
随着时代变更,科学技术的提高,家有电器的功能越来越多样化与智能化。像在我们日常生活中,还有一些地方是通过电风扇来降温;而在工业生产,也还在利用电风扇来散热。但是我们日常见的风扇大部分都是手动调速,功能单一的只是加了定时器,丰富一点的就加了摇动、制冷之类的功能。总的来说,这样的电风扇还是存在着一些不便之处。而如今,由于温度控制系统开始普及,随之而生的温控电风扇也开始进入人们的生活。智能温控风扇不仅可以通过人体感应来启动与关闭风扇,也可以根据环境温度自动调节风扇的大小档。通过这样,不仅可以节省电源,还能更方便人们的生活和生产。
此毕业设计的内容主要是设计一种基于51单片机系统的智能电风扇。通过采用AT89C51芯片,和数字温度传感器
现在社会中,风扇是处处可见,在炎热的夏天,对一些人来说,它是必不可缺的。为了节省能源,现在的风扇开始趋向智能化节能化。温控风扇也开始被重视并流行起来。
随着人们对单片机技术掌握程度的提升,许多电器也开始趋向智能化,通过单片机系统来进行控制的实际情况也越来越多。像基于51单片机的智能温控风扇,它可以通过采用人体感应模块,自动控制风扇在检测到人体后进行开启,反之则自动关闭。它还可以通过温度传感器测量到环境温度的高低变化,自动调节风扇转速的快慢,实现了风扇的智能控制。这样的设计可为人们的生活和生产带来便利。例如在人们急着出门忘记关风扇时,它可以检测到无人的状态下自动关闭风扇,从而起到节能环保的作用。
日常生活中,我们常见的电风扇都是需要人工手动打开开关,调节风速档。而本课题智能电风扇的设计是一个自动化系统,采用的是行业逐渐广泛使用的AT89C51单片机。通过单片机和数字温度传感器等其他模块的结合,将自动化功能应用于家用电风扇,让人们体验到更为舒适的生活方式。
在如今的生活中,我们经常会因为温度的高低而去相应的使用一些跟温度相关的设备。比如,现在普遍都会使用的空调来降低夏天炎热的温度;但在大部分的农村地区,电风扇仍然是人们用来降温的首选设备,在换季的时候,日常白天的温度稍高,这时候就需要增加电风扇的转速来提高风量,到了晚上,气温相对白天就有所下降,这时电风扇就需要减小转速,以免人在夜晚入睡时不注意而着凉。虽然风扇有不同的档位可以调节转速的大小,但是这必须要在人手动调节的情况下进行,而人在晚上睡着时,并不能进行该行为。即使电风扇有定时关闭功能,但是这其中有一定的时间期限,而且如果定时关闭后,人体又感觉到温度的升高而引起不适从而影响睡眠,那就会不得已醒来而再重新打开电风扇。这就让人感到麻烦。为了解决这一麻烦,设计这样一套温控智能电风扇,就能在温度高时自动提高档位,增大风量;而在夜晚人睡着时,气温低时自动降低或者关闭风扇,以避免人因着凉而感冒生病。
现在的社会现状可以说已经完全进入了电子信息化,温度控制器在各个行业已经开始被充分运用。温度控制系统在工业农业等行业上也逐渐变得普遍,给人们的日常生活也带来了许多的便利。
简易的温度检测控制系统是利用单片机系统来完成的,现在的发展阶段已经在大部分家庭进行运用,系统的效率也还在逐步提高,逐渐的也在降低成本从而达到更广泛的运用。
目前,温度检测控制器在城市、农村、各种工业生产上被广泛应用,通过满足一些的条件,能把他运用在太阳能、锅炉以及一些对温度敏感的产业的自动控制和温度报警,成为在无人看守的情况下也能合理安全的运用的产品,在现今的市场来看,是具有极大的需求量,使用的范围也是极为广阔的。
今年来,随着空调价格的降低,受欢迎的程度也在逐渐下降,其强大的制冷效果和高耗电量都让人们的选择变得更趋向于风扇的节能。加上空调需要在密闭的空间才能使用,使得空气不能得以很好的流通,也让人们发现了风扇的好。因而风扇还是存在很大的市场,所以加强风扇的功能和提高其人性化能更大提高市场的销售量。
人体感应:通过人体感应模块来感知周围是否有人,当其感应到人时,电风扇将自动开启,;当人离开忘记关闭风扇时,人体感应模块感知到周围已经没有人时将自动关闭电风扇。
温度控制:电风扇可以通过数字温度传感器感知环境温度,然后根据环境温度的高低来自动调节转换风扇的转速。
温度实时显示:为了让用户方便根据室内温度来调节风扇的上限温度和下线主控芯片的选择
对于主控芯片的选择,有下列二个方案:方案一:采用51单片机作为控制中心,通过软件代码的编译方式进行温度测量,然后再端口输出控制信号。
方案二:运用陵阳系列单片机作为系统的控制器,其特点优势是在于他能实现一些比较复杂的逻辑功能,该模块的体积大,且密度高;可以统一将器件集成在一起,形成较高的稳定性。
因为考虑到51单片机的价格比陵阳便宜,而且设计简约,考虑到经济和方便程度,本设计选择使用方案一。即通过使用51单片机编写程序来将传感器感测到的温度通过显示电路显示出来,对于添加的多个传感器,也能简便的达到功能的实现。加上其准确度更高,能更精准的检测到温度的实时变化。
方案一:采用较为敏感的元件热敏电阻来检测温度,由于其对温度敏感的特点,在不同的温度下,热敏电阻可以变现出不同的电阻值,从而分辨出温度的变化。
方案二:采用数字式集成温度传感器DS18B20检测温度,其优点是无需通过转换电路来达到数据传输的目的,可以直接将数值温度信号输出给到单片机进行处理。
