智能電風扇的設計

1、畢業(yè)論文設計任務書院(系) 陜西理工學院物電學院 專業(yè)班級 電子1204班 學生姓名 甘得泉 一、畢業(yè)論文設計題目 智能電風扇的設計 二、畢業(yè)論文設計工作自_2016_年_3_月_2_日 起至_2016_年 6 月_15_日止三、畢業(yè)論文設計進行地點: 博遠樓 四、畢業(yè)論文設計的內(nèi)容要求： 設計一種以AT89C51芯片為核心的系統(tǒng)，應用通用的溫度傳感器來實現(xiàn)對環(huán)境溫度的控制，同時系統(tǒng)跟隨環(huán)境溫度的變化來改變電機的運行狀態(tài)。系統(tǒng)采用溫度智能控制，使風扇可以感知環(huán)境的溫度，以調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速，達到更好的工作效果。用戶可以選擇這種智能調(diào)速方式，也可以選擇手動設定方式來控制轉(zhuǎn)速。同時也可以使用遙控器來控

2、制風扇的運行狀態(tài)。五、 畢業(yè)論文設計應收集資料及參考文獻：1郭智源，韓建，張彥龍.基于STM32的PID和PWM溫度控制系統(tǒng)研究 J .科學技術(shù)與工程2011 2曾一江.單片機原理與接口技術(shù)M.北京:科學出版社,2006. 3陳桂林.紅外遙控技術(shù)M.福建:航空航天大學出版社,2008.六、 畢業(yè)論文設計的進度安排： 3月2日3月29日：查閱資料，完成初步設計方案和開題報告。 4月1日4月26日：完成系統(tǒng)的軟硬件設計。 4月29日5月24：完成系統(tǒng)總裝及調(diào)試。 5月27日6月7日：撰寫、修改畢業(yè)設計論文。 6月10日6月15日：打印論文準備并完成答辯。 指導教師簽名 專業(yè)負責人簽名 學院領(lǐng)導簽名

3、 批準日期 智能電風扇的設計作者：甘得泉（陜西理工學院 物理與電信工程學院 電子信息工程專業(yè) 12級 4班，陜西 漢中 723000）指導老師：梁芳 摘 要本設計為一種溫控風扇系統(tǒng)，系統(tǒng)STC89C52單片機作為控制平臺對風扇轉(zhuǎn)速進行控制?？捎捎脩粼O置高、低溫度值，測得溫度值在高低溫度之間時打開風扇弱風檔，當溫度升高超過所設定的溫度時自動切換到大風檔，當溫度小于所設定的溫度時自動關(guān)閉風扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。所設高低溫值保存在溫度傳感器DS18B20內(nèi)部E2ROM中，掉電后仍然能保存上次設定值。本設計性能穩(wěn)定,控制準確，具有靈敏的溫度感測和顯示功能。 關(guān)鍵詞單片機；溫度傳感器；智能控制。D

4、esign of intelligent electric fanAuthor：Dequan Gan(Grade 12, Class 4, Major electronic1s and information engineering, School of Physics and Electronic Information Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi)Tutor: Fang Liang Abstract This design is a kind of temperature c

5、ontrol fan system. STC89C52 single chip microcomputer as a control platform to control the speed of the fan. You can set the high and low temperature value by the user measured temperature value turns on the fan weak wind profile between the high and low temperature, when the temperature exceeds the

6、 set temperature automatically switch to wind speed, when the temperature is less than the set temperature fan shut down automatically, control state with the outside temperature. The set of high and low temperature value stored in the temperature sensor DS18B20 internal E2ROM, power down can still

7、save the last set value, stable performance, accurate control. Sensitive temperature sensing and display function. Key words Single chip microcomputer; temperature sensor; intelligent control.目錄1引言11.1 課題背景11.2 課題研究的目的和意義12系統(tǒng)的控制特點與性能要求23本設計的硬件簡介33.1 STC89C52單片機簡介33.2 STC89C2051芯片簡介33.3 DS18B20溫度傳感器4

8、4硬件設計54.1 總體硬件設計54.2 直流穩(wěn)壓電源的設計5 單相橋式整流電路6 濾波電路7 穩(wěn)壓電路84.3 電機調(diào)速模塊8 電機調(diào)速原理8 電機控制模塊硬件設計84.4 溫度顯示與控制模塊設計9 溫度檢測硬件模塊設計9 溫度顯示硬件模塊設計104.5紅外收/發(fā)電路11 紅外線遙控器發(fā)射電路11 遙控器12 紅外發(fā)射的編碼方式13 遙控器紅外發(fā)射電路13 紅外接收電路145軟件設計155.1 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖165.2 電機控制模塊165.3 人機接口175.4 紅外收/發(fā)模塊19總結(jié)21致謝22參考文獻23附錄A 外文文獻24附錄B 中文翻譯28附錄C 系統(tǒng)原理圖31附錄D

