基于单片机的智能温控风扇设计论文

基于单片机的智能温控风扇设计论文
基于单片机的智能温控风扇设计论文

学科分类号0807

本科生毕业论文(设计)

题目(中文):基于单片机的智能温控风扇设计

(英文):The Design of Intelligent Temperature Controlled Fan Based on MCU

学生:胜珠

学号: 1210404032

院别:电气与信息工程学院

专业:通信工程

指导教师:简小明讲师

起止日期: 2015.10-2016.5

2016年5月16日

学院本科毕业论文(设计、创作)诚信声明

作者重声明:所呈交的本科毕业论文(设计、创作),是在指导老师的指导下,独立进行研究所取得的成果,成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的容外,论文(设计、创作)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对论文(设计、创作)的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。

本科毕业论文(设计、创作)作者签名:

年月日

目录

摘要 .................................................................. I 关键字 ................................................................... I Abstract ................................................................. I Key words ................................................................ I 1 前言 . (1)

1.1 智能风扇概况 (1)

1.2 STC89C52单片机简介 (1)

1.3 课题研究的意义 (2)

2 设计的任务和要求 (2)

2.1 设计任务 (2)

2.2 设计要求 (2)

3 设计方案的选择和论证 (2)

3.1 温度传感器部分 (2)

3.2 控制部分 (3)

4 系统设计 (5)

4.1 系统框架设计 (5)

4.2 控制部分原理 (5)

4.4.1 DS18B20温度传感器的温度处理方法 (5)

4.4.2 温度传感器和显示电路组成 (7)

4.4 电机调速电路 (7)

4.4.1 电机调速原理 (8)

4.4.2 电机控制模块设计 (8)

5 控制器软件设计 (9)

5.1 主程序 (9)

5.2 温度传感器模块和显示模块 (10)

5.3 电机调速和控制子模块 (12)

参考文献 (13)

致 (14)

附录A (15)

基于单片机的智能温控风扇设计

摘要

在日常生活中发现传统风扇的使用有些不方便的地方,比如在很多的地区昼夜温差大,人们睡觉时一般依靠风扇的定时功能,这样可能出现风扇因定时到了而关闭,但温度并没有降低很多,也有可能温度降低了很多但定时没有到,风扇还在转动。为解决这个问题本文简绍了一种智能温控风扇系统,具有温度检测和显示功能,使用STC89C52单片机作为系统对风扇的转速进行控制。

此风扇设计两个档位,由单片机根据DS18B20温度传感器传来的数字信号进行控制,当温度高于上限值时,风扇较快转动;当温度处于上限值与下限之间时,风扇较慢转动;当温度低于下限时,风扇停止转动。

关键字

单片机;智能控制;温度传感器

The Design of Intelligent Temperature

Controlled Fan Based on MCU

Abstract

There are some inconvenient places in the use of traditional f an in daily life, such as many regions of the temperature difference between day and night, people generally rely on timing function of fan, the fan may be shut down when the timer goes , but temperature did not reduce a lot of, In order to solve this problem, this paper introduces a fan system controlled by temperature , which has the function of temperature detection and display, and control the speed of the fan by using STC89C52 single chip microcomputer as the system.

The fan design two stalls, it is controlled by MCU according to temperature sensor DS18B20 digital signal, when the temperature is higher than the upper limit value, fan fast rotation; when the temperature is between upper limit and lower limits, fan slower moving; when the temperature is below the limit, fan stops rotating

Key words

MCU; Intelligent control; Temperature sensor

1 前言

1.1 智能风扇概况

虽然当今空调在不断的推广,使用越来越普及,但是电风扇并没有被淘汰,在市场上依然占有一席之地,它有着空调所不具备的优点,比如有些人对空调的使用有些不适应,出现一些所谓的空调病,而风扇的风比较温和,老少皆宜,而且风扇的价格比空调便宜很多,还节约电,使用和安装都非常的简单,这是风扇在市场上一直还有一席之地的主要原因。

随着科技的发展,电子产品越来越趋于智能化,智能化产品在人们生活中也越来越受欢迎,因此由微机控制的智能电风扇将深受人们的喜爱。在人们的日常生活中,传统的风扇一般使用机械方式进行控制,功能比较少,一般只有手动调档和定时功能,到了季节交替时节昼夜温差大,白天温度高,电风扇应高转速、产生大风量,使人感到凉爽;到了晚上,气温降低,当人入睡后,应该逐步减小转速,降低风量,以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能,但必须要人手动换档,如果人睡着了就无能为力,传统风扇就普遍采用的定时器关闭的做法,而这样也是有些不足,一方面是定时时间长短有限制,一般是一两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇,如果增加定时器时间,而又非常的麻烦,而且可能多次定时后最后一次定时时间太长,在温度降低以后风扇依旧继续吹风,可能使人感冒;还有一个很大的不便,就是人们彻夜使用风扇时,晚间入睡以后温度会下降很多,风扇的转速不能自动变小,也可能使人感冒。

为了解决上述的问题,我们设计了这套智能温控风扇系统。使用DS18B20来检测周围环境的温度,将数字信号传给52单片机进行处理,同时使用数码管显示此时的温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作的智能控制。

1.2 STC89C52单片机简介

STC89C52单片机的功能强大,而且功耗很低,成本低,在各种需要控制系统的地方能够灵活运用,片具有4bytes能够反复擦写的只读存储器和128 bytes的随机存取存储器,还有灵活的8位CPU和可编程flash,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统.

STC89C52单片机有如下基本功能功能:具有4K的Flash快速存储器,128B的部RAM,2个16位定时计数器,32个I/O口线,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片振荡器及时钟电路。此外STC89C52单片机可以降到0Hz的静态逻辑操作,而

且能够应用两种软件的省电工作模式。空闲方式时停止CPU运作,却能够允许定时,RAM、计数器,串行通行口和中断系统继续运行。掉电方式时能够保存RAM中的数据,但是振荡器会停止工作而且还会禁止其它所有的部件工作到下一个硬件的复位。

1.3 课题研究的意义

在我们的日常生活中,有很多地方昼夜温差大,人们在熟睡时不方便调节风扇的档位大小,这时需要智能温控风扇系统,根据当时的温度自动调节风力大小或关闭,这与传统的风扇相比更人性化而且还节约用电。当然在其他地方也可以广泛应用。

2 设计的任务和要求

2.1 设计任务

设计并制作一个基于单片机的智能温控风扇

2.2 设计要求

本设计通过DS18B20对周围环境温度进行数据采集然后传给52单片机进行数据处理,使之形成一个随温度变化而自动做出相应动作的智能系统,这样风扇就能根据温度的变化而相应的自动变化档位,实现“温度高、风力大、温度低、风力弱”的性能。此外,用户通过按键来实现各种功能的控制,设置电风扇停止工作时的温度,只要温度比所设温度低时,电风扇就会自动的关闭,如果温度变化高于这个温度时电风扇就会自动的重新启动。

本设计的重要容如下:

