具有风扇转速在不同温度下的自动调节的单片机温控风扇设计与仿真
摘要：在现代化的日常生活中，电风扇因其成本低，体积小，操作简易，被普遍应用于生活中，在家庭、办公楼、公共场所等地方扮演着至关重要的角色。但在以绿色发展为目标的今天，风扇已经满足了人们的基本要求，但更重要的是要能够做到绿色环保、节能省源，让我们的生活质量和生产效率也得到了大大的改善啊。
本次论文是以单片机为基础的温控风扇控制系统的设计。由温度采集模块、按键模块、处理器、LCD1602显示模块、电动机驱动模块组成。在这次项目里把AT89C51单片机作为主控制器,用来搜集温度的是温度传感器DS18B20,然后风扇的电机是达林顿反向驱动ULN2803,所以在LED数码管上显现温度的同时,两个做出比较。从而实现风扇转速在不同温度下的自动调节。此类温控风扇体现了实时检测，功能齐全，物美价廉的特点。
关键词：AT89C51；DS18B20;ULN2803;LCD1602；温控风扇
Based On single chip microcomputer designs of temperature control fan
Abstract:in modern daily life, fan because of its low cost, small volume, convenient the advantages of easy operation, widely used in household, office building, public place such as play a vital role. But today in green development as the goal, the fan on the premise of meet the basic requirements, more important is the ability to do green environmental protection, save energy source, thus improve the quality of life, the production efficiency. This paper designs a control system based on the temperature control fan of SCM. It consists of temperature acquisition module, key module, processor, LCD1602 display module and motor drive module. Mainly USES AT89C51 as the main controller, through the temperature sensor DS18B20 temperature collection, recycling reverse drive ULN2803 darling driving the fan motor, make the system set the temperature and the temperature of the collected and displayed in the LCD1602 LCD screen, comparing the two, so as to realize the automatic adjustment of fan speed a different temperatures. This kind of temperature control fan reflects real-time detection, complete function, goodquality and cheap features.
Keywords:AT89C51; DS18B20; ULN2803; LCD1602; Temperature control fan
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文结构介绍 1
1.2基于单片机温控风扇的背景及意义 1
1.3温控风扇国内外研究现状 1
1.4温控风扇的设计目的 2
第二章 单片机温控风扇的总体设计 3
2.1温控系统整体设计思路 3
2.2温度传感器的选择 3
2.3单片机的选择 4
2.4显示电路的选择 4
2.5电机驱动芯片的选择 5
第三章 温控风扇的硬件系统设计 6
3.1开关复位与晶振电路 6
3.2独立按键连接电路 6
3.3温度采集电路 7
3.4数码管显示电路 8
3.5电机驱动与调速电路 9
第四章 温控风扇的软件系统设计 11
4.1程序设计 11
4.2 Keil C51 编写程序 11
4.3 Protenus 进行仿真 12
第五章 仿真及程序调试 17
5.1硬件调试 17
5.1.1按键显示部分调试 17