9、元器件清單33附錄F 部分C語言程序341 引言本文主要說明了智能電風扇的研究背景，情況，進展方向，確切的提出了制造智能電風扇涉及到的元器件，和每個元器件的功能論述。1.1 課題背景我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫碾婏L扇通常只有三、四個檔位，運用的是手動開關(guān)，室內(nèi)溫度并不會被顯示，僅僅只是手動調(diào)控該用到哪個檔位。自動調(diào)溫電風扇將電風扇帶到了一個新的領(lǐng)域，采用的是在行業(yè)中普遍涉及到的的STC89C51單片機。經(jīng)由單片機和溫度感應器融合，家用電風扇等運用其功能將轉(zhuǎn)速準確控制，時期具有更加完善的功能。（1)自動調(diào)溫電風扇簡介它運用直流電動機的操縱基于模擬電路為基本，運算放大器，非線性集成電路和數(shù)字電路構(gòu)成，令

10、其對電風扇各檔風量大控制越發(fā)的精細，令電風扇等操控更為合理與人性化，并且它也具備全自動、操作方便、智能化，制造簡單，運用溫度傳感器，專業(yè)操作集成電路與單片機，達到當室溫到達最理想化所設置開啟的溫度是，電風扇自動打開，同時可以依據(jù)室溫變化調(diào)整風速。當室內(nèi)溫度小于這一設置溫度時，電風扇自覺閉合。并且顯示目前的室內(nèi)溫度，與自身所調(diào)制的溫度，提示大家妥善的應用電風扇。（2)自動調(diào)溫電風扇設計目的來到5月份以后，氣溫越來越高，特別是進入了盛夏更加的炎熱難耐。當前可供挑選的避暑工具主要包含：空調(diào)、一般電風扇、冷風機和蒲扇，紙扇等。然而電風扇以其實惠的價格使其的運用非常普遍。大家通常夜以繼日的使用，倘若溫度

11、略有改變，人們的感冒機率就會大幅提升；冷風機能加強氣體的濕度不過用的時間長了，電器會變得潮濕，并且也會讓人們長久的暴露在外的關(guān)節(jié)遭到損害；蒲扇與紙扇價錢便宜，不過不自動，目前使用的人很少。在這種狀況下，自動調(diào)溫電風扇被提了出來。大家的生活節(jié)奏變快，人們需要對付的瑣事變多，在酷熱的夏季，到了家里想舒適的休息，減輕自己整天的疲憊，所以自動調(diào)溫電風扇設計就處理了這些難題。自動調(diào)溫電風扇是基于單片機操作來達到直流電動機轉(zhuǎn)動頻率自動調(diào)整，由此實現(xiàn)調(diào)整風速的目標。次方案涉及到STC89C52單片機，它將微處理器、存儲器（RAM和ROM）、輸入/輸出接口和定時器/計數(shù)器合成到一塊的集成電路芯片。它和集成電路

12、相融和，構(gòu)成一個設置溫度，測溫，操控和輸出集一體的模塊。運用單片機STC89C52與些許電路對室溫實現(xiàn)檢測，由此對電風扇實現(xiàn)開與關(guān)斷以整體的控制。1.2 課題研究的目的和意義應對巨大的市場需求，要加強電風扇的供應競爭力。使其在技術(shù)要求上達到提升，要將風扇不僅功能多樣，控制容易，同時更為放心可靠。在學習期間，分別學習了單片微機原理及其應用，傳感器檢測及應用技術(shù)等課程，使得我對單片機有所熟知，尤其是MCS-52系列的單片機的特征和運用也更加嫻熟；不過對于傳感器的一些知識也有所了解。因此，在制作智能電風扇時，令電風扇增添了許多智能化的設計，比如：無線遙控、定時功能，無極變速等，令電風扇更智能化，堅信

13、它豐多樣的功能，智能化的制作將更加加強電風扇的供應競爭力。同時更重要的是經(jīng)過智能的操控令科技的運用融入到生活中去,使得許多的人們能體驗到到科技帶來的便利.2 系統(tǒng)的控制特點與性能要求本設計緊要目的是使一般的電風扇的性能更為完善，使操控便捷化，人性化，主要達到下面幾個方面的性能：1.溫度操控功能：電風扇能夠檢測實時溫度，用于調(diào)整風扇的速度，實現(xiàn)更良好的工作效率。2.定時運行功能：此定時功能能夠使自己設定風扇運作的時間長短，以供應更智能化的服務。3、無級調(diào)風功能：該性能可處理一般電風扇檔位風速改變過于打的缺點，可達到隨意風速。4、遙控無線控制：該功能可以讓用戶遠程操控電風扇，并挑選電風扇等運行狀況