(1)风扇的档位有高低两个,用户可以通过键盘设置温度的上下限值。

(2)当温度比所设温度下限值低时电风扇就会自动关闭。

(3)当温度在所设温度下限和上限之间时电风扇慢速转动。

(4)当温度高于所设温度上限值时电风扇快速转动。

3 设计方案的选择和论证

3.1温度传感器部分

方案一:用热敏电阻来设计温度传感器部分,首先把由温度变化而引起热敏电阻阻值的变化通过运大器放大、再把这个随温度变化的模拟信号通过AD转换芯片ADC0809变成数字信号供给单片机进行处理。

方案二:用热电偶来设计温度传感器部分,外界温度的变化会引起热电偶的电流,先用桥式电路进行整流,在用运算放大器放大电流信号,最后通过AD转换电路将模拟信号转变成数字信号传给单片机进行处理。

方案三:用温度传感器DS18B20来设计温度传感器部分,因为传感器DS18B20集成元件把周围环境的温度转变成了数字信息直接送给单片机进行处理就行。

对于方案一而言,虽然热敏电阻的价格比较便宜,制作成本低,可是他对周围环境温度的变化不怎么敏感,而且在温度数据的采集、放大和转换时还会产生失真与误差,此外因为热敏电阻的R-T是非线性的关系,外界温度变化引起的阻值变化本来就存在误差,如果在增加电路来纠正误差,这样不但使电路复杂而且对外界环境的温度变化更加的不敏感。所以放弃此方案。

对于方案二而言,虽然热电偶比方案一中的热敏电阻对温度的变化敏感一些,而且在失真和误差方面也有很大的提高,但热电偶温度检测围可以从-50摄氏度到1600摄氏度,此围太广,对本设计不合适,对温度的变化还需更敏感。

对于方案三而言,因为DS18B20是数字式的高集成温度传感器,特点就是集成化高,输出的又是数字信号,使得电路更加的简单,误差也更小,而且因为DS18B20检测温度在原理上与前两种方案有着本质的区别,这让它对温度的分辨力提高了很多。而且温度的数值在器件直接转换成了数字信号输出,这使得系统程的序设计计更加的简单,此外因为DS18B20使用了先进的单总线技术,这使得单片机的接口变的简单很多,而且有较强的抗干扰能力。关于DS18B20的详细参数参看下面“硬件设计”中的器件介绍。

3.2 控制部分

方案一:用热电偶或者热敏电阻将外界环境温度的变化转变成电信号的变化,再传给由集成运放构成的比较电路,来判断控制电风扇的档位,使得当环境的温度超过或者低于某值时,风扇会自动的切换到相应的档位。

方案二:用单片机作为控制系统,编写相应的程序,使单片机根据输入的温度信号自动做出相应动作来控制电风扇的档位。

对于方案一,虽然电压比较电路制作简单,也不要编写相应的程序,但它的控制方式却太过简单,不能够由用户设置上下限温度,因此不能满足不同用户的不同要求。

对于方案二,用单片机作为控制核心,可以编写程序通过数码管显示出温度传感器检测的温度,除此之外用户还可以通过键盘自主的设置上下限温度值,这满足了用户的全方位需求。并且通过程序判断温度具有极高的精准度,能精确把握环境温度的微小变化。因此就选方案二。

3.3显示部分

方案一:使用五位共阳数码管显示温度,动态扫描显示方式。

方案二:使用LCD液晶显示屏显示温度

对于方案一,此方案成本低廉,显示温度明确醒目,在夜间也能看见,功耗极低,显示驱动程序的编写也相对简单,这种显示方式得到广泛应用。不足的地方是扫描显

示方式是使五个LED逐个点亮,因此会有闪烁,但是人眼的视觉暂留时间为20MS,当数码管扫描周期小于这个时间时人眼将感觉不到闪烁,因此可以通过增大扫描频率来消除闪烁感。

对于方案二,液晶体显示屏具有显示字符优美,不但能显示数字还能显示字符甚至图形的优点,这是LED数码管无法比拟的。但是液晶显示模块价格昂贵,驱动程序复杂,从简单实用的原则考虑,就采用方案一。

3.4调速方式

方案一:根据电磁感应原理,将220V的电压通过不同的线圈降至不同的电压,然后控制电风扇电机接到不同电压的线圈上,这样就可以控制电机的转速了,实现自动变档功能。

方案二:使用晶闸管组成电风扇的无级调速电路。

相对于方案一,因为是用变压器改变电压来调节风速,这使得风速有明显级别跳变,不适合人性化的要求。此外,在变压时会产生能量损耗而发热,使得电力利用效率降低,而且发热还可能引起不安全问题。

相对于方案二,通过电位器来控制晶闸管导通角的大小,可以实现从关闭到最大风之间的无级别调速,既可以使风力调节在关闭到最大风之间的任意风力。而且在调速过程中基本上没有电力损耗。因此采用方案二。

3.5控制执行部份

方案一:使用AD0832数模转换芯片进行控制,通过单片机根据的当前环境温度值输出相应的数字量到数模转换芯,再经由数模转换芯输出模拟信号来控制晶闸管导通角的大小,最后通过无级调速电路来实现温度控制时的自动无级风力调节。

方案二:使用继电器来实现,通过单片机来控制继电器接有控制晶闸管导通角的电阻是否接入电路,既根据当前环境温度值在相应的管脚送出的高/低电平,来决定这个继电器导通角的控制电阻是否接入狼人电路。(详见4.2.4)

对于方案一,虽然能够实现风扇处于温控状态时能够无级调速,不过D/A数模转换芯片的价格比较高,跟温控状态下的无级调速功能相比性价比并不高。

对于方案二,虽然温控状态下风速的调节有明显的跳变,只能够实现强/弱两级风速调速,但是继电器价格很便宜,控制也可靠,而且人们对于无级调速这个功能并不是很需要,所以采用方案二。

4 系统设计

4.1 系统框架设计

图4.1 系统总体结构框图

4.2 控制部分原理

传统风扇是用220V的交流电供电,风扇的转速分为多个档位,需要人们手动来调整风扇档位来改变风速,既每次改变风速,都要有人工来操作,这非常的不方便。

本文就介绍了一种智能电风扇的设计,用STC89C52单片机作为控制核心,结合温度传感技术,把智能控制技术应用于电风扇智能控制中,先通过单片机处理采集到的温度信号,然后通过可控硅对风扇的电机转速进行调整。这样就不需要人工换档达到智能控制的目的。

4.3 温度测量和显示电路

可用LM324A 运算放大器来作为温度传感器,将他设计为比例控制调节器,输出的电压跟热敏电阻阻值成正比,但是这种方法需要经过多次检测后方才可使采样精确,比较烦琐。因此采用更好的DS18B20 数字温度传感器,它能够直接将环境温度的模拟信号转变成数字信号,这使电路变得简单,提高电路的运行效率。

4.4.1 DS18B20温度传感器的温度处理方法

DS18B20简介:

DS18B20温度传感器是由美国DALLAS半导体公司在DS1820之后研发出的一种更智能温度传感器。它跟传统热敏电阻相比较,能够直接读出周围环境的温度而且可以根据实际的要求通过编程来实现9~12位数值读数方式。还可分别在93.75 ms和750 ms 完成9位和12位的数字量,此外,从DS18B20读出的信息或者写入DS18B20的信息只需要一根口线读写就可以了,温度的变换功率来自数据总线,总线本身也能够向所接的DS18B20供电,这样不需要额外电源,所以使用DS18B20可以使系统的结构更加简单,

可靠性也提高了很多。它在测量温度的精度、转换的时间、传输的距离、分辨率等方面比DS1820有着很大的提高,这给用户使用带来了更多的方便,效果也更令人满意。

特点如下:

(1)它有一个独特的单线接口:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线可以实现单片机和DS18B20的双向沟通。

(2)其他外围组件不需要使用。

(3)数据线可用于电源供电,电压围为5.5伏+ 3伏。

(4)温度测量的围为:-55 ~+125 ℃。测量温度的分辨率为:0.5 ℃。

(5)程序设计可以实现12位数字读出方式。

(6)用户可以设置非挥发性报警的上下限值。

(7)可以支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联到惟一的三线上,可以实现多点测量温度。

(8)负压特点,当电源的极性接反时,温度计不会因为发热而被烧毁,但却不能够正常工作。

单线技术:

该技术通过单根信号线,就可以传输时钟,也能够传输数据,并且是双向传输的。非常适合单主机系统,这样就这可以使主机能控制一个或者多个从机设备,用一个漏极开路或者三态端口连接该数据线,使得设备在不发送数据的时候能够释放该线,而且能让其它设备使用。单线一般要接一个5K的上拉电阻,这当该线空闲的时候,它为高电平状态。

主机与从机之间通讯分成三个步骤:1.初始化单线器件。2.识别单线器件。3.单线数据传输。

单线协议通过应答脉冲、复位脉冲、写1、写0、读1、读0,这几种信号来实现,这些信号除了应答脉冲外其它的都通过主机发起,而且指令和数据字节都必须是低位在前。

DS18B20能够直接将测得的温度值转变成数字量传给给单片机处理,工作时一定要严格的按照单总线器件的工作时序。

表4.1 部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表

+125 0000 0111 1101 000007D0H

+85 0000 0101 0101 00000550H +25.625 0000 0001 1001 00010191H

+10.125 0000 0000 1010 001000A2H

+0.50000 0000 0000 10000008H

0 0000 0000 0000 00000000H

-0.5 1111 1111 1111 1000FFF8H

-10.1251111 1111 0110 1110FF5EH

-25.6251111 1111 0110 1111FF6FH

-55 1111 1100 1001 0000FC90H

4.4.2 温度传感器和显示电路组成

本模块的温度传感器选用更加优秀的DS18B20,选用STC89C52单片机作为控制处理器,再添加温度显示部分作为温度控制输出单元。本系统尽量结构简单,但功能也要完善。温度传感器电路图如图2所示。

系统的工作原理:

通过DS18B20采集周围环境的温度,将测量传入单片机2.4口温度数据,通过单片机处理显示当前温度,并与用户设定的温度上下限值进行比较,如果设定的高限或高于设定的阈值低,控制电机的转速自动调节。

图4.2DS18B20温度传感器原理图

4.4 电机调速电路

电机速度控制是整个控制装置的一个重要方面。通过控制改变三极翻出的导,使输出端电压发生改变,从而使施加在电风扇的输入电压发生改变,以调节风扇的转速,实现各档位风速的无级调速。

4.4.1 电机调速原理

双向可控硅的导通条件如下:

(1)阳-阴极间加正向电压;

(2)控制极-阴极间加正向触发电压;

(3)阳极电流I

A 大于可控硅的最小维持电流I

H

电风扇的档位设为高低两档,每个档位的风速有一个限定值。当在额定的电压和功率下以最高速度转动时,要使风扇风叶的最大圆周上的线速度不小于或等于

2150m/min。而且线速度可通过下面的公式求得

V=πDn×103(4.1)式(4.1)中,V代表风扇扇叶最大圆周上的线速度(m/min),D代表风扇扇叶的最大直径(mm),n代表电风扇的最快转速(r/min)。

代入数据可得n

5≤1555r/min,取n

5

=1250 r/min.又因为:

%

70

%

100≤

?

=

最高调速档的转速

最低调速档的转速

调速比 (4.2)

取n

1

=875r/min。因此可以得到五个档位的转速值:

n 1=875r/min,n

2

=980r/min,n

3

=1063r/min,n

4

=1150 r/min,n

5

=1250r/min

又因为负载上的电压有效值为

u 0=u

1??

?

?

?

+

-

π

α

π

α

π

2

2

sin

(4.3)

式(4.2)中,u

1

代表输入交流电压的有效值,α代表控制角。求解得:

(1)当α

5

=0°时, t=0ms;

(2)当α

4

=23.5°时, t=1.70ms;

(3)当α

3

=46.5°时, t=2.58ms;

(4)当α

2

=61.5°时, t=3.43ms;

(5)当α

1

=76.5°时, t=4.30ms。

上面得出的是控制角度和触发的时间,当检测到过零点时,通过所求解的触发时间延时发脉冲,就可以实现预期转速。

4.4.2 电机控制模块设计

本模块使用了MOC3041M 过零双向可控硅型光耦,过零检测、集光电隔离和过零触发等功能,防止了输入和输出通道同时控制双向可控硅触发的缺点, 使得输出通道隔离2驱动电路的结构简化。可控硅触发电路原理图见下图3。其中RL电路即作为电机负载,

它的工作原理是:单片机先响应用户的参数设置, 使得在I/ O 口输出一个高电平, 再经过反向器反向, 输出一个低电平,这使得光电耦合器导通, 与此同时触发双向可控硅, 使得工作电路导通。在给定的时间,负载的功率为:

UI N n

P (4.4)

式(4.3)中: P 表述负载产生的功率( kW ), n 表示给定的时间可控硅导通过正弦波的个数,N 表示给定时间交流正弦波总数, U 表示可控硅在一个电源周期全导通时所对应电压有效值(V ), I 表示可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值(A )。由式(4.3) 可得,当U , I , N 为定值时, 只需改变n 值就可以控制功率的输出大小,这就达到调节风扇的转速。

图4.3 电机控制原理图

5 控制器软件设计

本系统的程序选用C 语言进行编写,采用模块化的设计方法,整体的程序由主程序和显示,键盘扫描,红外线接收,电机控制等子程序模块组成。 5.1 主程序

当主程序初始化以后,就开始反复的检测各个模块相关部分的缓冲区的标志,假设缓冲区进行了置位,就说明了相应的数据需要进行处理,随后主程序就调用相应的处理子模块。如下图5.1所示。

