　該系

48、統(tǒng)具有如下幾個功能：</p><p>　　1）、通過遙控器控制電機的啟動、停止；</p><p>　　2）、通過遙控器控制電機的加速、減速運行；</p><p>　　3）、通過遙控器控制電機的全自動與手動切換；</p><p>　　4）、通過遙控器控制電機的運轉時間；</p><p>　　5）、通過遙控器控制電機的搖頭

49、與不搖頭切換；</p><p>　　6）、手動狀態(tài)下風型的選擇。</p><p><b>　?。?）、按鍵功能</b></p><p>　　K1：低檔、中檔、高檔，鍵值為01H</p><p>　　K2：彩燈，鍵值為 02H</p><p>　　K3：自然風、睡眠風、正常風鍵，值為03H</

50、p><p>　　K4：定時 ，鍵值為04H</p><p>　　K5：開/關機，鍵值為05H</p><p><b>　　K6：搖頭/固定</b></p><p>　?。?）、當無按鍵按下時，延時30秒后進入待機狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。當有按鍵按下時，INT0中斷產生，同時喚醒CPU進入工作狀態(tài)。</p>&

51、lt;p>　　2、紅外發(fā)射的編碼方式</p><p>　　遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現以日本的NEC的uPD121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當發(fā)射前按下按鍵后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：</p><p>　?。?）、采用脈寬調制的串行碼，以脈寬為0.56ms

52、、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”。</p><p>　　“0”、“1”組成的32位二進制碼經過38KHz的載頻進行二次調制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外線發(fā)射二極管發(fā)射。</p><p>　　（2）、遙控編碼是連續(xù)發(fā)32位二進制碼組，其中前16為為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電氣設備，防止

53、不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制0FFH，后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。</p><p>　　遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進制碼，周期約為108ms，一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制的“0”和“1”的個數不同而不同，大約在45～63ms之間。</p><p>　　（3）、其相關波形圖如下：</p><p>&l

54、t;b>　　遙控信號編碼波形圖</b></p><p>　　圖4-5-1紅外發(fā)射的編碼方式</p><p>　　3、遙控器紅外發(fā)射電路</p><p>　　遙控器紅外發(fā)射電路如附圖1所示。</p><p>　　4.5.2紅外接收電路</p><p><b>　　1、接收解碼方式</b&

55、gt;</p><p>　　解碼的關鍵是如何識別“0”，和“1”，從位 的定義我們可以發(fā)現“0”，“1”均以0.56的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同區(qū)別“0”和“1”，如果從0.56ms低電平過后，開始延時,0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位位“0”，反之則為“1”，未來可靠其間，壓縮必須比0.56ms長些，但又不能超過0.12ms，否則如果該位位“0”，讀到的意思下一位的高電平，因此?。?.12

56、ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84左右均可。根據碼的格式，應該等待9ms的起始碼和4.5ms的結果碼完成后才能讀碼。中斷接收時子程序首先讀取T0定時器的長度，如果是0.56ms就認為是“0”，將其存入緩沖區(qū)并且計數器加一，如果是1.68ms就認為是“1”，將其存入緩沖區(qū)并且計時器加一。如果計時器值為32時，就接收結束標志位并且計數器清0，如果計時器值不為32時，就認為接收誤碼，計時器也將清0，傳輸重新等待讀取

57、紅外信號。</p><p><b>　　2、紅外接收電路</b></p><p>　　接收電路可以使用一種集成紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸，這里使用HS0038接收器，它對外只有3個引腳：Out、GND、

58、Vcc與單片機接口非常方便，接收電路圖如圖4-5-1所示。</p><p>　　圖4-5-1紅外接收電路圖</p><p>　　HS0038接收原理：紅外線接收是把遙控器發(fā)送的數據（已調信號）轉換成一定格式的控制指令脈沖（調制信號。基帶信號），是完成紅外線的接收、放大、解調，還原成發(fā)射格式（高、低電位剛好相反）的脈沖信號。這些工作通常有一體化的接收頭來完成，輸出TTL兼容電平。最后通過解碼