14、。5、實時溫度顯示：該功能便捷用戶依據(jù)實時溫度調(diào)整電機的開啟溫度節(jié)點，實現(xiàn)節(jié)能目標。3 本設計的硬件簡介 3.1 STC89C52單片機簡介STC89C52由美國ATMEL公司制造的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)64bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件運用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大。STC89C52單片機可靈活應用于各種控制領(lǐng)域【1】。STC89C52單片機含有下列標準性能：64K字節(jié)Flash閃速存儲器

15、，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時、計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路【2】。同時，STC89C52單片機可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時、計數(shù)器，串行通行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位【3】。 3.2、STC89C2051芯片簡介STC89C2052是一種帶64K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次【4】。該器件應用ATMEL高密度非

16、易失存儲器制造技術(shù)制造，和工業(yè)標準的MCS-52指令集和輸出管腳相融和。3.1 STC89C51管腳圖 3.3 DS18B20溫度傳感器DS18B20內(nèi)部構(gòu)造如圖3。2所示，基本由4部分構(gòu)成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列，DQ為數(shù)字信號輸入輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端【1】。ROM中的64位序列號是出廠前被光刻完成，它能夠被當成是該DS18B20的地址序列碼，各個DS18B20的64位序列號都不一樣。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8X5X41）。ROM的目的是使各個DS18B20都均不一樣，

17、如此就能夠達到一根總線上鏈接多個DS18B20的目標【5】。64位ROM和一線端口存儲和控制邏輯高速暫存器8位CRC生成器供電方式選擇配置寄存器低溫觸發(fā)器高溫觸發(fā)器溫度傳感器INTERNALVDDVDD 圖3.2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4 硬件設計 4.1 總體硬件設計系統(tǒng)總體設計框圖如下4.1所示： 遙控器紅外線發(fā)射紅外線接收模塊STC89C52單片機系統(tǒng)數(shù)字溫度傳感器鍵盤輸入模塊溫度顯示模塊電機控制模 塊微光顯示模塊 圖4.1系統(tǒng)總體設計框圖較于單片機中央處理器的規(guī)劃方案，依據(jù)需求，我們能夠運用含有4KB片內(nèi)EPPROM的STC89C52單片機成為中央處理器【6】。做到整體操控系統(tǒng)的基礎(chǔ)

18、，STC89C52內(nèi)部已包含了定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時器件，便捷地組成一個最小系統(tǒng)【7】。整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)嚴謹，抗干擾水平稿，性價比高。是最為適合的方案。4.2 直流穩(wěn)壓電源的設計 直流穩(wěn)壓電源重要功能是給后兩個方面供應電壓的輸出。在方案中分出了2個分支，分別提供5V電壓。 直流穩(wěn)壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。框圖如圖4-2所示。VF VR V1 V2 電源變壓器 整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路 圖4.2 直流穩(wěn)壓電源方框圖4.2.1 單相橋式整流電路 整流電路主要實現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。達

19、到這一目的緊要是靠二極管的單向?qū)щ姽δ?，并且二極管是組成整流電路的重要元件。我采用的是單相橋式整流電路。本設計整流電路如圖4-3所示。220V a b 圖4.3 單相橋式整流電路圖在圖中，輸入電壓V1通過電源變壓器成V2。它的功能是將交流電電壓V1整理成整流電路請求的交流電壓V2。其中的電阻式請求支流供電的負載電阻。四個整流二極管d1到d4構(gòu)成電橋的方式。通過負載R的電流I以及電壓V3的波形如圖4.4。它們都是單方向的全波脈動波形。2 3 4 Li 圖4.4 單相橋式整流電路波形圖4.2.2 濾波電路 在整流電路輸出波形中因為有許多的波紋身分，在所請求的波形不太相符。所以在整流電路以濾去整流輸

20、出電壓的紋波。而濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。本電路采用的是電容濾波電路。如圖4.5所示。+ + 圖4.5 電容濾波電路 4.2.3 穩(wěn)壓電路經(jīng)典的應用電路如圖4.6所示。圖中C1、C2被適用于頻率填補，以防自激振蕩與高頻干擾；C3應用電容，為了減小電源放入的低頻干擾對輸出電壓的熏陶【8】；D是守護二極管，隨著輸入端短路，給C3以出電的通路，阻止C3兩邊電壓打穿調(diào)節(jié)的發(fā)結(jié)。圖4.6 穩(wěn)壓電路4.3 電機調(diào)速模塊4.3.1 電機調(diào)速原理 經(jīng)過單片機操控可控硅的導通角，因而變革加在電機兩邊的有效電壓來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)動【9】。可控硅導通條件如下： 1）陽陰極間加正向電壓； 2）控制極陰