程序启动

图5.1 主程序的模块流程图

5.2 温度传感器模块和显示模块

如下图5.2所示,本设计用的是4位共阴极数码管。在硬件连接上,利用MCU 的A 口控制8个位段(数据),用B 口的低四位控制数码管的位选信号。图中,PTA7~0分别接h ~a 位段,PTB3~0分别过1K 电阻与CS3~0位选端相接,这样PTB3就控制最左边一个数码管的显示,PTB0则控制最右边一个数码管的显示。接在位选线上的1K 电阻是限流电阻,避免电流过大烧坏数码管。

如下图5.3所示,单片机控制DS18B20数字温度传感器完成温度转换工作必须经

图5.2 MCU 与4位数码管的连接

过三个步骤:1.初始化。2.ROM操作指令。3.存储器操作指令。单片机使用的系统频率为12MHz,12M是比较常用的晶,51单片机是12分频的,如果选用12M晶振,如果是单指令周期的语句,刚好是1us,其他语句正好是1us的整数倍。很轻松算出每个语句用了多长时间。

依据DS18B20温度传感器进行初始化时序、读时序和写时序分别可编写3个子程序:初始化子程序、写子程序、读子程序。

图5.3 数字温度传感器模块的程序流程图

DS18B20芯片功能命令表如下表5.1。

表5.1 DS18B20功能命令表

5.3 电机调速和控制子模块

本模块使用的是双向可控硅过零触发方式,用单片机来控制双向可控硅是否导通,通过控制每个控制周期的可控硅导通和关断交流完整的全波信号的数目来调整负载的功率,这样转速就得到了调整。由于INT0信号反映出工频电压过零时刻,因此只需在图外中断0的中断服务程序里实现控制门开启与关闭,并且使用中断服务的次数对控制量n进行计数和判断,每次中断一次,就对n减1,假设n不等于0,维持控制电平使之为“1”,再打开控制门;如果n=0,就让控制电平复位变为“0”,关闭控制门,就使可控硅的过零触发脉冲不能通过。这就能够按照控制处理获得的控制量的要求,完成可控硅的过零控制,这样就达到了按控制量控制的功效,实现速度的可调整。

(1)中断服务程序:当中断服务程序运行时,先要保护现场,INT0中断标志的置位,阻止主程序进行参数的修改,再开始减1计数,同时判断是否关断可控硅,最后INT0中断标志位进行清零,使初始化数据还原,恢复现场,中断返回。(设1秒钟通过波形个数为N=100)

(2)回路控制执行程序:主回路控制执行程序是为了初始化数据存储单元,确定

电机的工作参数n

min /n

max

,同时将它换算为“有效过零脉冲”的个数;确定中断的优先

级、开中断,这样可以保证正弦波的完整性,而工频过零同步中断INT0定为高一级的中断源。中断响应流程图如下图5.4。

图5.4 电机控制模块中断响应流程图

参考文献

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本次设计在简小明老师的耐心指导下,我的毕业设计顺利完工,为大学生活画上了一个完美的句号。

首先我想对教导过我的老师们由衷的说声你们辛苦了,感你们在这大学四年中对我的教诲,也是由于你们教给我的知识我才能顺利完成本次设计,再次的你们!”

同时我很感学校严格要求我们,这使得我也严格遵守学校的安排,能够按时完成本次设计任务。

在这个不同寻常的今天,我非常感所有帮助过我的老师、同学和朋友们,献上我由衷的祝愿,希望生活中最美好的东西永远和你们相伴!

附录A

主程序

void main(void)

{

uint ltemp;

uchar g,d; //初始化温度

dianji=0; //初始化电机

read_temp(); //读取测温子程序,读取温度数值

delay(1000); //延时

while(1)

{

int1=1;

int2=0;

dianji=0;

ltemp=read_temp(); //温度赋值

delay(2);

d=read_ds18b20_date(); //温度的低位

g=read_ds18b20_date(); //温度的高位

ltemp=g;

ltemp<<=8;

ltemp=ltemp|d;

t=ltemp*0.0625;

ltemp=t*10;

shi=ltemp/100; //温度十位

ge=(ltemp%100)/10; //温度个位

keyscan(); //读取键盘子程序

delay(2);

deal(ltemp/10); //运行温度判断子程序,由温差设置占空比

dianjik(); //运行电机控制子程序

}

}

人工智能课程设计报告--动物识别系统

计算机科学与技术学院 《人工智能》课程设计报告设计题目:动物识别系统 设计人员:学号: 学号: 学号: 学号: 学号: 学号: 指导教师: 2015年7月

目录 目录 (1) 摘要 (2) Abstract (2) 一、专家系统基本知识 (3) 1.1专家系统实际应用 (3) 1.2专家系统的开发 (3) 二、设计基本思路 (4) 2.1知识库 (4) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.2 知识库建立 (4) 2.1.3 知识库获取 (5) 2.2 数据库 (6) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 三、推理机构 (7) 3.1推理机介绍 (7) 3.1.1 推理机作用原理 (7) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 正向推理 (7) 3.2.1 正向推理基本思想 (7) 3.2.2 正向推理示意图 (8) 3.2.3 正向推理机所要具有功能 (8) 3.3反向推理 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2 反向推理示意图 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 四、实例系统实现 (9)

课程设计报告家用电风扇控制系统完整版

课程设计报告家用电风扇控制系统完整版 电子课程设计 ——家用电风扇控制逻辑电路设计 学院:电子信息工程学院专业、班级:电子131501班 姓名:李思尚 学号:201315020109 指导教师:李小松 2015年12月 - 1 - 目录 电子课程设计 ____________________________________________________ - 1 - 一、设计任务与要求 ______________________________________________ - 4 - 1、基本要求_________________________________________________ - 4 - 2、提高要求_________________________________________________ - 4 - 二、总体框图(数字电路方案) ____________________________________ - 4 -

1、风速、风种模块___________________________________________ - 5 - 2、脉冲触发模块_____________________________________________ - 5 - 3、输出控制模块_____________________________________________ - 5 - 4、定时模块_________________________________________________ - 5 - 5、复位模块_________________________________________________ - 5 - 6、秒脉冲发生器_____________________________________________ - 5 - 三、器件选型 ____________________________________________________ - 6 - 1、触发器___________________________________________________ - 6 - 2、计数器___________________________________________________ - 7 - 1)、计时部分计数器_______________________________________ - 7 - 2)、预设时间部分计数器___________________________________ - 8 - 3、数据选择器_______________________________________________ - 9 - 4、555定时器_______________________________________________ -

智能温控风扇设计-文献综述

智能温控风扇设计 摘要:本文综述了温度控制技术的有关概念以及现今温度控制技术存在的问题,同时介绍了温度控制技术的发展历史以及研究现状并指出随着温度控制技术的不断发展,温度控制技术将朝着高精度、智能化等方面快速发展 关键词:温度控制;发展;智能化

The design of Intelligent Temperature Control Fan Abstract:This paper discusses conceptions related to temperature control and points out the main problem of temperature control technology. And it also states development background and furture development of intelligent temperature control system and it points out that with these development of temperature control technology, the temperature control system will become more precise, intelligent. Key words: temperature control; development;intelligent

