设计性实验——温控电风扇(1)

1、题目：智能温控电风扇设计2012年6月目录1、摘要- 2 -2、绪论- 3 -2.1智能温控电风扇简介- 3 -2.2温控电风扇设计目的- 4 -3、智能温控电风扇的硬件结构与原理- 4 -3.1智能温控电风扇的总体结构- 4 -3.2 主要元件工作原理简介- 5 -3.2.1 L298 的工作原理介绍- 5 -3.2.2温度传感器DS18B20- 6 -3.2.3 74LS373 的工作原理介绍:- 14 -3.2.4 8段共阴数码管简介- 15 -3.3智能温控电风扇的电机控制电路（见附录1）- 16 -3.4智能温控电风扇的显示电路（见附录2）- 16 -4.智能温控电风扇的软件设计-

2、16 -4、1软件设计框图如图所示- 16 -4、2程序- 18 -5、课程学习感想与建议- 22 -【参考文献】- 24 -1、摘要智能温控电风扇是一种基于51单片机设计的一种智能电风扇，通过手动控制和温度传感器获取温度来自动控制两种方式来控制电风扇的转速。它结合了传统电风扇的优点，尝试着将手动与自动两种控制方式结合起来，具有结构简单，控制方便，低成本等优点，具有广阔的市场前景。2、绪论2.1智能温控电风扇简介我们研究的智能温控电风扇采用了手动和自动两种控制方式，手动方式可以根据需要人工调节风力的大小；自动方式则由温度传感器感应环境的温度，比如可以在控制软件中设定不同温度段对应不同的风力大小

3、，通过单片机来实现自动调节电风扇的转速。与传统电风扇相比，这种设计使得对电风扇各挡风量的调节更加细化，使得电风扇的控制更具人性化。若是将这一成果再多加完善，提高性能，智能温控电风扇还是具有广泛的市场前景的。2.2温控电风扇设计目的传统的电风扇结构相对简单，大多采用人工调节电风扇的档位来实现调节电风扇的转速，也就是我们俗称的“大风，小风”，这种方式相对来说比较简单实用，易于实现。但在一些场合，人们由于某些原因可能不方便去人工调节电风扇的开关和档位，如果电风扇能够根据温度来自动调节其开关和转速，那么这将给人们的生产和生活带来极大的方便。于是我们设想使用温度传感器和单片机来控制电风扇，实现既可人工手

4、动控制又可以通过温度传感器感应温度来自动控制风扇转速的智能温控电风扇。3、智能温控电风扇的硬件结构与原理3.1智能温控电风扇的总体结构本设计是以8051单片机为控制中心，主要通过温度传感器DS18B20得到的温度以及内部定时器设定时间长短来控制电风扇转速的变化。手动状态时可以手动调节速度；自动状态时通过温度高低自动调节速度，其结构简单如下图所示：8051手动控制（键盘）温度传感器DS18B20数码管显示电路（显示温度）电机驱动电路电风扇（受PWM控制）3.2 主要元件工作原理简介3.2.1 L298 的工作原理介绍L298N 为SGS-THOMSON Microelectronics 公司所出

5、产的双全桥步进电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或1个四相步进电机，内含二个H-Bridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准 TTL逻辑准位信号，可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压。L298N 之接脚如图所示，Pin1 和Pin15 可与电流侦测用电阻连接来控制负载的电路； OUTl、OUT2 和OUT3、OUT4 之间分别接2 个步进电机；input1input4 输入控制电位来控制电机的正反转；Enable 则控制电机停转。3

6、.2.2温度传感器DS18B20新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线，在实际应用中取得了良好的测温效果。n DS18B20的主要特性：1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。2）测温范围在-10+85范围内，精度为±0.53）最高分辨率为912位，其中包括1位的符号位，位数通过编程决定。4）电源电压范围：在保证精度为±0.5的情况下，电源电压可为+3.0V5.5V5）DS18B20的家族代码为28H6）温度数据寄存器：由两个字节组成。7）内部存储器分配：D

7、S18B20中含有EEPROM，其报警上、下限温度值和设定的分辨率是可记忆的。出厂时设定为12位分辨率。8）温度转换时间n 温度数据格式n 温度报警信号在DS18B20完成温度转换后,其温度值将和报警寄存器(TH和TL)中存储的触发门限值相比较,由于这两个阈值寄存器都是8位寄存器,因此,在比较时,测量值中相应的几个低位数据将被忽略,TH和TL中的最高位直接对应温度寄存器中的符号位.若测量值高于TH或低于TL,则设置报警标志,该标志每测一次温度都要被更新.一旦报警标志设置后,器件就会响应主设备发出的条件搜索命令.n 供电电路n 便笺式寄存器（Scratched Memory)其中：1.TH,TL