59、脈沖信號轉換成數據，從而實現數據的傳輸。如果相鄰的兩個中斷間隔的數據長度0. 56ms，說明接收到的是“0”；時間長度是1.12ms則為“1”。因此，脈沖電平的每一次挑撥都會形成一次中斷，在中斷服務子程序中即可實現一次性兌一連串連續(xù)波形的測量，在測量后對0和1的歌數據統(tǒng)計從而測出控制指令的功能。</p><p><b>　　5 軟件設計</b></p><p>&l

60、t;b>　　軟件總體流程描述</b></p><p>　　在主程序初始化之后，開始反復檢測各模塊相關部分的緩沖區(qū)標志，如果緩沖區(qū)標志置位，說明有相應的數據需要處理，然后主程序調用響應的處理子模塊，對于溫度傳感器，我們采用定時采集數據的方法，在定時中斷子程序中，采集相應的數據，并進行判斷，如果是異常數據，則將數據保存在系統(tǒng)緩沖區(qū)，同時置對應的緩沖區(qū)標志。然后主程序將會調用相應的子程序進行處理。軟件

61、主流程圖見下頁圖5-2所示。</p><p>　　當有按鍵按下的時候，采用鍵盤中斷子程序掃描相應的鍵盤碼，然后發(fā)給主程序，置對應的鍵盤按鍵標志位。在主程序中，當有鍵盤按下的時候，調用對應的鍵盤處理子程序。</p><p>　　圖5-2 軟件主流程</p><p>　　5.1 數字溫度傳感器模塊程序流程圖</p><p>　　圖5-2-1

62、數字溫度傳感器模塊程序流程圖</p><p>　　5.2 電機控制模塊</p><p>　　電機涉及到轉速和擺頭兩個方面。風扇的轉速由光耦合器觸發(fā)導通角控制，搖頭部分可以使用普通電風扇蝸桿部分搖頭調速，只是把它用一個電磁閥來控制其導通與斷開來實現搖頭控制。在此基礎上我們通過軟件對風扇的轉動進行精細的控制，以實現多種風類型。對于各種風類型我們依照如下定義：正常的芯片，使用默認的12位轉換精

63、度，外接供電電源,子程序GETWD讀取的溫度值高位字節(jié)送WDMSB單元，低位字節(jié)送WDLSB風：風扇按設定之強，中，弱風互速運轉。</p><p>　　圖5-2-2 電機控制模塊</p><p>　　自然風：風扇馬達按預編電腦程序作不規(guī)則運轉，配合風速鍵之設定，可分強自然風，中自然風，弱自然風，模仿大自然之風吹效果，令風量更柔和更舒服。</p><p>　　睡眠風

64、：風扇馬達進入自然風電腦程序控制，其原理是人體的體溫會在睡眠后慢慢下降。風扇的風量亦會慢慢減弱，以免入睡后著涼，其減弱規(guī)律如下：</p><p>　　當最初設定為強風時，風扇按強自然風運轉半小時，后轉為中自然風，半小時后再變?yōu)槿踝匀伙L，直至預置時間結束，或被關掉為止；當最初設定為中時，風扇按中自然風運轉半小時，轉為弱自然風，直至預置時間結束，或被關掉為止；當最初設定為弱自然風時，風扇按弱自然風運轉，直至預置時間結

65、束，或被關點為止。如圖5-2-2所示。</p><p>　　從軟件層角度來說，就是根據前一刻的風扇狀態(tài)以及用戶的輸入來確定當前時刻所要輸出的風類型和風速。</p><p>　　從軟件驅動層角度來說，就是根據軟件層確定的當前時刻風類型和風速量化所要輸出的風速值。</p><p>　　從硬件驅動層角度來說，對于風速轉速的控制，最終是1根線的選通以線上可控硅導通時間的控制

66、，也就是說，將軟件驅動層量化出的風速值。轉換成1根線的選通以及選通的線上可控硅的導通時間。</p><p><b>　　5.3 人機接口</b></p><p>　　本部分功能主要便于用戶使用電風扇，使用戶只要簡單的操作，就能實現需要的全部功能，主要有以下幾個方面組成：</p><p><b>　　鍵盤操作模塊</b>&