1.1 综述目的 随着温度控制技术与计算机、通信等技术的不断结合,使得现今的温度控制技术在过去几十年里有了极大发展。同时,随着工业化生产的不断发展,其对温度控制的提出了高精度、高智能化的发展要求。因此,介绍了解当前温度控制系统的发展状况对设计研究高精度、高 智能化的温度控制系统有其积极意义。 1.2 有关概念 PID控制——将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。用这一控制量对被控对象进行控制,这样的控制称为PID控制。 参数整定——通过改变控制单元参数,如比例度δ、积分时间Ti、微分时间Td等,改善系统的动态、静态特性,以求取较佳的控制效果的过程。 1.3 综述范围 本文从温度控制电路的发展、温度控制算法的改进以及温度传感器的发展方向等几个方面综述了智能温度控制系统在近几年的发展状况以及未来的发展趋势。

单片机课程设计智能温控调速风扇

摘要 本课程设计基于温度传感器和51单片机控制技术,设计了一种智能温控调速风扇。本设计的温控风扇利用温度传感器DS18B20来检测外界环境的温度,利用数码管显示境温度和风度档位,既可以通过控制按键人工调节开启温度以及风速,也可实现风速的自动控制。并可以将定时时间存入AT24C02芯片,实现数据的掉电保护。风扇共有十个档位,根据PWM来控制调节风扇速度。本论文阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。 电风扇的自动控制,可以更加便于人们对风扇的使用。克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速的困难。因此,智能电风扇的设计具有重要的现实意义。 关键词单片机;温度传感器;直流电机;pwm

设计任务及要求 设计内容 硬件设计 硬件设计包括:STC89C52RC单片机整体电路设计、数码管显示电路设计、温度传感器电路、独立按键电路、基于AT24C02掉电保护电路设计。软件设计 本次课程设计全部程序均为C语言编写。实现风扇风速的温度自动控制、人工按键控制、定时功能、数码管数据显示和掉电保护功能的智能风扇控制程序。 设计要求 (1)利用温度传感器DS18B20检测环境温度,通过数码管显示出来。(2)根据温度的高低,输出不同占空比的PWM控制风扇风速。 (3)可以选择人工控制还是温度自动控制。 (4)可以进行风扇开启时间的定时。 (5)为防止突然停电而使数据丢失,需要设计由单片机将数据送到 AT24C02模块中储存的模块,使其具有掉电保护功能。 (6)可以实现风扇最低开启温度的设定。 1 引言 1.1 研究背景 风扇是我们在日常生活中经常使用的设备,但传统风扇通常是由人为设定风扇的档速,季节交替时节,白天温度很高,电风扇应高转速;到了

温控风扇参考论文

任务书 温控自动风扇系统 摘要: 本设计为一种温控风扇系统,具有灵敏的温度感测和显示功能,系统AT89S52 单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。可由用户设置高、低温度值,测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档,当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档,当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇,控制状态随外界温度而定。 引言 生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如,现在虽然不少城市家庭用上了空调,但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备,春夏(夏秋)交替时节,白天温度依旧很高,电风扇应高转速、大风量,使人感到清凉;到了晚上,气温降低,当人入睡后,应该逐步减小转速,以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能,但必须要人手动换档,睡着了就无能为力了,而普遍采用的定时器关闭的做法,一方面是定时时间长短有限制,一般是一两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇,增加定时器时间,非常麻烦,而且可能多次定时后最后一次定时时间太长,在温度降低以后风扇依旧继续吹风,使人感冒;第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能,不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面,现在绝大多数都采用了风冷系统,利用风扇引起空气流动,带走热量,使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度,必须用大功率、高转速、大风量的风扇,而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音,则要减小风扇转速,又会引起电子设备温度上升,不能两全其美。为解决上述问题,我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器,用单片机控制,能显示实时温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作,精确度高,动作准确。 1、方案论证 本系统实现风扇的温度控制,需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停机控制部件。

人工智能课程设计报告-罗马尼亚度假问题

人工智能课程设计报告-罗马尼亚度假 问题 1

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3 2020年5月29日 课 程 :人工智能课程设计报告 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师:赵曼 11月

人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,能够设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的”容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些一般需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种”复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅 速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐 - 1 - 2020年5月29日

电工课程设计家用风扇控制器

目录 前言 (3) 摘要 (4) 1.课程设计任务要求 (4) 2.方案设计 (5) 2.1总体思路 2.2基本原理 2.3框图 3.单元电路设计 (6) 4.Multisim 仿真设计 (14) 5.安装调试步骤 (17) 6.故障分析与电路改进 (18) 7.总结与涉及调试体会 (23) 8.队员分工 (24) 参考文献 (24) 附录一 (25) 实验清单 (25)

前言 炎炎夏日,酷暑难耐,很多家庭选择使用电风扇来降温解暑。之 所以家用电风扇普及范围广,是因为它经济,便捷,实用的性质。本 次课程设计任务为设计并制作一个家用风扇控制器,并实现一定的功 能控制功能。相关功能要求包括风速、类型和通断的调节与控制,并 在风扇运行于任意状态下都对其实现功能的切换,充分体现其可控制性。 设计内容是用一个按钮来实现风速强、中、弱的转换并且实现循环;一个按钮来实现风种从正常风、睡眠风、自然风的转换并且实现 循环;并且用不同颜色LED灯的显示来表示风速与风种的状态各个状态。一个模块是风速的循环控制电路,利用74ls192、74ls138芯片 实现三种状态的循环计数,并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭; 一个模块是风种的循环控制电路,利用74ls192、74ls138芯片实现 三种状态的循环计数,并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭,其中 周期性脉冲是利用555发生器产生周期为1s的方波,并且利用 74ls161产生周期为8s和16s的脉冲。 本课题基本实现了控制循环电路的功能,将之有效的连接在一起,实 现了家用电风扇控制逻辑电路的总体功能。 关键字:LED 电风扇循环控制汇编语言 74LS161D 74LS138D 74LS192D 74LS04 74LS08 74LS32

智能温控风扇开题报告

中北大学 毕业设计开题报告 学生姓名:韩强学号:X29 学院、系:信息商务学院、信息与通信工程系专业:电气工程及其自动化 论文题目:家用风扇控制器的设计 指导教 师:温晶晶 2014 年3月 6日

