课程设计——智能电风扇
《智能风扇转起来》 导学案

《智能风扇转起来》导学案一、学习目标1、了解智能风扇的基本原理和工作方式。
2、掌握智能风扇的常见功能和特点。
3、学会区分智能风扇与传统风扇的差异。
4、能够根据需求选择适合自己的智能风扇。
二、学习重难点1、重点(1)智能风扇的智能控制技术。
(2)智能风扇的节能优势。
2、难点(1)理解智能风扇的传感器工作原理。
(2)如何评估智能风扇的性能和质量。
三、知识准备在开始学习智能风扇之前,我们先来了解一下传统风扇的工作原理和基本结构。
传统风扇主要由电机、叶片、外壳、控制开关等部分组成,通过电机带动叶片旋转,产生风力。
而智能风扇则是在传统风扇的基础上,增加了智能控制模块和各种传感器,实现了更加智能化的功能。
四、学习过程1、智能风扇的原理智能风扇的核心在于其智能控制系统。
该系统通常由微处理器、传感器、通信模块等组成。
传感器可以感知环境温度、湿度、风速等参数,并将这些信息传输给微处理器。
微处理器根据预设的算法和用户设定的模式,对风扇的转速、风向、定时等功能进行智能控制。
例如,当环境温度升高时,智能风扇会自动提高转速,以增强风力;当室内湿度较大时,风扇可能会切换到通风模式,帮助降低湿度。
2、智能风扇的常见功能(1)风速调节智能风扇不再局限于传统的几个固定风速档位,而是可以实现无级调速。
用户可以根据自己的需求,通过手机 APP 或者遥控器,精确地调整风扇的风速,从微风拂面到强风劲吹,随心所欲。
(2)风向调节与传统风扇只能固定摇头不同,智能风扇可以实现更加灵活的风向调节。
有的智能风扇可以 360 度旋转,有的可以上下左右自由摆动,甚至可以通过 APP 自定义风向角度,让风能够覆盖到房间的每一个角落。
(3)智能定时智能风扇的定时功能更加智能化。
用户不仅可以设置风扇在一定时间后自动关闭,还可以根据自己的作息规律,设置不同时间段的风速和运行模式。
比如,在夜间睡眠时,风扇可以逐渐降低风速,直至关闭,避免着凉。
(4)睡眠模式专为睡眠设计的睡眠模式,会根据人体在睡眠过程中的体温变化和对风的需求,自动调整风速和风向。
超声波智能风扇课程设计

超声波智能风扇课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解超声波传感器的工作原理,掌握其在智能风扇中的应用。
2. 学生能阐述智能风扇的基本结构及其各部分功能,了解超声波传感器在其中的作用。
3. 学生了解智能风扇的设计与制作过程,掌握相关物理知识。
技能目标:1. 学生能够独立操作超声波传感器,进行智能风扇的组装与调试。
2. 学生能够运用已学知识,分析并解决智能风扇在使用过程中可能遇到的问题。
3. 学生能够通过小组合作,提高团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的热爱和探究精神,增强创新意识和实践能力。
2. 学生在学习过程中,树立安全意识,养成良好的实验操作习惯。
3. 学生通过课程学习,认识到科技与生活的紧密联系,增强环保意识和责任感。
课程性质:本课程为科普性与实践性相结合的课程,旨在通过超声波智能风扇的制作,帮助学生掌握物理知识,提高动手能力,培养创新精神。
学生特点:针对初中年级学生,他们对新事物充满好奇,具有一定的动手操作能力和团队协作意识。
教学要求:教师需引导学生积极参与实践,关注学生的个体差异,鼓励学生提出问题、解决问题,并在教学过程中注重培养学生的安全意识和环保意识。
通过本课程的学习,使学生达到课程目标,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 基本概念:- 超声波传感器原理- 智能风扇结构及功能- 安全操作规范2. 教学大纲:- 第一课时:介绍超声波传感器原理,让学生了解其在智能风扇中的应用。
- 相关教材章节:第二章第三节“传感器及其应用”- 第二课时:讲解智能风扇的基本结构,分析超声波传感器在其中的作用。
- 相关教材章节:第三章第一节“智能家电的基本结构”- 第三课时:演示智能风扇的组装与调试过程,学生动手实践。
- 相关教材章节:第三章第二节“智能家电的制作与调试”3. 教学内容安排与进度:- 第一课时:理论知识学习,了解超声波传感器的基本原理。
小学智能风扇课程设计

小学智能风扇课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习智能风扇的相关知识,让学生了解智能风扇的工作原理、功能以及应用场景。
具体目标如下:1.了解智能风扇的基本组成和工作原理。
2.掌握智能风扇的主要功能和使用方法。
3.了解智能风扇在不同场景下的应用。
4.能够正确安装和调试智能风扇。
5.能够通过编程实现智能风扇的基本功能。
6.能够根据实际需求,设计和制作智能风扇的应用场景。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.培养学生对科技前沿的兴趣和关注。