67、lt;/p><p>　　在電風扇底座部分也有一個2*3小鍵盤，按鍵功能分配如圖4.3.5所示：</p><p>　　圖5-2-3 風扇控制面板示意圖</p><p>　　可以進行風的強度，類型，定時等系統(tǒng)設置。與之對應的是鍵盤掃描處理模塊?；舅枷肴缦拢?lt;/p><p>　　如果有按鍵按下，中斷處理子程序首先進行掃描按鍵，得到對應的正確的鍵盤掃

68、描碼，然后根據鍵盤掃描碼得到對應的按鍵號，置有按鍵標志，并將按鍵號保持在全局變量中。系統(tǒng)不停的判斷有按鍵標志，如果沒有則跳過，如果有按鍵按下，則進行響應的按鍵處理，同時實時的在LED上顯示，并將最終結果反饋到系統(tǒng)各部分。對應的鍵盤處理過程的軟件流程圖如圖5-2-4所示。</p><p>　　圖5-2-4 鍵盤處理過程的軟件流程圖</p><p>　　5.4 紅外收/發(fā)模塊</p&g

69、t;<p>　　紅外發(fā)射程序流程圖如圖5-2-4所示。</p><p>　　圖5-2-4 紅外發(fā)射程序流程圖</p><p>　　紅外接收軟件使用輸入捕捉中斷處理紅外遙控信號，根據不同的紅外編碼，可以完成調節(jié)風速，風型，時間，照明等功能。紅外中斷服務程序流程圖如圖5-2-5所示。</p><p>　　圖5-2-5紅外中斷服務程序流程圖</p&g

70、t;<p><b>　　6 總結與展望</b></p><p>　　本文主要完成了如下工作：</p><p>　　1.分析了電風扇在國內市場上所處的地位，以及我所設計研究的智能電風扇主要功能與作用。</p><p>　　2.從解決智能電風扇溫度控制入手，討論了溫度傳感器在本設計中的作用與地位以及實現了遙控無級調速及各種不同類型風

71、類在電風扇上的應用。</p><p>　　3.從總體的設計布局入手，討論了單片機在本設計中的作用與主導地位。</p><p>　　在本課題的研究過程中，對單片機和傳感器有了一定的了解，對設計智能電風扇有了一個總體的設計思路。其中有很多芯片是我們所沒有學過的，但是通過設計中的學習,我查閱了大量的資料,尤其是到圖書館去詢問老師,通過在校園網的CNKI網站查到了許多對我有很大幫助的資料,并且和同

72、學們一起討論,使我對這些芯片有了很深刻的了解，并學會將其運用在具體的實踐當中。但是在很都方面還有待于進一步的改進和完善。在以后的工作與學習中，需要更加努力的學習理論知識，在本身掌握知識的基礎上還要看大量的書籍,還有要提高實踐能力，才能對這些專業(yè)的知識做進一步的學習和研究。</p><p><b>　　7 致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我首先要向我

73、教我《機電一體化設計與應用》及我的畢業(yè)論文指導老師xx老師表示最真摯的謝意。是他將扎實的理論知識傳授與我，如果沒有他們的諄諄教誨就沒有我這篇論文的設計思路。在論文寫作期間，xx老師給了我很多指導和幫助，給我提了很多中肯的意見，并在我多次的修改期給我很多激勵，讓我有勇氣克服了心理的壓力，很好的完成了論文的文稿，雖然的寫作的過程中，我遇到了很多的麻煩，但是何老師都不厭其煩的幫我修改，提出了很多的建議，在這里我要忠誠的感謝他；我還要特別感謝的

74、是xx等各位老師給予我的無私的幫助，正是有了他們的鼓勵和幫助，我的畢業(yè)論文才得以順利的完成。</p><p>　　到現在為止，論文基本就已經完成了，但是由于本人學識有限，以及現有知識的有限加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進之處，真誠歡迎各位老師，同學提出寶貴意見</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]陳杰，黃