毕业设计开题报告 1.结合毕业设计课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述: 文献综述 一、本课题的研究背景及意义 生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经 步入千万普通家庭中,但空调普遍耗能太多,而且在占中国大部分人口的农村地区依旧 使用电风扇用作降温防暑设备[1]。近些来,空调价格水平不断下降,越来越多的人开始 使用空调,对电风扇行业是个不小的冲击,但是空调的强大的功能下是以高耗能、封闭 空间为代价的。相比之下,电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势,还是具有广 阔的市场空间的,电风扇需要新型的技术功能,来满足不同的人群需求。为了提高电风 扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,且更加安全可靠,智能电风扇随之被提 出[2]。 传统电风扇具有以下缺点:风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速,这对那些 昼夜温差大的地区是致命的缺点,尤其是人们在熟睡时,不但浪费资源,还很容易使人 感冒生病;传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音,特别是夜间影响 人们的睡眠,而且定时范围有限,不能满足人们的需求。鉴于这些缺点,我们需要设计 一款智能的电风扇温度控制系统来解决[3]。 温控风扇系统,是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇,能很好的节约电能, 同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产、日常生活中都有 广泛的应用,如在工业生产中大型机械设备的散热系统,或限制笔记本电脑上的智能CPU 风扇等基于单片机的温控风扇都能够根据环境温度的高低自动启动或停止转动,并能够 根据温度的变化实现转速的自动调节,在现实生活中具非常广泛的用途,因此它的设计 具有一定的价值意义[4]。 二、本课题国内外研究现状及发展趋势 电风扇有着悠久的发展历史,它简称电扇,香港称为风扇,日本及韩国称为扇风机,

基于单片机的智能温控风扇设计

摘要 本设计为智能温控风扇系统,该系统可以实现风扇随实时环境温度而智能变速功能。 系统主要选用STC89C52单片机作为控制中心,DS18B20数字温度传感器采集实时温度,再经单片机处理后通过三极管放大信号后驱动直流风扇的电机。用户可以预设上限、下限温度值,当测得环境温度值在预设上下限值区间中时,此时风扇以半速转动;当温度升高并大于预设上限温度值时,风扇会自动调速,以全速转动;当温度降低并低于预设的下限温度值时,这时风扇电机自动停止转动。全程实现风扇转速随外界温度而智能自变。 关键词:温控风扇,STC89C52单片机,DS18B20数字温度传感器,智能自变

Abstract This design for the intelligent temperature control fan system, the system can realize the fan intelligent variable speed function according to the real-time environmental temperature. STC89C52 single-chip microcomputer system is mainly used as the control center, DS18B20 digital temperature sensor to collect real-time temperature, then through single chip through triode amplifier signal after drive dc fan https://www.360docs.net/doc/5818655345.html,ers can preset upper limit and lower limit temperature, when the environment temperature measurement in the preset upper and lower limit range, the fan rotates at half speed;When the temperature is greater than the preset limit temperature, fan speed automatically, with full rotation.When the lower limit of temperature is lower and lower than the preset value, the fan motor automatically stop running.The entire implementation and intelligence from change fan speed varies with temperature. Key words:temperature control fan, STC89C52 Single chip microcomputer and DS18B20 digital temperature sensor, smart since the change

基于单片机的温控风扇设计论文

. .. 单片机系统课程设计报告 题目:基于单片机的温控风扇的设计 专业:电子信息工程 学号: 2013131033 学生姓名:_黄家快_ 指导教师:王艳春___ 2015 年11 月15日

. .. 目录错误!未定义书签。 摘要...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................错误!未定义书签。第一章整体方案设计 .. (1) 1.1 前言 (1) 1.2 系统整体设计 (1) 1.3方案论证 (2) 1.3.1 温度传感器的选择 (2) 1.3.2 控制核心的选择 (3) 1.3.3 温度显示器件的选择 (3) 1.3.4 调速方式的选择 (3) 第二章各单元模块的硬件设计 (5) 2.1系统器件简介 (5) 2.1.1 DS18B20单线数字温度传感器简介 (5) 2.1.2 达林顿反向驱动器ULN2803简介 (5) 2.1.3 AT89C52单片机简介 (6) 2.1.4 LED数码管简介 (7) 2.2 各部分电路设计 (8) 2.2.1 开关复位与晶振电路 (9) 2.2.2 独立键盘连接电路 (9) 2.2.3 数码管显示电路 (10) 2.2.4 温度采集电路 (11) 2.2.5 风扇电机驱动与调速电路 (12) 第三章软件设计 (14) 3.1 程序设置 (14) 3.2 用Keil C51编写程序 (14) 3.3 用Proteus进行仿真 (15) 3.3.1 Proteus简介 (15) 3.3.2 本设计基于Proteus的仿真 (16) 第四章系统调试 (21) 4.1 软件调试 (21) 4.1.1 按键显示部分的调试 (21) 4.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (21) 4.1.3 电动机调速电路部分调试 (21) 4.2 硬件调试 (22) 4.2.1 按键显示部分的调试 (22) 4.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (22) 4.2.3 电动机调速电路部分调试 (22) 4.3 系统功能 (23) 4.3.1 系统实现的功能 (23) 4.3.2 系统功能分析 (23) 结论 (24) 参考文献 (25)

机械原理课程设计台式电风扇摇头装置之令狐文艳创作

令狐文艳创作 机械原理课程设计说明书 令狐文艳 台式电风扇摇头装置 设计者: 学号: 院系: 班级: 小组成员: 辅导教师: 时间: 目录 一.设计题目…………………………………… 二.计划任务…………………………………… 三.设计提示…………………………………… 四.功能分解…………………………………… 五.机构的选用………………………………… 六.机构组合设计与说明………………………… 七.方案评价及相关计算………………………… 八.小组中三个方案的评价与择优……………… 九.设计体会…………………………………… 一.设计题目 设计台式电风扇的摇头机构,使电风扇做摇头动作(在一

定的仰角下随摇杆摆动)。 风扇的直径为300mm,电扇电动机转速n=1450r/min,电扇摇头周期t=10s。电扇摆动角度ψ,仰俯角度φ与急回系数K的设计要求及任务分配表见表2.11. 表2.11 台式电风扇摆头机构设计数据 我选择方案D:摆角为ψ=95°,急回系数K=1.025。 二.计划任务 (1)按给定的主要参数,拟定机械传动系统总体方案。 (2)画出机构运动方案简图。 (3)分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比,确定它们的基本参数,设计计算几何尺寸。 (4)确定电风扇摇摆转动的屏幕、平面连杆机构的运动学尺寸,它应满足摆角及急回系数K条件下使最小传动角最大。并对平面连杆机构进行运动分析,绘制运动线图,验算曲柄存在条件。 (5)编写设计计算说明书。 (6)学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动

态演示或模型试验验证。 三.设计提示 (1)常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。可以将电风扇的摇头动作分解为风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。以双摇杆机构的连杆作为主动件(即风扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动),则其中一个连架杆的摆动即实现风扇的左右摆动(风扇安装在连架杆上)。机架可取80~90 mm。风扇的上下俯仰运动可采取连杆机构、凸轮机构等实现。 (2)还可以采用空间连杆机构直接实现风扇的左右摆动和上下仰俯的复合运动。 四.功能分解 为完成风扇左右俯仰的吹风需要实现下列运动功能要求:在扇叶旋转的同时扇头能左右摆动一定的角度,因此,应设计设计相应的左右摆动机构完成风扇摇头或不摇头的吹风过程,所以必须设计相应的离合器机构。 扇头的仰俯角调节,这样可以增大风扇的吹风范围。因此需要设计扇头俯仰角调节机构(本方案设计为外置条件旋钮)。 五、机构的选用 1、驱动方式采用电动机驱动。为完成风扇的左右摆动的吹 风过程,采用弧形的轨道装置,轨道中间用一个半圆的滚轮,它结构简单,制造容易,工作可靠,实现风扇平