3.培养学生团队协作和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.智能风扇的基本组成和工作原理。
2.智能风扇的主要功能和使用方法。
3.智能风扇在不同场景下的应用案例。
4.编程实现智能风扇的基本功能。
5.设计和制作智能风扇的应用场景。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解智能风扇的基本原理、功能和应用。
2.讨论法:分组讨论智能风扇的实际应用场景和优化方案。
3.案例分析法:分析具体的智能风扇应用案例,引导学生思考和创新。
4.实验法:动手实践,安装、调试智能风扇,实现基本功能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:智能风扇相关基础知识。
2.参考书:智能风扇的设计、制作和应用。
3.多媒体资料:智能风扇的工作原理演示视频、应用场景案例。
4.实验设备:智能风扇、编程软件等。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,我们将采取以下评估方式:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置与课程内容相关的作业,要求学生按时完成,通过作业可以评估学生的掌握情况。
3.考试:安排阶段性的考试,测试学生对智能风扇知识的掌握程度以及应用能力。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节和教学大纲进行教学,确保每个知识点都能得到充分讲解。
基于arduino智能电风扇课程设计

基于arduino智能电风扇课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解Arduino的基本原理和编程方法,掌握相关的电子元件和电路知识。
2. 学生能描述智能电风扇的工作原理,了解传感器在智能电风扇中的应用。
3. 学生能解释Arduino程序中的基本指令,理解程序流程控制。
技能目标:1. 学生能运用Arduino编程软件进行编程,实现智能电风扇的基本功能。
2. 学生能通过动手实践,掌握电路连接和调试的基本技巧,具备简单的故障排除能力。
3. 学生能运用团队协作和沟通技巧,共同完成智能电风扇的制作。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科技创新的兴趣和热情,增强探索精神和创新意识。
2. 学生树立环保意识,关注节能和智能技术在日常生活中的应用。
3. 学生在团队协作中培养合作精神,学会尊重他人意见,提高人际交往能力。
课程性质:本课程为实践性强的学科,结合Arduino编程和电子技术,培养学生动手操作和创新能力。
学生特点:六年级学生对新鲜事物充满好奇,具备一定的逻辑思维能力和动手能力,但需加强团队协作和沟通能力的培养。
教学要求:注重理论知识与实践操作相结合,强调学生的主体地位,鼓励学生主动探究和解决问题。
在教学过程中,关注学生的个体差异,提供有针对性的指导。
通过课程学习,使学生达到预设的知识、技能和情感态度价值观目标,为后续学习奠定基础。
二、教学内容1. Arduino基础知识:- Arduino硬件结构- 编程环境搭建与使用- 基本电子元件(传感器、继电器等)2. 智能电风扇工作原理:- 电风扇结构及功能- 传感器在智能电风扇中的应用- 智能控制系统的设计原理3. Arduino编程与控制:- 基本指令与编程语法- 程序流程控制(循环、条件语句等)- 传感器数据读取与处理4. 智能电风扇制作:- 电路连接与调试- 程序编写与上传- 故障排除与优化5. 团队协作与沟通:- 项目分工与协作- 沟通技巧与表达- 团队成果展示教学内容安排与进度:第一课时:Arduino基础知识学习与实践第二课时:智能电风扇工作原理讲解与讨论第三课时:Arduino编程与控制(基本指令与程序流程控制)第四课时:智能电风扇制作(电路连接、编程、调试)第五课时:团队协作与沟通(项目实施、成果展示)教材关联章节:《Arduino编程与实践》第1章、第3章《电子技术基础与应用》第2章、第4章《智能控制系统》第5章三、教学方法1. 讲授法:- 在Arduino基础知识和智能电风扇工作原理部分,采用讲授法向学生介绍相关概念、原理和操作方法。
数电课程设计--智能电风扇

《数字电子线路》课程设计(09级本科)题目:学院:专业:电子信息工程班级:班级学号:姓名:指导教师:完成日期:2011 年11月18 日智能电风扇1设计内容及要求:智能电风扇的设计是基于把生活中的用电器模型化,用所学的知识了解家用电器的工作原理,由表及里的把所学习的知识运用到生活中去。
掌握基本的设计原理,简单的实现基本的工作功能。
