基于单片机的智能风扇控制设计【开题报告】

开题报告

电气工程及其自动化

基于单片机的智能风扇控制设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机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。

在实时检测和自动控制的嵌入式应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，但目前对单片机进行软件设计有一部分仍停留在用低级的汇编语言来完成，致使编程效率低下，且可移植性和可读性差，维护极不方便，从而导致整个系统的可靠性也较差。而本设计所采用的C语言以其结构化和能产生高效代码等优势满足了电子工程师的需要，对硬件资源访问快捷，编程效率高，可以实现软件的结构化编程，可移植性强，具有汇编语言编程所不可比拟的优势。

本课题使用以AT89C51为核心，采用部分外围电路，实现对电风扇的智能控制。

当今，风扇已经广泛的运用于生活及其工农业生产中。风扇的主要部件就是交

流电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力而转的，把电能转化成机械能。风

扇分为吊扇，落地扇，排风扇等，也具有定时，摇头，遥控等功能。这次设计，

需要以AT89C51为基础，采用部分外围电路，实现对风扇的开关，定时，实现风速

的无级调速等。

其中，AT89C51中直接带有2个16位的定时器，可以实现对风扇的定时、无极

调速等控制控制，可以使用单片机发出PWM波形，控制晶闸管的整流电路，使导通

角α改变，可以控制有效电压，使电压在0~220C之间变换，从而实现对电扇的无

极调速控制，而且不浪费能源。

DS18B20是是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，具有体积更小、适用电压更宽、更经济的特点。能让使用户可轻松地组建传感器网络，并为测量系统的构建引入全新概念。它的测量温度范围为- 55～+ 125 ℃，在-10～+ 85 ℃范围内，精度为±015 ℃，具有较大的温度感知范围。现场测量的的温度直接以串行的数字信号方式传输，易于微机控制连接，具有极高的抗干扰性性能。因此适用于运行中的设备，电子产品等恶劣环境而且不易测量的的现场温度的测量。和上一代产品不同，新的一代产品支持的电压范围为3～5.5 V，使系统设计更为灵活、方便。而且客服了老一代产品价格昂贵，体积较大的缺点。DS18B20可以程序设定的分辨率为9～12位，并且精度可以达到±015 ℃。而且拥有更小的封装方式，更宽的电压适用范围的选择。分辨率的设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后仍然会保存。DS18B20的功能是当前所有产品中最好的，也有用相当高的性格比，继“一线总线”的前几代产品后，DS18B20开创了温度传感器技术的新篇章。DS18B20使电压、特性及封装有了更多的选择，让我们可以构建更适合自己的经济的测温系统。

程序实现的功能是上电复位时检测温度传感器DS18B20是否存在或它工作是否正常,当不存在或工作不正常时从蜂鸣器发出报警声,提示用户检查DS18B20,安装或者更换。这部分功能由DS18B20复位与检测子程序RESET完成。当检测到传感器工作正常后，发出温度转换命令及读取温度值命令，将从DS18B20读取的二进制温度值转换为七段码在LED上显示出来。显示功能由温度显示子程序DISP1子程序实现。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

本课题使用以AT89C51为核心，采用部分外围电路，实现对电风扇的智能控制。让电扇可以感知环境温度，以调节风扇风速的大小，达到更加良好的工作效果。当通过AT89C51对双向可控硅的控制，可实现风速的无级调速。可以让用户根据自己的需要设定时间的长短，以提供更加人性化的服务。

三、研究步骤、方法及措施：

1、接受任务，查阅资料，完成文献综述、开题报告和英文翻译（11.15～12.31）；

2、熟悉掌握AT89C51单片机的功能（1.03～1.20）；

3、以AT89C51为核心，采用部分外围电路，实现对电风扇的智能控制（2.21～3.19）；

4、通过AT89C51对双向可控硅的控制，可实现风速的无级调速，且可以实现模拟自然

风、睡眠风等（3.20～4.9）；

5、通过单片机自身的功能及外接少量电路可实现电风扇的各种定时功能，以及电风扇

扇头的自由升降、波浪式摇头等各种功能（4.10～4.20）；

6、编写程序（4.21～4.30）；

7、构思论文整体框架，进行论文写作(5.5～5.31)；

8、整理设计说明书，准备答辩(6.1～6.3)。

措施：制定合理的毕业设计进度表，多向指导老师的咨询，并主动查阅文献资料，将不懂的问题及时解决。

四、参考资料：

[1] 楼然苗.单片机实验与课程设计(Proteus仿真版) , 浙江大学出版社，2009年

[2] 楼然苗. 51系列单片机原理及设计实例.北京航空航天大学出版社2008年

[3] 康华光.《电子技术基础》.，高等教育出版社，第六版.2009年

[4].闫胜利.《Altium Designer 6.x中文版实用教程-原理图与PCB设计》.电子工业出版社.

[5] 潘新民，王燕芳，《微型计算机控制技术》，2001.7，高等教育出版社

[6] 谷树忠, 闫胜利, 《Protel DXP实用教程——原理图与PCB设计》, 2003年,电子工业出版社

[7]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：天津大学出版社，2001.

[8]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计配置与接口技术[M].北京：北京航天航空出版社，1998，

[9]樊月珍, 江发潮. 基于AT89C51的交流电机调速控制系统设计[J]. 微计算机信息, 2009.

[10] 李鑫等.基于AT89C52智能温度控制器设计[J] .现在电子技术, 2006.