智能温控风扇开题报告

XXX本科毕业论文(设计)开题报告书 学生姓名学号 二级学院专业级班毕业论文 (设计)题目基于51单片机智能温控风扇 指导教师 职称 毕业论文(设计)工作期限2015年月日起至2015年月日止 毕业论文(设计)进行地点 一、选题的背景与意义: 生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经步入千万普通家庭中,但空调普遍耗能太多,而且在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇用作降温防暑设备。近些来,空调价格水平不断下降,越来越多的人开始使用空调,对电风扇行业是个不小的冲击,但是空调的强大的功能下是以高耗能、封闭空间为代价的。相比之下,电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势,还是具有广阔的市场空间的,电风扇需要新型的技术功能,来满足不同的人群需求。为了提高电风扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,且更加安全可靠,智能电风扇随之被提出。 传统电风扇具有以下缺点:风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速,这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点,尤其是人们在熟睡时,不但浪费资源,还很容易使人感冒生病;传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音,特别是夜间影响人们的睡眠,而且定时范围有限,不能满足人们的需求。鉴于这些缺点,我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 温控风扇系统,是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇,能很好的节约电能,同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产、日常生活中都有广泛的应用,如在工业生产中大型机械设备的散热系统,或限制笔记本电脑上的智能CPU风扇等基于单片机的温控风扇都能够根据环境温度的高低自动启动或停止转动,并能够根据温度的变化实现转速的自动调节,在现实生活中具非常广泛的用途,因此它的设计具有一定的价值意义。 二、研究内容、拟解决的主要问题:

基于STM32温控风扇设计

齐齐哈尔大学 综合实践(论文) 题目基于STM32的温控风扇 学院通信与电子工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师朱磊

摘要:随着科技的日新月异,智能家居逐渐走入普通家庭,风扇作为基本的家用电器也将成为智能家居的一部分。这里介绍的是以STM32单片机为控制单元并结合嵌入式技术设计的一款具有温控调速、液晶显示温度等信息的智能电风扇。经过前期设计、制作和最终的测试得出,该风扇电源稳定性好,操作方便,运行可靠,功能强大,价格低廉,节约能耗,能够满足用户多元化的需求。该风扇具有的人性化设计和低廉的价格很适合普通用户家庭使用。 关键词:STM32单片机电风扇温控调速

目录 摘要............................................................................. 错误!未定义书签。 第1章绪论 (1) 1.1 概述............................................................ 错误!未定义书签。 1.2 设计目的及应用 (1) 第2章温控电风扇方案论证 (2) 2.1 温度传感器的选择 (2) 2.2 控制核心的选择 (2) 2.3 显示电路的选择 (3) 2.4 调速方式的选择 (3) 第3章温控电风扇硬件设计 (5) 3.1 硬件系统总体设计 (5) 3.2 本系统各器件简介 (5) 3.2.1 DS18B20简介 (5) 3.2.2 STM32简介 (7) 3.2.3 LCD1602液晶屏简介 (8) 3.3 各部分电路设计 (9) 3.3.1 温度传感器的电路 (9) 3.3.2 LCD1602液晶屏显示电路 (10) 第4章温控电风扇软件设计 (11) 4.1 软件系统总体设计 (11) 4.2 系统初始化程序设计 (11) 4.3 温度采集与显示程序设计..................... 1错误!未定义书签。结论 (14) 参考文献 (15) 附录1 (16) 附录2 (25)

人工智能课程设计报告-n皇后问题解读

人工智能课程设计报告 课班姓学程:人工智能课程设计报告级 : 名: 号: 指导教师:赵曼 2015年11月

人工智能课程设计报告 人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐步成为一个独立的分支,无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。

课程设计——基于单片机的智能电风扇控制系统

智能风扇设计报告 学院:信息工程学院 专业:自动化

基于单片机的智能电风扇控制系统 第1节引言 电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品,其实并非如此,市场人士称,家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场,近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因:一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能,可以快速有效地降低环境温度,但电风扇的风更温和,更加适合老人儿童和体质较弱的人使用;二是电风扇有价格优势,价格低廉而且相对省电,安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势,但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的,最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小,对于夜间温差大的地区,人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题:当凌晨降温的时候电风扇依然在工作,可是人们因为熟睡而无法察觉,既浪费电资源又容易引起感冒,传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭,但定时范围有限,且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑,我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电,电机转速分为几个档位,通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的,亦即,每次风力改变,必然有人参与操作,这样势必带来诸多不便。 本设计中的智能电风扇控制系统,是指将电风扇的电机转速作为被控制量,由单片机分析采集到的数字温度信号,再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。 1.2设计任务和主要内容 本设计以MCS51单片机为核心,通过温度传感器对环境温度进行数据采集,从而建立一个控制系统,使电风扇随温度的变化而自动变换档位,实现“温度高,风力大,温度低,风力弱”的性能。另外,通过键盘控制面板,用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度,当温度低于所设置温度时,电风扇将自动关

温度控制直流电动机转速的课程设计

目录 1 1引言 (2) 2设计任务及要求 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计要求 (2) 3 本课程设计的意义 (3) 4应用软件介绍 (3) 4.1Proteus仿软真件的介绍 (3) 4.2 Keil软件 (3) 5电路使用元件的介绍 (4) 5.1关于AT89C51单片机的简介 (4) 5.2关于DS18B20温度传感器的简介 (4) 5.3关于L298电机驱动芯片的简介 (4) 5.4关于LM016液晶模块的简介 (5) 6部分硬件的工作原理 (5) 6.1直流电动机的工作原理 (5) 6.2转速的测量原理 (6) 6.3直流电动机的转速控制系统的工作原理 (6) 7直流电动机的转速控制系统软件设计 (7) 7.1编程思路 (7) 7.2系统流程图 (7) 8仿真程序(C语言) (10) 9结束语 (16)

