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基于51单片机的智能温控风扇系统的设计

题目：基于51单片机的智能温控风扇系统的设计

一、需求分析

在炎热的夏天人们常用电风扇来降温，但传统电风扇多采用机械

方式进行控制，存在功能单一，需要手动换挡等问题。随着科技的发

展和人们生活水平的提高，家用电器产品趋向于自动化、智能化、环

保化和人性化，使得智能电风扇得以逐渐走进了人们的生活中。智能

温控风扇可以根据环境温度自动调节风扇的启停与转速，在实际生活

的使用中，温控风扇不仅可以节省宝贵的电资源，也大大方便了人们

的生活。

二、系统总体设计

1、硬件

本系统由集成温度传感器、单片机、LED数码管、及一些其他外

围器件组成。使用89C52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1-1硬件系统框图

其中，单片机为STC89C52，这个芯片与我开发板芯片相同，方

便拷进去程序。晶振电路和复位电路为单片机最小系统通用设置，温

度采集电路，使用的是DS18B20芯片，数码管使用的是4位共阳数码

管，风扇驱动芯片使用的是L298N，按键为按钮按键，指示灯为发光

二级管。

2、软件

要实现根据当前温度实时的控制风扇的状态，需要在程序中不时

的判断当前温度值是否超过设定的动作温度值范围。由于单片机的工

作频率高达12MHz，在执行程序时不断将当前温度和设定动作温度进

行比较判断，当超过设定温度值范围时及时的转去执行超温处理和欠

温处理子程序，控制风扇实时的切换到关闭、低速、高速三个状态。

显示驱动程序

以查七段码取得各数码管应显数字，逐位扫描显示。主程序流程

图如图4-1所示。

图1-2软件系统框图

这是该系统主程序的运行流程，当运行时，程序首先初始化，然

后调用DS18B20初始化函数，然后调用DS18B20温度转换函数，接

着调用温度读取函数，到此，室内温度已经读取，调用按键扫描函数

这里利用它设置温度上下限，然后就是调用数码管显示函数，显示温

度，之后调用温度处理函数，再调用风扇控制函数使风扇转动。

三、系统详细设计

详细电路图

1、电路图分析：

该电路图中左上角为数码管驱动电路，由8个NPN，8个电阻构

成，右上角为4位共阳数码管。左边为单片机最小系统往右一点为按

键设置电路，负责设置温度上下限，再往下一点是DS18B20负责测温，

再往下一点为工作指示灯。然后最左边为风扇驱动芯片L298N，最后

是直流电机风扇，由L298N驱动。

2、程序流程图：

程序流程图和软件系统框图基本一致，在这里就不过多阐述。

3、程序：

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitkey1=P2^3;//设置温度

sbitkey2=P2^2;//温度加

sbitkey3=P2^1;//温度减

sbitgao=P3^4;//高速

sbitting=P3^5;//停止

sbitdi=P3^6;//低速

uintshang,xia;//对比温度暂存变量

uchardang;//档位显示

sbitpwm=P1^1;

sbitDS=P3^7;//DS18B20数据输入接口

uinttemp;//储存读取到的16位数据

uintw,j,i,n,k;//variableoftemperature

uinta;

uchard1,d2,d3;

ucharflag;//signoftheresultpositiveornegative

Unsignedcharcodetable[]={0xA0,0xBB,0x62,0x2A,0X39