要求设计一个电路让电风扇工作7秒,停止4秒,工作八个周期之后停止,并且要求用数码管显示周期数。
2工作流程方向:2.1原理图:2.2 PCB 图:2.3NE555震荡频率及周期的计算:震荡周期:T=0.7*(R1+2R2)C震荡频率:f=1.43/(R1+2R2)C2.4工作原理:试验电路图如上图,首先左端是一个NE555组成的多谐振荡器,通过计算并选择正确的电阻可以将输入信号控制为高电平7秒电平4秒。
把发光二极管也就是电风扇接在NE555输出端,同时,输出端也接在161计数器上。
每来一个脉冲161计数一次,当计数到8的时候,D端将复位信号反馈给NE555使其停止工作,从而达到工作八个周期停止的功能。
3元件的识别:3.1电阻的识别:1﹒电阻的认识﹕各种材料的物体对通过它的电流呈现一定的阻力﹐这种阻碍电流的作用叫电阻。
具有一定的阻值﹐一定的几何形状﹐一定的技朮性能的在电路中起电阻作用的电子组件叫阻器﹐即通常所称的电阻。
电阻R在数值上等于加在电阻上的电压U通过的电流I的比值﹐即R=U/I。
2﹒种类﹕a 按制作材料可分为﹕碳膜电阻﹑金属膜电阻﹑线绕电阻和水泥电阻等。
其中常用的为碳膜电阻﹐而水泥电阻则常用于大功率电器中或用作负载。
b 按功率大小可为1/8w以下1/8w﹑1/4w﹑1/2w﹑1w﹑2w等。
c 按阻值表示法又可分为数字表示法及色环表示法。
d 按阻值的精密度又可分为精密电阻(五环)和普通电阻(四环)。
精密电阻通常在Z轴表中用“F”表示。
3﹒电阻的单位及换算﹕a 电阻的单位﹕我们常用的电阻单位为千欧(KΩ),兆欧(MΩ)﹐电阻最基本的单位为欧姆(Ω)b 电阻的换算﹕1MΩ = 1000KΩ 1 KΩ= 1000Ω4﹒电阻的电路符号及字母表示﹕R5﹒电阻的作用﹕阻流和分压。
智能电风扇课程设计

智能电风扇课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握智能电风扇的基本结构、工作原理及其在生活中的应用。
2. 使学生了解智能电风扇的设计理念,理解智能控制技术的相关知识。
3. 帮助学生认识智能电风扇的发展趋势及其对节能减排的意义。
技能目标:1. 培养学生运用所学的智能电风扇知识,分析、解决实际问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,学会使用相关工具和设备进行智能电风扇的组装与调试。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够在小组合作中共同完成项目任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能电风扇及其相关领域的技术兴趣,激发创新精神。
2. 增强学生的环保意识,认识到节能减排的重要性,培养节能环保的良好习惯。
3. 培养学生关注社会发展,认识到科技创新对社会进步的推动作用。
课程性质:本课程为实践性、综合性课程,以项目为导向,结合课本知识,注重培养学生的动手实践能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具有一定的科学知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,善于合作,有一定的自主学习能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的参与度,确保课程目标的实现。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个部分:1. 理论知识学习:- 智能电风扇的基本结构:介绍电风扇的主要组成部分,如电机、叶片、控制板等。
- 工作原理:讲解智能电风扇的运行原理,包括风力控制、定时功能、遥控操作等。
- 智能控制技术:介绍传感器、微控制器等在智能电风扇中的应用。
教学大纲:对应教材第3章“智能家电”,课时安排为2课时。
2. 实践操作:- 智能电风扇组装与调试:指导学生动手组装智能电风扇,并进行功能调试。
- 故障排查与维修:教授学生如何识别和处理智能电风扇的常见问题。
教学大纲:对应教材第4章“实践操作”,课时安排为4课时。
3. 项目研究:- 智能电风扇的创新设计:鼓励学生思考如何优化现有智能电风扇的功能,提出创新设计方案。
智能风扇课程设计

智能风扇课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解智能风扇的基本工作原理,掌握其关键部件的功能。
2. 学生能描述智能风扇与传统风扇的区别,并了解智能风扇的优点。
3. 学生能掌握智能风扇的使用方法及日常维护。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析智能风扇的设计原理,并进行简单的故障排查。
2. 学生能通过小组合作,设计并制作一个简易的智能风扇模型。