1 1引言 在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计,现在有的90%以上的动力源自于电动机,电动机与人们的生活息息相关,密不可分。随着现代化步伐的迈进,人们对自动化的需求越来越高,使电动机控制向更复杂的控制发展。 近年来由于微型机的快速发展,国外交直流系统数字化已经达到实用阶段由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高,制作成本低,且不受器件温度漂移的影响,且单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等优点,现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱之一。其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算,可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。所以微机数字控制系统在各个方而的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。 现在市场上通用的电机控制器大多采用单片机和DSP。但是以前单片机的处理能力有限,对采用复杂的反馈控制的系统,由于需要处理的数据量大,实时性和精度要求高,往往不能满足设计要求。近年来出现了各种单片机,其性能得到了很大提高,价格却比DSP低很多。其相关的软件和开发工具越来越多,功能也越来越强,但价格却在不断降低。现在,越来越多的厂家开始采用单片机来提高产品性价比。 2设计任务及要求 2.1设计目的 设计一个基于温度的电动机转速控制电路,在相应的软件控制下可以完成要求的功能,即外部温度大于45C时,直流电动机在L298驱动下加速正转,温度大于75C全速正转,当外部温度小于10C时电动机加速反转,温度小于0C时电动机全速反转。温度回到10C-45C时电动机停止转动。在液晶显示屏1602LCD上显示当前的温度值。 2.2设计要求 一、设计一个基于温度的电动机转速控制电路,在相应的软件控制下可以完成要求的功能,即外部温度大于45C时,直流电动机在L298驱动下加速正转,温度大于75C全速正转,当外部温度小于10C时电动机加速反转,温度小于0C 时电动机全速反转。温度回到10C-45C时电动机停止转动。在液晶显示屏1602LCD 上显示当前的温度值。 二、画出基于温度的电动机转速控制电路的电路图; 三、所设计的电路需要在仿真软件Protues v7.5上能够运行,课程设计报告的最后必须附有在仿真软件Protues v7.5下设计的电路图和控制程序清单。

家用电风扇设计报告

目录 一、设计要求 (2) 二、设计目的 (2) 三、设计的具体实现 (3) 1. 系统概述 (3) 2. 硬件电路设计 (3) 3. 软件程序设计 (5) 四、结论 (10) 五、心得体会及建议 (11) 六、附录 (11) 七、参考文献 (14) 1

家用电风扇设计报告 一、设计要求 1、控制器面板为:按钮三个,分别为风速、类型和停止,LED 指示灯六个,指示风速强、中、弱,类型为睡眠、自然和正常。 2、电扇处于停转状态时:所有指示灯不亮,只有按下“风速” 键时,才会响应,进入起始工作状态;电扇在任何状态,只要按停止键,则进入停转状态。 3、处于工作状态时有: (1) 初始状态为:风速-“弱”,类型-“正常”; (2) 按“风速”键,其状态由“弱”→“中”→“强”→ “弱”……往复循环改变,每按一下按键改变一次; (3) 按“类型”键,其状态由“正常”→“睡眠”→“自 然”→“正常”……往复循环改变; 4、风速:风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。 5、风速类型的不同选择分别为: (1) 正常电扇连续运转; (2) 自然电扇模拟自然风,即转4s,停8s; (3) 睡眠电扇慢转,产生轻柔的微风,运转 8s,停转8s; 6、定时:可以定时30分,60分. 二、设计目的 用PC的软硬件资源实现家用电风扇的模拟控制。 2

三、设计的具体实现 1、系统概述 整个电路可分为四个模块:风速控制模块,风种控制模块,定时控制模块,振荡源。 (a)、开关SW1和可编程并行接口芯片8255A以及部分相关元件组成风速控制电路,8255A的C口作为输入端口,A 口作为输出端口,通过软件循环检测C口的输入状态,从而决定A口的输出状态。 (b)、端口地址为80H—83H的可编程计数器8253A和555定时器组成的单稳态触发电路组成风种控制模块,其中振荡源为其提供计数脉冲。其中计数器2产生周期为8s的方波,计数器1为频率发生器,每隔12s产生一个脉冲,触发555定时器组成的单稳态触发电路,使其产生脉冲宽度大概为4s的矩形波。 (c)、端口地址为90H—93H的可编程计数器8253A以及相关电路组成定时器,振荡源为其提供计数脉冲,可实现定时30min和60min。计数器0和计数器1都工作在方式1 ——可重触发的单稳态。门控信号每接受一个上升沿,计数器就会重新计数。 (d)、用555定时器组成T=1s的振荡源。 2、硬件电路设计 硬件连线图如图3.2.1所示: 3

智能温控风扇设计-开题报告

智能温控风扇设计-开题报告 一、选题的背景和意义(所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势) 历史背景及意义 温度是描述一个目标特点时最重要的数值之一,它与我们的日常生产及生活息息相关,它的测量和 [1]调整对控制产品的质量,提高生产效率和加快国家经济的发展有着非常重要的作用,特别是在冶金、化工、机械、电气等各类工业中使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等。因此对温度的检测和控制的技术进行研究是非常有必要的。在工业的研制和生产中,准确测量和有效控制温度是优质,高产,低耗和安全生产的重要条件,而为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度,采用电子技术是重要的途径。以单片机为核心的温度调节系统来对温度进行控制,广泛应用于社会生活的各个领域,是用途很广的一类工业控制系统。这类系统不仅具有控制方便、组态简单、灵活性大、成本低,可靠性高等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。 研究及发展现状 温度控制系统广泛应用于社会各个领域,但根据应用场合以及要求性能的不同使得其也不尽相同。传统的温度控制系统大多数采用模拟方法实现,主要有开关式控制法、比例式控制法等等,控制电路大都采用继电器控制电路,虽然结构简单,但由于继电器动作频繁,常导致触点不良而影响温度控制,且其反应速度慢、精度低、造价高、维修麻烦。而随着温度控制技术的不断进步以及其与计算机等技术的相结合,使得温度控制系统在各方面取得了巨大发展。其具体如下:1)在控制电路上,采用主回路无

[2]触点作为控制电路的方法,即采用无触点的可控硅或固态继电器替代传统的继电器,克服了传统继电器接触不良的问题,提高了系统的稳定性,且其造价低,维修简单;2)在温度采集方面,打破了传统的用热电阻、热电偶以及A/D转换器采集温度的思路,采用单线数字温度传感器采集温度,不仅简化了电路结构,同时有效地提高了系统的控制精度,如美国DALLAS公司1995年生产DS1820数字温度传感器,其 [3]【4】测温范围-55,+125?,标称测温精度为0.5?,从DS18B20读出或写入信息仅需1根口线(单线接口);3)采用单片机等做为中央控制核心:单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机,是把组成微型计算机的各功能部件:中央处理器CUP、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、 [5]【6】定时器/计数器等部件制作在一块集成芯片上构成的一个完整微型计算机,具有丰富的中断等资源。用单片机做为中央控制核心不仅极大地提高了温度控制系统的智能化,减化了外围电路的设计,同时结合文献[7]的算法,通过编程方法实现系统的参数自整定,提高了系统的控制精度以及反应速度,增强了系统功能,同时使得系统的适应性大大增强。与此同时,在国外随着计算机等技术的迅猛发展以及其与温度控制技术的不段结合,使得其温度控制技术在智能化、自适应、参数自整定等方面取得大量成果。从20世纪70 年代以来,先是采用模拟式组合表来采集现场信息并进行记录和控制。到80年代末出现了分布式控制系统。在此基础上,日本、美国、德国等国在温度控制领域都生产出了一批性能优异的温度控制器及仪器数字控制器等。这些温度控制系统普遍具有参数自整定功能并结合了计算机、通信等技术,运用先进的算法,具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。 而我国在温度控制技术方面尽管已经取得了一些成就,但是更多的企业仍值停留在简单的PID控制,

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