对于方案一,采用热敏电阻在价格上和购买难易上存在一定的优势,但是其阻值与温度的关系非线性严重,即对温度的细微变化不敏感,显示温度只能显示到度而不能显示小数点。元件的一致性差,互换性和稳定性较差,在采集、放大、转换过程中会产生难以避免且差距较大的误差。故而此方案不适合本系统。
对于方案二,首先从它的适应电压的范围看,就比一般的温度传感器更广泛,甚至还能通过数据线来供电。其独特的单线接口方式,让连接处理器时变得更为便利。DS18B20还能支持多点组网功能,可以使用多个DS18B20进行测温。因此本设计选择该方案。
方案一:通过数码管元件来显示温度,使用动态扫描的显示方法。该方法的缺点是显示的内容有限,但其优点是价格相比于液晶显示屏LCD要实惠一点。
方案二:通过液晶显示屏LCD元件来显示温度。该元件是一款用于数字型钟表和许多便携式计算机的显示器。使用该LCD显示器能显示更多内容,而且通过软件能达到更好的控制,硬件的连接上也相对简单。唯一的不足就是相比数码管,液晶字符式价格稍微贵一点。
本系统由51单片机、人体感应电路、液晶显示电路、温度采集电路、蓝牙模块、风扇驱动电路及其他一些外围器件组成。
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V~5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31TImes;8的用于临时性存放数据的RAM寄存
器。DS1302是DS1202的升级产品,与DS1202兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
DS18B20内部结构:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、高速暂存器。
DS18B20工作原理是低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号发送给计数器
1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
液晶显示器在控制显示面板中应用非常广泛,英文名是LiquidCrystalDisplay,简称LCD.液晶显示器具备显示器件具有体积小、重量轻、功耗低,性价比高等优点,所以LCD日渐成为各种便携式电子产品的理想显示器,1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,它有若干个5X7或5X11点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符
间距和行间距的作用,正因为如此,所以它不能像12864一样显示图形,但是有时候很想要用图形表示,那么lcd1602提供了8个空间的自定义字符。
读写信号线,高电平-进行读操作,低电平-进行写操作,RS和R/W都为低电平-写入指令或显示地址,
RS为低电平R/W为高电平-读忙信号,RS为高电平R/W为低电平-写入数据
KeilC51是美国KeilSoftware公司(ARM公司之一)出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。KeilC51与汇编语言相比,C语言在功能上有一定的优势像结构性、可读性、可维护性,所以它会比较容易学习能较快的上手使用。其中Kei还提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。
KeilC51是美国公司KeilSoftware出产的一款51系列兼容单片机C语言软件开发系统。该软件提供了丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,运用的也是我们普遍使用的Winows界面,这一点能让人更快速方便的学习并使用。另外,根据编译后产生的汇编代码,就能体会到KeilC51生成的目标代码效率是很高的,大部分语句生成的汇编代码理解起来也很容易。
Proteus是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件,它不仅可以完成其他EDA工具软件的仿真功能,还能对单片机和一些外围器件进行仿真。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
2.实现单片机的仿真和SPICE电路仿线.可以支持主流的单片机系统仿线.可以提供软件调试的功能。
首先对DS18B20数字温度传感器进行系统初始化,随后会进行ROM操作命令,最后对存储器进行数据操作。
DS18B20每一个步骤的操作都必须要遵循严格的工作时序和通信协议。例如主机控制DS18B20进行温度的变换,那是根据DS18B20的通讯协议来完成的,这其中需要经过三个步骤:1.读写前对DS18B
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