3. 学生能运用科学探究的方法,对智能风扇的性能进行测试和评估。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能科技的兴趣,激发他们探索未知、创新实践的欲望。
2. 培养学生的团队协作意识,让他们在合作中学会互相尊重、互相学习。
3. 培养学生的环保意识,让他们认识到智能风扇在节能减排方面的意义。
本课程针对的学生特点为好奇心强、动手能力强,对智能科技感兴趣。
教学要求注重理论与实践相结合,鼓励学生主动探索、创新实践。
通过本课程的学习,学生将能够掌握智能风扇的相关知识,提高自己的实践能力和团队合作能力,培养科学素养和环保意识。
二、教学内容1. 智能风扇概述- 了解智能风扇的发展历程、分类及市场应用。
- 分析智能风扇与传统风扇的区别及优势。
2. 智能风扇工作原理- 掌握智能风扇的关键部件(如传感器、微控制器、电机等)及其功能。
- 学习智能风扇的控制原理及通信技术。
3. 智能风扇的使用与维护- 介绍智能风扇的使用方法、操作步骤及注意事项。
- 掌握智能风扇的日常维护及简单故障排除方法。
4. 智能风扇设计与制作- 学习智能风扇的设计理念,分析设计过程中可能遇到的问题。
- 指导学生分组设计并制作简易智能风扇模型。
5. 智能风扇性能测试与评估- 了解智能风扇性能测试的标准和方法。
- 组织学生进行智能风扇性能测试,对测试结果进行分析和评估。
教学内容根据课程目标进行科学性和系统性安排,与课本章节紧密关联。
在教学过程中,教师需结合学生实际情况,合理调整教学进度,确保学生能够扎实掌握智能风扇相关知识。
教学设计《智能电扇》

智能电扇课题:智能电扇(第3章第1节)一、教材分析本课是第3章第1节。
这节课主要内容是学习如何组合应用多种传感器解决生活中的实际问题,并以智能电扇为例,让学生动手实践采用不同的传感器来感知环境,从而改变电扇的工作方式。
小组合作,通过优化程序和调试程序完成相关的程序编写,最终完成智能电扇制作项目。
二、学情分析在本节课学习之前,学生已经学习过红外传感器、超声波传感器、温度传感器等,对不同传感器有了初步的认识,这些都为机器人综合学习奠定了基础,学生通过组合应用机器人的多种传感器创新设计出智能机器人,利于创新能力的培养。
三、教学目标1.深度理解超声波传感器、人体红外传感器等多种传感器的特点和应用;2.学会选择不同的传感器进行组合使用,设计复杂功能的智能电扇;3.能够完成相应的程序编写,学习在简单条件判断的基础上,通过条件嵌套的编程方法实现项目功能的优化。
4.在小组合作中,通过对项目的分析和实施,激发学生的创造热情,从而提高动手解决实际生活问题的能力。
四、教学重点与难点1. 重点不同传感器的组合应用(组合创新设计)。
2. 难点组合条件嵌套的编程方法。
五、教学方法与手段合作学习法、项目学习法。
六、课时安排安排1课时。
七、教学准备1. 教学场地机房(安装了教育机器人平台的计算机)。
2. 资源设备多种传感器、相关模块等。
八、教学过程1.兴趣导入(1)教师活动与学生活动播放一段机器人视频,展示机器人在生活中的应用。
机器人有一定的感知能力、判断能力和执行能力,我们可以通过装备多种不同传感器的机器人解决生活中的一些实际问题,比如:通过组合多种传感器制作灭火机器人、通过搭建灵巧的机械结构制作捡球机器人、通过编写更复杂的程序制作走迷宫机器人。
你还了解哪些生活中的机器人应用(2)设计意图通过视频、实例,感受机器人技术的应用与发展,激发学生学习兴趣。
2.创设情境,引出项目(1)教师活动与学生活动炎热的夏天马上就要到来了,你是否希望能拥有一款个性化的智能电扇呢生活中传统的电扇很简单,你希望电扇有哪些智能表现呢学生回答:希望实现智能开关控制、感应速度调节等。
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带温度显示的温控与手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AT89C52 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、低档位,测得温度值在高低温度之间时打开风扇强弱风档,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降低风扇档位,控制状态随外界温度而定。
同时,能够由人工设定风扇档位不受温度控制,灵活性强。
所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中,掉电后仍然能保存上次设定值,性能稳定,控制准确。
关键词:自动控制单片机温控手控风扇一.技术指标1.1设计意义在激烈的市场竞争下,虽然电风扇具有广阔的市场空间,但不断新生产品的出现,要使产品更具市场优势,仅仅是靠传统型的电风扇是远远不够的,因此要对传统的电风扇根据市场的需要进行不断的更新,不断的改进,以使自己的产品立于不败之地。