21、極間加正向觸發(fā)電壓； 3）陽極電流IA大于可控硅的最小維持電流IS。4.3.2 電機控制模塊硬件設計電路中使用了過零雙向可控硅型光耦MOC304。由電光隔離、過零檢測、過零觸發(fā)等性能組成，防止了輸入輸出路徑相同時控制雙向可控硅觸發(fā)的弊端，簡化了輸出通道功離2驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)【10】。所設計的可控硅觸發(fā)電路原理圖如圖4.7所示.此中RL叫做電機負載，它的運行原理為：單片機和響應用戶參數(shù)設定，當I/O口給了一個高電平是，通過反向器取反后，反饋出一低電平，令光電耦合暢通，并且引發(fā)雙向可控硅，令電路暢通運行，在限定時間內(nèi)，它的所給功率為：P=公式里：P為承載所求的功率，kW；n是限定時間里可控硅暢通的正

22、弦波的數(shù)量。U是可控硅在每個電源時期全暢通時所匹配的電壓有效值：V。I為可控硅在一個電源時期全暢通時所匹配的電流有效值：A。根據(jù)式（1）可得到，當U，I，N為固定數(shù)值時，僅僅需要變化n的數(shù)值就可操控功率的給出，因而實現(xiàn)調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的目標。圖4.7電機控制原理4.4 溫度顯示與控制模塊設計 4.4.1 溫度檢測硬件模塊設計 根據(jù)MCS52類別單片機以依據(jù)，繪出了DS18B20和微處理器的經(jīng)典連接。圖4.8（a）中DS18B20應用寄存電源方式，它的VDD和GND邊均連地，圖4.8（b）中DS18B20應用外接電源形式，它VDD端采取3V5.5V電源給電。倘若單片機系統(tǒng)采用的晶振頻率是12MHz，

23、依據(jù)DS18B20的重啟化時序、寫時序與讀時序【11】，比較編寫了3個子程序：INIT是重啟化程序，WRITE為寫（命令或數(shù)據(jù)）程序，READ是讀數(shù)據(jù)程序，整個的數(shù)據(jù)讀寫都是從最低位起步。 VDD GND 4.7K +3V+5.5V +3V+5.5V UP P3.3 DS18B204.8 （a）寄生電源工作方式 VDD GND 4.7K +3V+5.5V 外接電源+3V+5.5VUP P3.3 DS18B20接其它的一線裝置4.8 （b）外接電源工作方式圖4.8 DS18B20和微處理器的聯(lián)結(jié)圖主機操控DS18B20了結(jié)溫度變換務必途徑三個步驟：初始化，ROM操作指令，存儲器操作指令。務必先開

24、動DS18B20開始變換，再看出溫度切換值。倘若接一單位，再比照溫度值字節(jié)的顯示格式和它的符號位，途徑便捷的切換即能獲得確切的溫度檢驗電路【12】。個線數(shù)字溫度傳感器DS18B20 應用一線總線接口，大程度節(jié)約了系統(tǒng)的I/O 源泉。如圖4.9所示。PIAI R6 +5V U6 VDDDQGND圖4.9 溫度傳感器DS18B20 電路4.4.2 溫度顯示硬件模塊設計溫度傳感器能夠采取LM324A的運算放大器，用它制作成比例操控調(diào)節(jié)器，輸出電壓和熱敏電阻的阻值組成正比，不過這種方案要求很多次檢驗后就可以采樣準確無誤，太過于復雜【13】。因此我運用老性能更為優(yōu)秀的DS18B20數(shù)字溫度傳感器，它能夠

25、直接用模擬溫度信號變換為數(shù)字信號，減小了電路的繁瑣程度，增加了電路的工作質(zhì)量。本模版用DS18B20成為溫度傳感器，STC89C52成為處理器，作以溫度顯示溫度構(gòu)為操控輸出模塊。整體系統(tǒng)追求結(jié)構(gòu)簡易，功能全面。電路圖如圖4.10所示。系統(tǒng)運行原理如下：DS18B20運行現(xiàn)場溫度檢測，令檢測數(shù)據(jù)加入STC89C52的P3.7口，通過單片機處理后讀出溫度值，且和設置溫度值的上下區(qū)域比較，若果大于設定值或者小于設定下限值故操控電機速度進行調(diào)節(jié)。圖4.10 DS18B20溫度計原理圖4.5紅外收/發(fā)電路紅外收/發(fā)工作原理圖如下：按鍵識別編碼鍵盤 無線發(fā)射 無線接收 信號識別 控制電路圖4.11紅外收/

26、發(fā)工作原理圖 4.5.1 紅外線遙控器發(fā)射電路紅外遙控作為現(xiàn)在家電中運用較為廣泛的遙控形式。在探索紅外線遙控之初，首先得知道什么紅外線是什么。我們眾多周知，人們的眼睛可以感受的可見光根據(jù)波長從長由短排列，按序是紅，橙，黃，綠，青，藍，紫。里面紅光的波長邊界是0.620.76m的波長邊界為0.380.6m。按紫光波長還小的光叫紫外線,按紅光波長還大的光叫紅外線。紅外線作為一個看不到的光線，由于在全部電磁波譜中處于可見光（紅光）外邊緣而熟知。它處在可見光和微波中間，作為可見光的性質(zhì)，還有微波的一些特點，普遍用在遙控與傳輸設備中，它重要優(yōu)點是：（1）含有比較大的的傳播速率，而且并不會發(fā)生因干涉、空間