8、和CONFIG寄存器必须被连续写入,如果必须对其中一个进行写操作.2.CRC(Cyclic Redundancy Check)字节,存放前8个字节按CRC算法所得的结果.3.配置寄存器:n 上电状态n DS18B20操作次序1）初始化；2）跳过ROM（命令：CCH）；3）温度变换（命令：44H）；4)读暂存存储器（命令：BEH）；注：每次读取温度都要经过上面四个过程。3.2.3 74LS373 的工作原理介绍:74LS373为三态输出的8D锁存器，本实验中我们用到了74LS373，主要用来实现对数码管的驱动作用。当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

9、当 OE 为高电平时，O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，D 被锁存在已建立的数据电平。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。 引出端符号： D0D7 数据输入端 OE 三态允许控制端（低电平有效） LE 锁存允许端 O0O7 输出端 真值表： DnLEOEOnHHLHLHLLXLLQ0XXH高阻态3.2.4 8段共阴数码管简介共阴极八段数码管是将八段发光二极管封装在一起且二极管的阴极连在一起，原理图如下图所示，公共端接低电平

10、，其它八个端口高电平点亮相应的二极管，低电平相反。3.3智能温控电风扇的电机控制电路（见附录1）3.4智能温控电风扇的显示电路（见附录2）4.智能温控电风扇的软件设计4、1软件设计框图如图所示初始化输出不同占空比的PWM来控制电机转速根据档位（温度）选择不同的时间初值装入定时器档位2档位1温控判断温度是否达到要求手动判断是手动还是自动判断档位4、2程序#include <reg51.h>#include<stdio.h>sbit DQ = P34; /数据口define interfacesbit k1=P36;sbit k2=P37;sbit ena=P35;/*数码

11、管显示*/sbit seg1=P20;sbit seg2=P21;sbit seg3=P22;#define jump_ROM 0xCC /跳过ROM命令#define start 0x44 /启动转换命令#define read_EEROM 0xBE /读存储器命令#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar TMPH,TMPL; /温度值uchar code table = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /整数uchar code table1 =

12、0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef;/带小数点uint temp=0,sudu=0,sudu1=0,count=0;void delay(unsigned int N) int i;for(i=0;i<N;i+);void delay1(int useconds)int s,i;for(s=0;s<useconds;s+)for(i=110;i>0;i-);uchar Reset(void) uchar deceive_ready; DQ=0; /拉低DQ线 delay(40); /延时至少480us960us

13、DQ=1; /将DQ线设置位逻辑高,释放总线 delay(5); /延时等待deceive_ready响应 deceive_ready=DQ; /采样deceive_ready信号 delay(40); /等待时序结束 return(deceive_ready); /有deceive_ready信号时返回0，否则返回1void write_bit(uchar val)DQ=0; /拉低DQ线开始时序if(val=1)DQ=1;/如果写逻辑为高elseDQ=0; delay(5); /延时 DQ=1; /升高DQ线 void write_byte(uchar val)uchar i,a;for(

14、i=0;i<8;i+) a=val>>i; /将val位右移i位赋值给比temp a=a&0x01; write_bit(a);delay(5); uchar read_bit(void)uchar i;DQ=0; DQ=1; for(i=0;i<3;i+); return DQ; uchar read_byte(void)uchar i, receive_data=0; /初始化for(i=0;i<8;i+) if(read_bit() receive_data|=0x01<<i; /每读一位数据据，左移 delay(7); /延时至时序结束

15、 return(receive_data); void get_temp()float temp1;uchar get9;int k;Reset();write_byte(jump_ROM); /发跳过ROM命令write_byte(start); /发启动转换命令delay(5);Reset();write_byte(jump_ROM); /发跳过ROM命令write_byte(read_EEROM); /读暂存器命令for(k=0;k<9;k+)getk=read_byte();TMPL=get0; /读低8位温度值TMPH=get1; /读高8位温度值temp1=(TMPH*256

16、+TMPL)*0.625+0.5;temp=(int)(temp1);void Segdisplay(uchar dat1,uchar dat2,uchar dat3)seg1=0;P1=tabledat3;delay1(4);seg1=1;seg2=0;P1=table1dat2;delay1(4);seg2=1;/带小数点seg3=0;P1=tabledat1;delay1(4);seg3=1;void check_temp()if(temp/100<3)sudu=3;elsesudu=8;void kongzhi() if(k1=0)check_temp();ena=0;delay1(10-sudu);ena=1;delay1(sudu);elseena=0;delay1(10-sudu1);ena=1;delay1(sudu1);void kongsu()if(k2=0)switc