传统的电风扇较为突出的缺点是:①风扇的风力大小不能根据温度的变化自动的调节风速,对于那些昼夜温差比较大的地区,这个自动调节风速就显得优其的重要了,特别是人们在熟睡时常常没有觉察到夜间是温度变化,那样既浪费电资源又容易引起感冒。
②传统的风扇是用机械式的定时方式,机械式的定时方式常常会伴随着很大的机械运动的声音,特别是在夜间影响人们的睡眠质量,另个机械式的定时有一定的局限性,定时范围有限,而且机械式的容易坏。
③传统的电风扇没有单片机控制电风扇的功能,对平时调节风扇风速或其它对风扇的调节,而又不想走近风扇带来很多的不便。
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。
1.2技术指标本设计是以51单片机为主要控制核心,用51单片机系统对用户设定信号数据的采集以及分析,能过各种可控型电子元器件对电风扇各种工作状态的控制,以达到用户需求。
设计的功能要求①风速从高到低设置4个档位,并且每个档位都可以由用户设置或者根据温度自动调节。
②风扇可以自动的根据环境的温度调节风扇风速的档位,温度上升2℃自动上升一个档位,温度每降低2℃自动下降一个档位。
③设置数码管显示当前的工作状态以及温度,使其更具人性化。
④加入串口控制功能,对于工业应用的风扇,可以通过RS232接口用电脑上位机控制风扇,同时可以对控制芯片重新编程,以实现不强大的功能。
二、方案论证2.1传感器部分方案一:采用热敏电阻采用热敏电阻,可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围,但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测1摄氏度的信号是不适用的。
而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现,也要用到复杂的算法,一定程度上也增加了软件实现的难度。
方案二:采用DS18B20温度传感器采用DS18B20数字温度传感器。
DS18B20数字温度传感器芯片是以9位数字量的形式反映器件的温度值。
DS18B20数字温度传感器通过一个单线接口发送或接受信息,因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连接线(加上地线)。
用语读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得,无需外部电源。
它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号,降低了电路的复杂程度,提高了电路的运行质量。
综合考虑,选择方案DS18B20进行温度测量。
2.2主控制部分方案一:采用SPCE061A单片机采用凌阳16位的SPCE061A单片机,处理速度较慢,内置2K SRAM,32K FLASH,要实现稍大的存储量受到限制,而如果扩展大量的外围电路的话,则降低了系统的可靠性,消耗了大量的CPU资源。
方案二:采用STC89C52此方案采用STC89C52八位单片机实现。
单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。
而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
可以实现对DS18B20和直流电机的控制工作,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
综合考虑,选择STC89C52作为主控制器。
2.3调速方式的选择方案一:采用PWM控制PWM是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术,尤其是在对电机的转速控制方面,可大大节省能量。
PWM 具有很强的抗噪性,且有节约空间、比较经济等特点。
方案二:采用可控硅控制实际中通过控制双向可控硅的导通角,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。
从本设计要求综合考虑实际中选择方案一。
2.4温度控制模块设计方案一:采用红外遥控器+红外遥控解码:红外遥控器的使用大大方便了用户,使他们可以在一定范围内实现对本系统的远程控制,符合当代人的生活习惯,而且红外遥控器的技术已经相当成熟,使用也比较方便。
方案二:选用键盘:假如使用键盘,用户就只能走进本控制系统去控制该系统已完成自己想要的操作。
此方案设计与制作比较简单,且能完全完成既定功能。
综合各方面因素,采用方案二。
2.5显示电路的设计方案一:LCD1602液晶屏:LCD1602液晶屏是16*2的字符型液晶,可以显示英文26个字母的大小写,阿拉伯数字0—9,及一些简单的符号。
该液晶屏操作简单,显示功能强大。