27、反射和雙折射等功能而顯示的擾亂；（2）傳播中不會產(chǎn)生畸變噪音；（3）在高峰值功率情況下所需的功率較?。唬?）采用一定的調(diào)制方法可以有高的干擾性；（5）在僅有一個載波頻率的情況下可以有高的穩(wěn)定性。由于紅外線輸出有上以上一整列優(yōu)點，于是得到了很快的進展。經(jīng)由紅外線包含直線傳播的特點，利采用傳感器包含靈敏度大，速度響應高與光譜范圍窄的功能，并且采取單片機包含結(jié)構(gòu)嚴謹、可靠性大，數(shù)據(jù)解決能力、速率快、消耗低、成本小的特征，能夠設計靈敏度大、抗干擾功能好的紅外遙控。因為紅外線遙控器包含體積小、損耗低低、性能強、成本低等特征，所以，繼彩電，錄音機，音響設備，空調(diào)機和玩具等其他小型電器裝置也依次采取了紅外線

28、遙控。工業(yè)設局里面，其高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等狀況下，應用紅外線遙控不止安全，同時能合理的隔離電氣擾亂。下面就紅外遙控技術(shù)的特征做下簡易的講述。紅外遙控技術(shù)室友采取紅外線運行點對點通信的科技，它應對的的軟件與硬件技術(shù)已經(jīng)很是嫻熟。它在技術(shù)上的主要優(yōu)點是：1、無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照；2、具有移動通信設備所必需的體積小、功率低的特點；3、傳輸速率適合于家庭和辦公室使用的網(wǎng)絡；4、信號沒有擾亂，傳輸精度大。角度性，兩個設備里倘若運送數(shù)據(jù)，期間就不可以包含干擾物;同時通訊距離很小，而且紅外LED并非一個很持久的原件。5、成本低廉。它的不好的地方是：因為它是一個視距傳輸技術(shù)，應用點到點的聯(lián)結(jié)

29、，包含方向性，兩個設備之間倘若傳輸數(shù)據(jù)，里面并非由有擾亂物，同時通訊距離較小，而且紅外LED并非十特別持久的器件。紅外線遙控器發(fā)射原理圖如圖所示：鍵盤編碼調(diào)制紅外發(fā)射38KHz載波發(fā)生器圖4.12 遙控器原理框圖 4.5.2 遙控器（1）、系統(tǒng)功能該系統(tǒng)具有如下幾個功能：1）通過遙控器控制電機的啟動、停止；2）通過遙控器控制電機的加速、減速運行；3）通過遙控器控制電機的全自動與手動切換；4）通過遙控器控制電機的運轉(zhuǎn)時間；5）手動狀態(tài)下風型的選擇。（2）按鍵功能K1：低速，中速，高速，鍵數(shù)是01HK2：彩燈，鍵值為 02HK3：最小風，休息風，通常風，值為03HK4：定時 ，鍵值為04HK5：開

30、/關(guān)機，鍵值為05H （3）從沒有按鍵觸發(fā)時，延時30各單位后進入待機形態(tài)，系統(tǒng)處在低消耗模式。當有按鍵觸發(fā)時，INT0中斷發(fā)生，并且叫醒CPU處于工作形態(tài)。4.5.3紅外發(fā)射的編碼方式遙控發(fā)射器固有芯片比較多，依據(jù)編碼形式能夠分成兩大種類，再次我們以采取比較普遍，解碼較為簡單的一種來加以表示，現(xiàn)在根據(jù)日本的NECuPD121G構(gòu)成發(fā)射電路是例說明編碼原理。根據(jù)發(fā)射前觸發(fā)按鍵后，又有遙控碼發(fā)射，所觸發(fā)鍵不一樣遙控編碼不會相同。這種遙控碼包括下列特點：（1）應用脈寬調(diào)整的串行碼，用脈寬是0.56ms、周期是1.125ms的構(gòu)成顯示二進制的“0”；用脈寬是0.565ms，周期是2.25ms的結(jié)構(gòu)表

31、顯示二進制的“1”。“0”，“1”構(gòu)成的32位二進制碼通過38KHz的載頻來事二次調(diào)制用于增強發(fā)射效率，實現(xiàn)降低電源損耗的目標。最后再經(jīng)過紅外線發(fā)射二極管觸發(fā)。（2）遙控編碼是持續(xù)地發(fā)32位二進制碼組，里面前16作為用戶識別碼，能夠分辨不一樣的電氣設備，阻止非一樣機種遙控碼相互之間擾亂。其芯片的用戶辨別碼固定是十六進制0FFH，后16位是8位操作碼（功能碼）與其反碼。遙控器在按鍵觸發(fā)后，循環(huán)性地發(fā)出一樣的32位二進制碼，周期大概為108ms，一組碼自身的連續(xù)時間根據(jù)具有的二進制的“0”與“1”的個數(shù)決定，大概處于4563ms中間。（3）、其編碼方式如下：圖4.13紅外發(fā)射的編碼方式 4.5.4

