课程设计--基于单片机的温控风扇的设计

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1、1 基于单片机的温控风扇的设计基于单片机的温控风扇的设计 摘摘 要要 温控风扇在现代社会中的生产以及人们的日常生活中都有广泛的应用， 如工业生产 中大型机械散热系统中的风扇、现在笔记本电脑上的广泛应用的智能 CPU 风扇等。本 文设计了基于单片机的温控风扇系统，采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，并根据采集到的温度，通过一个达林顿反向驱动器 ULN2803 驱动风扇电机。根据检测到的温度与系统设定的温度的比较实现风扇电机的 自动启动和停止，并能根温度的变化自动改变风扇电机的转速，同时用 LED 八段数码 管显示检测到的温度与设定的温度。 关键词：单片机、DS

2、18B20、温控、风扇 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 前言前言 在现代社会中，风扇被广泛的应用，发挥着举足轻重的作用，如夏天人们用的散热 风扇、 工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能 CPU 风 扇等。而随着温度控制技术的发展，为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等，温控 风扇越来越受到重视并被广泛的应用。 但是目前市场上的风扇多半是采用全硬件电路实现，存在着电路复杂，功能单一等 局限性， 因此有必要对现有的控制器进行改进。 本文设计了一种只能温控风扇控制系统。 它由 ATMEL 公司的 8052 系列单片机 AT89C52 作为控制器， 采用 DALLAS

3、 公司的温度传感 器 DS18B20 作为温度采集元件，并通过驱动器 ULN2803 驱动风扇电机的转动。同时使系 统检测到得环境温度以及系统预设的温度动态的显示在 LED 数码管上。 根据系统检测到 得环境温度与系统预设温度的比较，实现风扇电机的自动启停以及转速的自动调节。该 系统成本低，可靠性高，有较高的应用价值。 随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制的温度控制系统也应运而 生，如基于单片机的温控风扇系统。它使风扇根据环境温度的变化实现自动启停，使风 扇转速随着环境温度的变化而变化，实现了风扇的智能控制。它的设计为现代社会人们 的生活以及生产带来了诸多便利，在提高人们的生活质

4、量、生产效率的同时还能节省风 扇运转所需的能量。 第二章 整体方案设计 3 第二章第二章 整体方案设计整体方案设计 2.1 系统整体设计 本设计的整体思路是： 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AT89C52进行处理， 在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。 其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。同时 采用 PWM 脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值， 一个提高预设温度，另一个降低预设温度值。 2.2 系统功能简介 本系统能够实现单片机系统检测环境温度的变化， 然后根据环境温

5、度变化来控制风 扇直流电机输入占空比的变化，从而产生不同的转动速度，亦可根据键盘调节不同的设 置温度，再由环境温度与设置温度的差值来控制电机。当环境温度低于设置温度时，电 机停止转动；当环境温度高于设置温度时，单片机对应输出口输出不同占空比的 PWM 信 号， 控制电机开始转动， 并随着环境温度与设置温度的差值的增加电机的转速逐渐升高， 同时，会产生高温报警信号，系统还能动态的显示当前温度和设置温度，并能通过键盘 调节当前的设置温度。 2.3 系统原理框图 图 2-3 系统原理框图 AT89C52 DS18B20 温度检测温度检测 独立键盘独立键盘 时钟电路 复位电路 数码管显示数码管显示 报

6、警电路报警电路 PWM 驱动驱动 直流电机直流电机 第三章 系统的硬件设计 5 第三章第三章 系统的硬件设计系统的硬件设计 3.1 硬件总设计原理图 本系统的硬件模块有：主控芯片模块、时钟复位模块、独立键盘输入模块、温度转 换模块、声光报警模块、显示模块和电机风扇模块，共七大模块组成。分别负责读取、 显示、转换、报警以及运转等功能的实现。其总设计原理图如图 3-1 所示： 图 3-1 硬件总设计原理图 3.2 各模块电路单元设计 3.2.1 主控模块的设计 本系统的主控模块如图 3-2-1 所示。本模块主要有 AT89C52 单片机组成，其功能主 要是读取相关数据作处理后，把数据存储在单片机 RAM 中，再把数据传送到输出电路用 于显示或控制等。 图 3-2-1 主控单片机模块 下面介绍某些引脚的接法： XTAL1 和 XTAL2 连接 12MHz 的晶振， RST 接复位电路引脚， P12 引脚接驱动电动机的输入引脚， P15 接声光报警电路的输入引脚， P16 和 P17 分别接的是独立按键的设置预定值的“加”和“减” ， P37 接温度传感器的数据端口 I/O