1、 1 本科生毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计） 系（院）物理与电子工程学院 专业 电子信息工程 论文题目 温控电风扇 学生姓名 指导教师 （姓名及职称） 班 级 学 号 完成日期：2013 年 3 月 2 温控风扇 摘要温控风扇系统采用 51 系列单片机 STC89C52 作为主控器，利用 DS18B20 数字温度传 感器采集实时温度，经单片机处理后通过达林顿管 ULN2003 来驱动直流风扇的电机。根据 采集的实时温度，实现了风扇的自起自停。温控风扇系统拥有自动和手动两种模式来调节风 速，同时系统还设有 5 个不同档位,以及通过 ST188 反射式红外光电传感器检测风扇转速， 并在 LC
2、D1602 液晶屏上显示温度及档位。 关键词DS18B20 自动调速 自启自停 引言 随着社会经济的发展，科技也是日益进步，越来越多的产品趋向智能化、自动 化，这不仅是未来发展的趋势，同时也是节约资源所必须的。所以无论是什么产品， 都尽量的提高能源利用率，响应可持续发展国策。 现代社会中，风扇被广泛的运用在各个领域，传统的风扇设计，仅需通电就可 使用，不论是有没有人在场使用、环境温度是高是低的情况下都只会机械性地以一 恒定转速转动，这种不合理的设计不仅浪费资源而且使用也不方便。而现阶段智能 风扇可以根据环境温度的高低自行改变转速，可以自起自停，同时也可以满足人们 手动调节风扇转速，使人们使用起
3、来更方便。 这样的温控风扇系统，不仅在公共场合、工厂等地适用，而且在家居生活中也 适用，特别是它的人性化设计，不仅满足了人们对于风扇的需求，也便捷了人们手 动换挡的繁琐，此系统设计成本也低，便于推广。它的设计为现代社会人们的生活 带来了诸多便利，在提高人们的生活质量、生产效率的同时并在一定程度上达到环 保节能的功效。 1 整体方案设计 1.1 系统整体设计 设计的整体思路是： 利用温度传感器 DS18B20 检测环境温度并直接输出数字温 度信号给单片机 STC89C52 进行处理，在 LCD1602 数码管上显示当前环境温度值 以及档位,DS18B20 检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位
4、,同时采用 PWM 3 脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速，最后再通过 ST188 测试风扇转速。系统 中设有自动调速和手动调速两种模式。系统结构框图如图 1-1： 图 1-1 系统结构框图 1.2 方案论证 1.2.1 单片机选择 方案一：采用 STC89C52 作为系统的控制器。STC89C52 是一种高性能、低功 耗 CMOS8 位微控制器，具有 8K 系统可编程 Flash存储器。该单片机算术运算功能 强，软件编程灵活、自由度大，可通过软件编程实现各种算法和逻辑控制，并有体 积小、功耗低、技术成熟和成本低等优点。 方案二：MC9S12XS128 是”飞思卡尔”公司推出的 S12 系列
5、微控制器中的一 款增强型 16 位微控制器。其集成度高，片内支援丰富，接口模块包括 SPI、SCI、 I2C、A/D、PWM 等 2。它在汽车电子、工业控制、中高挡机电产品等应用领域具 有广泛的用途，但由于成本价高，编程操作工序复杂,体积还较大。 基于以上分析拟订方案一，由 STC89C52 作为控制核心，对检测信号进行处理 和显示、电机控制。 1 1.2.2 温度传感器选择 方案一：DS18B20 数字温度传感器。DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后新推出的一种改进型智能温度传感器。该器件温度分辨力极高，而且 在对温度进行实时采集后直接输出数字量，简化了系统
6、程序设计。又由于该温度传 感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变得非常简洁，抗干扰能力强，误差 较小。 方案二：热敏电阻。通过热敏电阻感应外界温度，采集会数据后通过模数转换 模块 AD0809 进行转换后送入单片机进行处理。由于随着外界的温度升高，热敏电 阻并不是呈线性变化，采集后会有误差，而且程序上处理麻烦。再者,功耗较大、 4 占用空间大，不符合设计要求。 基于以上分析拟订方案一，用 DS18B20 作温度采集模块。 1.2.3 电机驱动模块选择 方案一：采用多个三极管驱动。三极管的主要特性是放大，三极管组成的级数 愈多，放大的倍数愈大。而且三极管成本价又低，体积小，不需要任何程序处理。 但是，一个三极管放大的倍数不能达到驱动电机的理想效果，设计中至少要 2 个以 上，而且三极管易温漂，这样一来电路参数比较繁琐，参数易变。 方案二：采用达林顿管 ULN2003 驱动。ULN2003 具有带负载能力强、温度范 围宽、电流增益高、工作电压高的特点，常用于各种电磁阀、步进电机、伺服电机 等功率较大的器件