32、遙控器紅外發(fā)射電路遙控器紅外發(fā)射電路如附圖4.14所示。1687u 560u 560u 4.5ms 9ms 0碼 引導碼 1碼 4.14 遙控紅外發(fā)射電路4.5.5紅外接收電路1、接收解碼方式解碼的重要部分為如何辨識“0”與“1”，根據(jù)位的定理我們能夠看出“0”，“1”都根據(jù)0.56的低電平觸發(fā)，非一樣的為高電平的大小不同區(qū)別“0”和與1”，倘若以0.56ms低電平以后，觸發(fā)延時,0.56ms以后，若果讀到的電平為小，所以該位“0”，反之就是“1”，未來依據(jù)中間，壓縮務必比0.56ms大，不過又不可以過0.12ms，不然假如該位“0”，顯示的意思下一位的高電平，所以?。?.12ms+0.56m

33、s）/2=0.84ms比較準確，普通情況下取0.84上下。依據(jù)碼的形式，我們等候9ms的起始碼與.5ms的顯示碼完成后就可以讀碼。中斷收到是程序第一步讀出T0定時器的大小，倘若是0.56ms就作為是“0”，將它放到緩沖區(qū)同時計數(shù)器加1，倘若為1.68ms就為“1”，用其輸入緩沖區(qū)同時計時器加1。倘若計時器值是23時，收到結(jié)束標志位同時計數(shù)器變?yōu)?，倘若計時器值非23時，我們了可以收到誤碼，計時器變?yōu)?，輸出重新等待讀出紅外消息。2、紅外接收電路接管電路能夠使采取一種集成紅外線接收與放大于一起的全部紅外線接收器，不采取外接元件， 方可完成由紅外線接收到輸出和TTL電平信號兼容的所有狀態(tài)，可是體積

34、與普通的塑封三極管一模一樣，它適用于每一個紅外線遙控與紅外線數(shù)據(jù)，在此采取HS0038接收器，外部包括3個引腳：Out、GND、Vcc和單片機接口很是簡易，接收電路圖如圖4-15所示。圖4-15紅外接收電路圖HS0038接收道理：紅外線接收通過遙控器發(fā)出的數(shù)據(jù)（已調(diào)信號）變換成成一定形式的操作指令信號（調(diào)制信號?；鶐盘枺怯杉t外線的接收，放大，解調(diào)，恢復成發(fā)射格式（高、低電位剛好相反）的脈沖信號。狀態(tài)通一般包括整體的接收頭來還原，輸出TTL兼容電平。最后經(jīng)由解碼脈沖信號變成成數(shù)據(jù)，同時達到數(shù)據(jù)的傳輸出。倘若緊挨的兩個中斷周期的數(shù)據(jù)為0. 56ms，那就可以理解為接收到為“0”。長度為1.1

35、2ms就是“1”。所以，脈沖電平的每個挑撥都會構(gòu)成一次中斷，由中斷服務子程序中即達到一次性兌一連串波形的檢測，在檢查后對“0”與“1”的數(shù)值變成由此測出控制指令的性能。5 軟件設計當主程序恢復原來狀態(tài)之后，開始頻繁的循環(huán)檢查各部分的緩沖區(qū)標志，倘若緩沖區(qū)置位，就可以理解為有相應的程序需要解決，之后主程序采用相應的程序解決子模塊部分，對于溫度傳感器，我們采用定時采集數(shù)據(jù)的方法，在定時中斷子程序中，采集相應的數(shù)據(jù)，并進行判斷，如果是異常數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)緩沖區(qū)，同時置對應的緩沖區(qū)標志。后來主程序就采取的子程序進行解決。軟件主流程圖見下頁圖5.1所示。系統(tǒng)初始化從按鍵觸發(fā)的時候，應運鍵盤中斷子

36、程序掃描固定的鍵盤碼，后來傳輸給主程序，置對應的鍵盤按鍵標志位。在主程序中，當有鍵盤按下的時候，調(diào)用對應的鍵盤處理子程序。紅外線信號數(shù)據(jù)緩沖區(qū)標志位鍵盤按鍵緩沖區(qū)置位DS18B20數(shù)據(jù)緩沖區(qū)置位LED顯示系統(tǒng)溫度值MCS-51單片機數(shù)據(jù)緩沖區(qū)標志位鍵盤掃描處理子模塊是否定時定時處理子模塊紅外接收子模塊DS18B20處理子模塊5.1 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖正常設置異常系統(tǒng)初始化開始進行測溫設置參數(shù)初始化DS18B20啟動DS18B20測溫調(diào)用相應的鍵值處理程序調(diào)用相應的控制程序內(nèi)部判斷調(diào)用子程序調(diào)用讀子程序輸出顯示結(jié)束圖5.2 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖5.2 電機控制模塊電機涉及到轉(zhuǎn)速