方案二:数码管:虽然数码管的显示位数有限,且只能显示一些简单的字符。
但是在本课程设计中,所需要的数码管不多,少量数码管即可符合设计要求,估可采用。
方案三:LCD12864液晶屏:该液晶屏是比LCD1602液晶屏更先进的液晶,可以显示图片信息,同样可以完成本设计系统的需要。
但是该液晶屏相对比较贵。
综上所述,我们选择了数码管作为显示模块。
3 系统简述本系统由集成温度传感器、单片机、LED数码管、发光二极管、ULN2803驱动芯片、直流电机及一些其他外围器件组成。
使用具有价廉易购的AT89S52单片机编程控制,通过修改程序可方便实现系统升级。
系统的框图结构如下:图1 系统原理框图4硬件设计系统主要部件包括DS18B20温度传感器、AT89S52单片机、ULN2803驱动芯片、四位LED数码管和直流电机。
辅助元件包括发光二极管、电阻、晶振、电源、按键等。
4.1、本系统各器件简介4.1.1、DS18B20 单线数字温度传感器简介DS18B20 单线数字温度传感器是Dallas 半导体公司开发的世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
它具有3 引脚TO-92 小体积封装形式。
温度测量范围为-55℃——+125℃,可编程为9 位——12 位A/D 转换精度,测温分辨率可达0.0625℃。
被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出。
工作电压支持3V——5.5V 的电压范围,既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生。
DS18B20 还支持“一线总线”接口,多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上,CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
它还有存储用户定义报警温度等功能。
DS18B20 内部结构及管脚DS18B20 内部结构如图3所示,主要由4 部分组成:64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。
其管脚排列如图4所示,DQ 为数字信号端,GND 为电源地,VDD 为电源输入端。
4.1.2 AT89C52 单片机简介AT89C52 是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM)256B片内RAM的低电压,高性能CMOS8 位微处理器。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的AT89C52 是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C52单片机管脚AT89C52单片机管脚如图3所示。
图3 AT89C52单片机管脚各管脚功能:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0 口:P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口,每脚可吸收8TTL 门电流。
当P1 口的管脚第一次写1 时,被定义为高阻输入。
P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时,P0输出原码,此时P0 外部必须被拉高。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1 口管脚写入1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出4 个TTL 门电流,当P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3 口:P3 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口,可接收输出4 个TTL 门电流。
当P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口。
P3.0:RXD(串行输入口);P3.1:TXD(串行输出口);P3.2:/INT0(外部中断0);P3.3:/INT1(外部中断1);P3.4:T0(记时器0 外部输入);P3.5:T1(记时器1外部输入);P3.6:/WR(外部数据存储器写选通);P3.7:/RD(外部数据存储器读选通)。
P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE 脉冲。
如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。