1、基于单片机的智能电风扇的设计基于单片机的智能电风扇的设计 摘要 本设计主要实现的功能是， 使电风扇分为可切换的手动档和 自动档，手动档下分为低速、中速、高速三档，自动档下可自主 设置温度值， 通过温度传感器采集并显示周围环境温度及设置温 度，并依据设定好的温度自动调整风扇的转速，实现风扇的智能 化。主要采用直流电机 PWM 调速系统以 AT89C51 为控制核心，由 命令输入模块、LCD 显示模块及电机驱动模块等组成。 关键字：直流电机、PWM、单片机 目录目录 一、系统方案的设计与分析 3 1 系统的总体框图 3 2 方案的论证与选择 3 2.1 输入模块的论证与选择 . 3 2.2 显示模
2、块的论证与选择 . 4 3 理论分析与计算 4 3.1 PWM 调速原理 4 二 硬件电路设计. 5 1 控制系统 5 2、驱动模块 . 6 3 显示模块 7 4、温度处理 . 9 三、软件设计. 10 程序流程图 . 10 四、调试结果与分析. 12 五、参考文献. 13 六、总结. 13 一、一、系统方案的设计与分析系统方案的设计与分析 1 系统的总体框图系统的总体框图 对于单片机中央处理系统的方案设计，根据要求，我们可以选用 具有 4KB 片内 E2PROM 的 AT89C51 单片机作为中央处理器。作为 整个控制系统的核心，AT89C51 内部已包含了定时器、程序存储 器、数据存储器等
3、硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不 需要外接其他存储器芯片和定时器件， 方便地构成一个最小系统。 整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。 2 方案的论证与选择方案的论证与选择 2.1 输入模块的论证与选择输入模块的论证与选择 方案一：独立式键盘。特点是硬件结构简单，编程容易，但是占 用的 I/O 口比较多。 键盘输入 温度显示 单片机系统 电机控制模块 数字温度传感模块 方案二：矩阵式键盘。特点是硬件结构复杂，编程复杂，对于按 键较多的时候可以节省 I/O 口。 综上两方案，本设计选择方案一。 2.2 显示模块的论证与选择显示模块的论证与选择 方案一、 数码管显示， 特点是耗电少，
4、成本低、 寿命长、 故障少、 可视距离远，但只能显示数字和字母。 方案二、 LCD1602 显示， 特点是体积小、 功耗低、 显示内容丰富， 是单片机中常用的信息显示模块。 综上两方案，本设计选择方案二。 3 理论分析与计算理论分析与计算 3.1 PWM 调速原理调速原理 基于单片机类由软件来实现：在 PWM 调速系统中占空比 D 是一个重要的参数。在电源电压 U 不变的情况下，电枢电压的平 均值取决于占空比 D 大小， 改变 D 的值可以改变电枢端电压的平 均值从而达到调速的目的。改变占空比 D 的值有三种方法： A、 定宽调频法：保持 1t 不变，只改变 t，这样使周期 或频率也随之改变。
5、 B、 调宽定频法：保持 t 不变，只改变 1t，这样使周期 或频率也随之改变。 C、 定频调宽法：保持周期 T 或频率不变，同时改变 1t 和 t。 前两种方法在调速时改变了控制脉冲的周期或频率， 当控 制脉冲的频率与系统固有频率接近时，将会引起振荡，因此常采 用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电动机电枢两端电压。 利用单片机的定时计数器外加软件延时等方式来实现脉宽的自 由调整。此种方式可简化硬件电路、操作性等优点。 二二 硬件电路设计硬件电路设计 1 控制系统控制系统 单片机 AT89C51 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器， 带 2K 字节闪存可编程 可擦除只读
6、存储器的单片机。128 字节内部 RAM，32 个 I/O 口 线，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全 双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51 可降 至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通 信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡 器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 2、驱动模块、驱动模块 直流电机驱动芯片 L298 L298 可接受标准TTL 逻辑电平信号VSS， VSS 可接4 57 V 电压。4 脚 VS 接电源电压，VS 电压范围 VIH 为2546 V。 输出电流可达 25 A，可驱动电感性负载。1 脚和 15 脚下管的 发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻， 形成电流传感信号。 L298 可驱动 2 个电动机，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之间可分别 接电动机。5，7，10，12 脚接输入控制电平，控制电机的正反 转。EnA，EnB 接控制使能端，控制电机的停转。 3