37、和擺頭兩個方面。電機的轉(zhuǎn)速根據(jù)光耦合器觸發(fā)導通角操作，將其用一個電磁閥來控制其導通與斷開來實現(xiàn)操控。根據(jù)在根本上上我們經(jīng)過軟件對風扇的轉(zhuǎn)動進行準確的操作，以達到多種風類型。依據(jù)不同風類型我們根據(jù)下列定義：普通的芯片運用最初的12位辯護那準確度外接供電電源,子程序GETWD寫出的溫度值高位字節(jié)傳輸WDMSB單元，低位字節(jié)送WDLSB風，風扇根據(jù)設定增強，弱風相互工作。普通風：風扇電機按預編電腦程序作不規(guī)律運轉(zhuǎn)，配合風速鍵之設置，可分強普通風，中普通風，弱普通風，依據(jù)大自然之風吹效果，令風速更加的自然。休息風：風扇馬達進入普通風電腦程序操作，其根據(jù)是人體的溫度會在休息后緩緩降低。風電機的風速亦會緩

38、緩變小，防止睡眠后感冒，其減小規(guī)律如下：當開始設置為大時，風扇按強普通風運轉(zhuǎn)30分鐘，后切換為中普通風，30分鐘后再變?yōu)槿跗胀L，到預置時間終止，或者被結(jié)束是；從最初設置為中時，風扇按中普通風運行30分鐘，轉(zhuǎn)為弱截止風，直至預置時間結(jié)束，或被關(guān)閉；當最初設定為弱普通風，風扇按弱普通風運行，直至預置時間截止，或被關(guān)閉。從軟件層方面來說，就是依據(jù)前一刻的風扇形態(tài)以及用戶的輸入來確認當前時刻所要輸出的風狀態(tài)和風速。從軟件驅(qū)動層角度來說，就是根據(jù)軟件層確定的當前時刻風類型和風速量化所要輸出的風速值。從硬件層角度來說，對于風量的操作，始終是1根線的選擇以線上可控硅導通時間的操控，換言之，將軟件量化出的風

39、量。轉(zhuǎn)換成1根線的選通和選通的線上可控硅的導通時間。5.3 人機接口 此方面性能重要方便使用戶操作電風扇，讓用戶只要便捷的控制，可以能達到要求的全部性能，主要有以下幾個方面組成：鍵盤操作模塊在電風扇底座部分也有一個2*3小鍵盤。根據(jù)進行風的大小，種別，計時等系統(tǒng)設置。與之相呼應為鍵盤掃描處理部分。主要想法如下：倘若有按鍵按下，中斷處理子程序第一步開始檢索按鍵，取得相應的的準確的鍵盤掃描碼，依次根據(jù)鍵盤掃描碼獲得呼應的按鍵號，獲取觸發(fā)標志，并將按鍵號保持在全局變量中。系統(tǒng)不停的判斷有按鍵標志，如果沒有則跳過，如果有按鍵按下，則進行響應的按鍵處理，同時實時的在LED上顯示，并將最終結(jié)果反饋到系統(tǒng)各

40、部分。對應的鍵盤處理過程的軟件流程圖如圖5-3所示。不等 不等 不等 相等 相等 相等 相等 相等 標志位處理程序鍵值與（01H）比較鍵值與（02H）比較鍵值與（03H）比較鍵值與（04H）比較鍵值與（05H）比較其它鍵不處理處理K5子程序處理K4子程序處理K3子程序處理K2子程序處理K1子程序返回主程序清處標志位圖5.3 鍵盤處理過程的軟件流程圖5.4 紅外收/發(fā)模塊紅外發(fā)射程序流程圖如圖5.4所示。No No Yes Yes 開始初始化主程序延時10s進入待機模式有鍵閉合時進入中斷系統(tǒng)鍵盤中斷處理程序讀列線有鍵閉合讀行線有鍵閉合延時消抖動取按鍵編號存鍵值發(fā)送RET1圖5.4 紅外發(fā)射程序流

41、程圖 紅外接收軟件使用輸入捕捉中斷處理紅外遙控信號，根據(jù)不同的紅外編碼，可以完成調(diào)節(jié)風速，風型，時間，照明等功能。紅外中斷服務程序流程圖如圖5.5所示。N N N Y Y Y 中斷開始從端口讀一位讀取數(shù)據(jù)完成 保存到數(shù)據(jù)字中中斷結(jié)束檢驗正確檢驗正確復位、清空數(shù)據(jù)字置位結(jié)束標志 圖5.5紅外中斷服務程序流程圖總結(jié)此次系統(tǒng)設計以STC89C52單片機為基礎(chǔ)，單片機重點由完成對室外環(huán)境溫度信號的收集、解決、顯示等功性能;由Protues軟件開始實行訪真檢驗，采取MCS-52 C語言規(guī)劃。運行程序該系統(tǒng)的主要特點是:（1)實用性稿，用戶可以對界面數(shù)值進行設置和開始系統(tǒng)正常工作便可達到用戶對最舒適溫度的

