51单片机课程设计——智能电风扇

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1、 智 能 电 风 扇 的 设计 学 院 计算机与控制工程学院 专业班级 自动化 073 班 学生姓名 指导教师 2010 年 6 月 25 日 I 引 言 随着人们生活水平及科技水平的不断提高，现在家用电器在款式、功能等方面日益 求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足 之处。电风扇作为家用电器的一种，同样存在类似的问题。 现在电风扇的现状：大部分只有手动调速，再加上一个定时器，功能单一。 存在的隐患或不足：比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇，浪费电且不说还容易 引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。再比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高， 但到了后半夜气温下

2、降，风速不会随着气温变化，容易着凉。 之所以会产生这些隐患的根本原因是：缺乏对环境的检测。 如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能，当房间里面没有人时能自动的关闭电 风扇；当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇，这样一来就避免了上述的不足。 本次设计就是围绕这两点对现有电风扇进行改进。 1 1.总体方案设计及功能描述 本设计是以 AT89C51 单片机控制中心，主要通过提取热释电红外传感器感应到的 人体红外线信息和温度传感器 DS18B20 得到的温度以及内部定时器设定时间长短来控 制电风扇的开关及转速的变化。 功能描述：电风扇工作在四种状态：手动调速状态、自动调速状态、定时状态、停 止状态

3、。 手动状态时可以手动调节速度；自动状态时通过温度高低自动调节速度，如果出现 手动现象则变为手动状态;定时状态时可以调节定时时间， 并设定是否启动定时， 之后可 以手动退出，也可以在不操作 6 秒后自动退出进入手动状态；停止状态时可以被唤醒并 进入自动状态。 当没有检测到人体存在超过 3 分钟或定时完毕时进入停止状态。 在数码管显示方面，当没有定时时，只显示气温，当定时启动时气温和定时剩余时 间以 3 秒的速度交替显示。 系统方框图如下图所示,主要包括：输入、控制、输出三大部分 8 个功能模块。 图 1-1 系统方框图 键盘输入 热释电红外传感器 温度传感器 （DS18B20） AT89C51

4、 数码管 发光二极管 蜂鸣器 继电器 2 2.功能模块硬件简介与实现 2.1 键盘输入电路 由于设计中用到的按键数目不多，所以可以直接用 AT89C51 的通用 IO 端口且选用 AT89C51 的 P1 口（内部有上拉电阻）作为键盘接口。对于按键只需一端接地另一端接 P1 口即可。见下图(2-1)： 图 2-1 2.2 热释电红外传感器模块 2.2.1 热释电红外线传感器原理简介 人体辐射的红外线中心波长为 910um，而探测元件的波长灵敏度在 0.220um 范 围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过 光的波长范围为 710um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由 滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。 实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组 成，在元件两个表面做成电极，如图 2 所示。在环境温度有 T 的变化时，由于有热释 电效应，在两个