75、鴻等.傳感器與檢測技術.北京：高等教育出版社，2002.8~25</p><p>　　[2]張肇富.采用溫度傳感器的電扇.江蘇電器，1994，2</p><p>　　[3]胡乾斌. 單片微型計算機原理與應用. 武漢：華中理工大學出版社，1997</p><p>　　[4]陳麗芳. 單片機原理與控制技術. 南京：東南大學出版社，2003</p><

76、p>　　[5]劉迎春, 葉湘濱. 傳感器原理設計與應用. 長沙：國防科技大學出版社，2002</p><p>　　[6]何立民.單片機應用技術選編.北京：北京航空航天的學出版社，2004</p><p>　　[7]李昔華.王延川. 電風扇智能控制模塊的設計. 渝州大學學報(自然科學版)，2000附錄1</p><p><b>　　紅外發(fā)射程序<

77、/b></p><p><b>　　按鍵說明：</b></p><p>　　K1：低風檔， 鍵值為01</p><p>　　K2：中風檔，鍵值為02</p><p>　　K3：高風檔， 鍵值為03</p><p>　　K4：自然風檔，鍵值為04</p><p>

78、　　K5：睡眠風檔，鍵值為05</p><p>　　K6：連續(xù)風檔，鍵值為06</p><p>　　K7：定時擋， 鍵值為07</p><p>　　K8：開關機， 鍵值為08</p><p>　?。翰捎?×1.5V供電，用89C2051做CPU芯片，當沒有按鍵按下時，進入待機狀態(tài)；</p><p>　　按

79、鍵采用INT0進行中斷，只采用7個按鍵</p><p>　　*************************************************************************

80、 </p><p>　　；$include(205RAM.INC)</p><p>　　；$include(REG51.INC)</p><p>　　*************************************************************************</p><p><

81、b>　　ORG0000H</b></p><p><b>　　JMP MAIN</b></p><p>　　ORG0003H；；INT0的中斷入口</p><p>　　JMP KEY_INT0</p><p>　　ORG000BH；；T0的中斷入口</p><p&g

82、t;　　JMP FM_T0</p><p>　　ORG0100H；進入主程序</p><p>　　MIAN： MOV R0, #07H；預使用單元清0</p><p><b>　　CLRA </b></p><p>　　MAIN0：MOV SP, #60H</p><p>　　

83、MOV P1, #0000111B；將P1置輸入</p><p>　　CLR KEYON</p><p>　　CLR IT0；設置電平觸發(fā)</p><p>　　SETB PT0</p><p>　　SETB EX0</p><p>　　MOV 40H,#0FFH</p>&l

84、t;p>　　MOV 42H,#0FFH</p><p>　　CLR DATAOUT</p><p>　　CLR FMOUT ；38K的中斷初始值</p><p>　　MOV TNOD,#02H ；T0的工作方式2</p><p>　　MOV TOMD， #0F7H ；送初值</p><

85、p>　　SETB FMOUT</p><p>　　CLR TR0 ；1/3高電平標志</p><p>　　MOV R2,#02H；2/3的循環(huán)次數</p><p>　　DJNZ 40H,LOOP1</p><p>　　DJNZ 41H,LOOP1</p><p>　　DJNZ 42H,

86、LOOP1</p><p>　　MOV PCON,#01H；進入待機</p><p>　　LOOP1：JMP MAIN；中斷程序，完成其按鍵按下的標志位KEY_INT0： PUSH ACC</p><p><b>　　PUSHPSW</b></p><p><b>　　CLREX0&

87、lt;/b></p><p><b>　　MOVA,P1</b></p><p><b>　　CLREX0</b></p><p><b>　　MOVA,P1</b></p><p><b>　　CPLA</b></p>&

88、lt;p>　　ANLA,#0FH</p><p>　　MOVR2,A；將行號存入R2中</p><p>　　MOVP1#0F0H；將列號存入A中</p><p>　　MOVR1,#03H；置列初號</p><p>　　MOVR3,#03H；置循環(huán)次數</p><p><b

89、>　　LCRA</b></p><p>　　ANLA,#0F0H；取列號并存入A中</p><p>　　MOVR1,#03H；置列初號</p><p>　　MOVR3,#03H；置循環(huán)次數</p><p><b>　　CLRC</b></p><p>