5.1.2传感器温度采集部分调试 17
5.1.3电动机驱动与调速电路部分调试 17
5.2软件调试 17
5.2.1按键显示部分调试 17
5.2.2传感器温度采集部分调试 18
5.2.3电动机驱动与调速电路部分调试 18
第六章 结束语 19
6.1总结 19
6.2致谢 19
参考文献 20
附录1：总电路图...........................................................................................................................21
附录2：程序代码...........................................................................................................................22
第一章 绪论
1.1论文结构介绍
第一章主要基于市面上温控风扇的研究现状给出的背景，意义以及设计温控风扇的目的，给人们的生活带来一定优势；第二章给出总体设计，以及对系统设计中用到的硬件设备做出选择；第三章则涉及到硬件设备的电路详细介绍；第四章的程序设计则涉及到软件方面；第五章进行仿真和程序的调试，实现智能控制化。
1.2基于单片机温控风扇的背景和意义
因为科学技术的发展与进步，人们生活的需求已经不仅仅局限于传统的风扇，而是对电器的功能需求也原来越多，希望能实现智能控制。尤其在工业生产中，温度控制系统起着非常重要的作用。而在日常生活、物理过程和化学反应中温度又是常见且重要的物理参数。需要人工操作来进行加热或者降温来控制。而人工操作的复杂、过大的劳动强度、无法直接介入生产环节、无法避免误差以及许多不确定的因素都会导致无法提取有效的精确数据。所以智能化的温控系统潜力巨大，并且它的应用前景和实际意义也是非常良好的。
电子技术、信息技术、通信技术和计算机系统技术的进步越来越大，单片机作为集成电路芯片采用集成电路在控制系统中得到了普遍的应用。而本课题中则是利用了性价比极高的AT89C51单片机作为处理器来完成温度测量系统，进而实现风扇的开关。既节能减排、绿色环保，又具有极好的市场发展前景。
1.3温控风扇国内外研究现状
温度控制已经普遍应用于诸多领域中。像化学工业，电力，冶金，石油，机械制造，航空航天，虽然温控系统比如食品储存，在国内葡萄酒生产中得到应用，但从生产温度得到控制这个方面来看，整体开发水平还有待提高。相较于德国、法国等发达国家相比，差距依然存在。大部分的成熟产品则被温度控制和常规控制器所占据。但是，它如果想用在温度控制系统中的话，只能局限于一般的温度控制系统，因为它会有难以控制、情况复杂、出现时变的状况。此外，它还适用于智能仪器的应用。但就国内研究而言并未取得杰出的研究成果。可是国外部分发达国家却已经拥有一批相对于比较成熟的产品。然而，由于国外对于先进技术的保密和国内过时的发展，一套性能可靠的独立软件还没有开发出来。因此，需要依靠我们现场手工调试来确定控制参数。目前发达国家的温度控制系统的依旧在快速的发展，在智能化、自主适应、参数自身调整等多个角度已经取得了比较比较突出的成绩。
1.4温控风扇的设计目的
单片机在操作和检验系统中得到遍及的应用。温度是对系统的勘测、操作和维持。从硬件和软件两个角度讲了51单片机温度控制系统的设计思想。同时在电子产品中也经常出现单片机的身影，大部分是对电子产品进行温度的检测和控制。所以人们建立了51单片机的温度测试系统。这是一款低成本的单片机使用。
温度检测电路由I/0口实现。由于智能控制器用于直接控制风扇，因此风扇被打开和关闭。节能减源，主动响应国家绿色发展的号召。有很好的市场发展前景。在夏天，由于高温，人们通常直接开启风扇，而不是风扇的常规功能。当夜深时，环境温度会下降。此时，如果风扇直接吹向人，人们很容易感冒。而这次设计的温控风扇有着随时检测周围温度的功能。当四周温度低于开始的设置温度的时候，这个风扇就会自己主动停止。这种智能温度控制器也可以用来代替工业测温，课程设计，我们可以在实际生活中学习单片机的设计应用，也可以深入学习单片机编程。
第二章 单片机温控风扇的总体设计
2.1温控系统整体设计思路
本设计探讨的是一种温度控制系统：控制单元的主要重点是51单片机通信这个方面，温度传感器则是选择了DSI8B20、软件和L298N芯片实现直流电机调速系统。数码管上可以显示通过控制系统存储的及时相关温度数值。硬件方面涵盖了51单片机的最小系统、温度勘测电路、电机驱动电路、显示电路等。见图1。
模块的性能：DS18B20主要任务是随时搜集温度，并将数据收集并反馈给MCU。处理器18952是接收来自DS18B20的信号的核心处理器。驱动L298模块，以及直流电机脉宽调制方式来控制转速，最后PW占空比和当前温度传输LCD1602显示。
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