42、需求，實達到對舒適溫度的實時檢測。（2)隨時可以根據(jù)軟件編寫新的功能加入產(chǎn)品。操作界靈活多變，僅僅較小的改變，就能夠增添其他按鍵的運用性能。此次系統(tǒng)設計溫度控制采取DS18B20數(shù)字溫度傳感器作為溫度檢測器件?？煽毓璐釉陔娫春拓撦d電風扇，借改變定周期內(nèi)可控硅的導通和截止時間的比例來達到調(diào)速性能，其設計完使用方便就，采取人們休息辦公等不同場合的使用。根據(jù)STC89C52單片機所設計和研發(fā)的電風扇智能調(diào)速系統(tǒng)，成本低且具有耐用性稿，節(jié)約電能等特點，在夜間不需要定時，也可以能給大家?guī)砗芏嗟谋憬?。此次系統(tǒng)設計在模擬測量中工作較好，但數(shù)據(jù)監(jiān)測不好。性能上的不足是對于多個檔位之間的臨界溫度處理不好，同

43、時檔位不多,需要以后多解決。致謝大學生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實，當我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負的感覺，感慨良多。首先誠摯的感謝我的論文指導老師梁芳老師。他在忙碌的教學工作中擠出來時間審查、修改我的論文。還有教過我的所有老師，你們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝四年中陪伴在我身邊的同學、朋友，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸獾慕ㄗh和意見，有了他們的支持、鼓勵和幫助，我才能充實的度過了四年的學習生活。本論文是在導師梁芳老師的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦

44、的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅是我樹立了遠大的學術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向到時表示崇高的敬意和衷心感謝！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學和朋友的關(guān)心和幫助。在此感謝尹繼武教授、秦偉老師、王婷老師、梁芳老師在硬件設計中給出的寶貴意見，在此表示深深的感謝。本論文的順利完成，離不開各位老師，同學和朋友的關(guān)心和幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的學位論文的，同窗之間的友誼長存。參考文獻1陳杰，黃鴻等.傳

45、感器與檢測技術(shù).北京：高等教育出版社，2002.8252張肇富.采用溫度傳感器的電扇.江蘇電器，1994，23胡乾斌. 單片微型計算機原理與應用. 武漢：華中理工大學出版社，19974陳麗芳. 單片機原理與控制技術(shù). 南京：東南大學出版社，20035劉迎春, 葉湘濱. 傳感器原理設計與應用. 長沙：國防科技大學出版社，20026何立民.單片機應用技術(shù)選編.北京：北京航空航天的學出版社，20047李昔華.王延川. 電風扇智能控制模塊的設計. 渝州大學學報(自然科學版)，2000，28胡大友. 電風扇智能控制電路PT2126及應用. 國外電子元器件，1995，99陳祥光.薛錦誠.姜波. 一種單片機

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47、nfestation in freshwater wetland.200717Jin Xu;Ke Hang Tian.Advanced Materials Research.2012附錄A 外文文獻Design of intelligent electric fanWith the accelerated development of society, intelligent household appliances gradually accelerated, single chip as small size, light weight, high integration, anti-in

48、terference ability, cost-effective, it is particularly suitable for small control system. Fan through the MCU can be easily achieved by people achieve their goals. SCM has been widely used in fan applications. This article discusses the use of single chip design fans planning content.SCM AnalysisMCU

49、 core fan control. Designed to focus on the practical application of SCM. STC89C52 MCU 52 most commonly used chips. In the system design, we can use as a controller AT89C51 microcontroller. STC89C52 is a flash with 4K bytes of erasable programmable read only memory, low voltage, high-performance CMO

50、S8 bit microprocessor. The device uses high-density non-volatile memory ATMEL manufacturing technology manufacturing, and industry-standard MCS-52instruction set and output pin compatible. Due to the multi-function 8-bit CPU and flash memory combined in a single chip, ATMELs microcontroller STC89C52

51、 is a highly effective for many embedded control system provides a more flexible and inexpensive solution. Its main properties: You can compatible with MCS-52 microcontroller, 4K bytes of programmable flash memory, 1000 write / erase cycle life, 10 years data retention time, 128 * 8-bit internal RAM

52、, 32 programmable I / O lines , two 16-bit timer / counters. It is the microprocessor, memory (RAM and ROM), input / output interfaces and timer / counter, an integrated circuit chip integrated. Then connect the temperature sensor, delay switch circuit, push-button magnetic switch, LED display, A / D, D / A converter circuit, SCR trigger control circuit, an oscillator, power supply circuit and other modules. A controlling microcomputer, which is equivalent to the human brain. By the temperature sens