90、　　PINT01：RLCA；取列號</p><p><b>　　JCPINT01</b></p><p><b>　　DECR1</b></p><p>　　DJNZR3,PINT01</p><p>　　PINT02：MOVA,R2；取行號</p><

91、;p>　　MOVR2,#00H</p><p>　　MOVR3,#03H；置循環(huán)次數</p><p>　　PINT03：RRCA</p><p><b>　　JCPINT04</b></p><p><b>　　INCR2</b></p><p>

92、　　DJNZR3,PINT03</p><p>　　PINT04：MOVA,R2</p><p><b>　　CLRC</b></p><p><b>　　RLCA</b></p><p><b>　　RLCA</b></p><p>&

93、lt;b>　　ADDA,R1</b></p><p>　　MOVSENDBUF+2,A；鍵號存于32H單元中</p><p><b>　　CPLA</b></p><p>　　MOVSENDBUF+3,A；存鍵號的反碼</p><p>　　MOVSENDBUF, #0FFH；系統(tǒng)

94、碼在30單元中</p><p>　　LCALLSEND</p><p>　　SETBET0；發(fā)送引導碼</p><p>　　SETBTR0；起動T0</p><p>　　LCALLPP；發(fā)送一幀數據，包括系統(tǒng)碼和數據碼</p><p>　　CLRTR0；當發(fā)送完后關斷定時器</p

95、><p>　　CLRET0；關T0的中斷</p><p>　　SETBEX0；執(zhí)行完后打開外INT0</p><p>　　MOV40H,#0FFH</p><p>　　MOV41H,#0FFH</p><p>　　MOV42H,#0FFH</p><p><b>

96、;　　POPPSW</b></p><p><b>　　PSWACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　*************************************************************************</p>

97、;<p>　?。话l(fā)送四個緩沖單元的內容程序：</p><p>　　*************************************************************************</p><p>　　PP：MOVR3,#4；發(fā)送到字節(jié)數</p><p>　　MOVR1,SENDBUF</p>

98、<p>　　PP0： MOVR2,#08H；將數據首址</p><p>　　CLRC；清CY</p><p>　　PP1：RRCA；若C等1</p><p>　　ZER0：SETBDATAOUT；若C等0</p><p>　　CALLDY562us</p><p>　　

99、CLRDATAOUT</p><p>　　CALLDY562us</p><p>　　ONE：SETBDATAOUT</p><p>　　CALLDY562us</p><p>　　CLRDATAOUT</p><p>　　CALLDY1687us</p><p>　　DJNZR

100、2,PP1</p><p><b>　　INCR1</b></p><p>　　`DJNZR3,PP0；等四個字節(jié)的發(fā)送完</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　**************************************************

101、***********************************</p><p>　　電風扇紅外接收（控制板）程序</p><p>　　*************************************************************************************</p><p>　?。挥?9C51單片機來做主芯片控制

102、，采用紅外1838接收頭，可控硅采用MC97A6</p><p>　　；K1：增加，增加指示燈亮</p><p>　?。籏2：減小，減小指示燈亮</p><p>　　；K3：風類型控制（自然風、睡眠風、連續(xù)風），相應的指示燈亮</p><p><b>　?。籏4：定時功能</b></p><p>

103、<b>　　；K5：溫度設定</b></p><p><b>　　；K6：開關機功能</b></p><p>　　；自然風的處理流程：停——>開低檔——>延時6秒——>開中檔——>延時6秒——>開高檔——>循環(huán)</p><p>　?。凰唢L的處理過程：停6S——>開低檔10S——&

104、gt;延時10秒——>停延時10S——>開中檔10S——>停延時10S——>開高檔10S——循環(huán)</p><p>　　*************************************************************************</p><p>　　$INCLUDE(REG51.INC)</p><p>　

105、　$INCLUDE(89C51RAM.INC)</p><p>　　*************************************************************************</p><p>　　TEMPER_LEQU29H用于保存讀出溫度的低8位</p><p>　　TEMOER_HEQU28H用于保存讀出溫度的

106、高8位</p><p>　　FALG1EQU38HDS18B20標志位</p><p>　　FLAG2EQU01H設定狀態(tài)標志位</p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p><b>　　JMPSTART</b></p><p>&

107、lt;b>　　ORG0003H</b></p><p>　　JMPJISH_INT0；紅外遙控中斷設置</p><p><b>　　ORG000BH</b></p><p>　　JMPLP0；定時中斷</p><p><b>　　ORG0013H</b><

108、/p><p>　　JMPKEY_INT1；按鍵中斷</p><p><b>　　ORG0100H</b></p><p>　　STAR：MOVR0，#7FH ；預使用單元清0</p><p><b>　　CLRA</b></p><p>　　MOV2FH，#

109、25；設定高于25度為溫度過高</p><p>　　DISP：JNBFLAG2，DQ</p><p>　　MOVA，2FH；顯示設定溫度值</p><p><b>　　SJMPXS</b></p><p>　　DQ：MOVA，29H；顯示當前溫度值</p><p>　

110、　XS：MOVB，#10；取出十位和各位</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOVDPTR， #WORDTAB</p><p>　　MOVCA，@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0，A</b></p><p

111、>　　CLRP2.7；開啟個位數碼管顯示</p><p><b>　　SETBP2.6</b></p><p><b>　　SETBP2.5</b></p><p>　　LCALLDELAY100</p><p><b>　　SETBP2.7</b><

112、;/p><p><b>　　MOVA，B</b></p><p>　　MOVDPTR，#WORDTAB</p><p>　　MOVCA，@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0，A</b></p><p><b>　　CLRP2.6<

113、;/b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　SETBP2.1</b></p><p><b>　　CLRFLAG2</b></p><p>　　MOVSP，#60H</p><p>　　MAIN0：M

114、OV@R0，A</p><p>　　DJNZR0，MAIN0</p><p>　　MOVSP，#60H</p><p>　　MOVTMOD，#01H</p><p>　　MOVTH0，#3CH；定時50ms</p><p>　　MOVTL0，#0B0H</p><p>

115、;　　MOV2FH，#25；設定高于25度為溫度過高</p><p><b>　　SETBP2.1</b></p><p><b>　　CLRFLAG2</b></p><p>　　MOVSP，#60H</p><p>　　UQU：LCALL GET_TEMPER；用讀溫度子程

116、序并初始化DS18B20</p><p>　　LCALLDISP ；調用顯示當前溫度</p><p>　　MOVA，29H；將現場實際溫度傳送給A</p><p>　　CJNEA，2FH，LL1 ；比較當前的溫度與設定的溫度是否相等</p><p>　　SETBLLOW；關低風</p><p

117、>　　SETBMD1；關中風</p><p>　　SETBHIGHT；關高風</p><p>　　MOVP0，#0FFH；關所有的指示燈</p><p><b>　　SETBEX0</b></p><p><b>　　SETBEX1</b></p>

118、<p>　　SETBEA；CPU開中斷</p><p>　　MAIN： JB LKEYON， KEYHANDLE ；檢按鍵標志位</p><p>　　JBREC， KEYHANDLE；檢接收中斷標志位</p><p>　　GET_TEMPER： LCALLINT_1820；先復位DS18B20</p><p>

119、　　JBFLAG1，TSS2</p><p>　　RET：DJNZR0，TSR1</p><p>　　MOVR0，#6BH</p><p>　　DJNZR1，TSR1</p><p>　　SETBP3.2；然后拉高數據線</p><p><b>　　NOP</b><

120、/p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOVR0，#25H</p><p>　　TSR2：JNBP3.2，TSR3；等待DS18B20回應</p><p>　　DJNZR0，TSR2</p&

121、gt;<p>　　LJMPTSR4；延時</p><p>　　TSR3：SETBFALG1；置標志位，表示DS18B20存在</p><p><b>　　LJMPTSR5</b></p><p>　　TSR4：CLRFLAG1；清標志位，表示DS18B20不存在</p><p>&

122、lt;b>　　LJMPTRS7</b></p><p>　　TRS5：MOVR0，#06BH</p><p>　　TRS6：DJNZR0，TSR6；時 </p><p>　　TSR7：SETBP3.2</p>&