多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 電子工程專(zhuān)業(yè)

多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì)摘要本課題設(shè)計(jì)了一種使用ATC89C51單片機(jī)當(dāng)做核心控制器的智能系統(tǒng)產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)了電風(fēng)扇的多功能，而且能夠?qū)z測(cè)到的實(shí)時(shí)溫度使用高清晰的液晶屏來(lái)顯示。用戶還可以通過(guò)使用按鍵對(duì)電風(fēng)扇的啟動(dòng)溫度進(jìn)行設(shè)置，超過(guò)該值后將使得電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)功能。這款多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器內(nèi)部核心框架是由ATC89C51單片機(jī)作為主控部分并且在這款高性能的微處理器芯片外部還配置了LCD1602液晶屏幕、DS18B20溫度傳感器和有源蜂鳴器等智能模塊。通過(guò)ATC89C51單片機(jī)對(duì)這些模塊電路的高效控制驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單一功能的電風(fēng)扇的擴(kuò)展。整體設(shè)計(jì)框架方面分為了硬件電路和軟件程序兩大部分。本課題通過(guò)模塊設(shè)計(jì)方法將多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器的整體部分化繁為簡(jiǎn)，逐一進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)所有功能指標(biāo)。課題最終對(duì)這款系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的功能檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的所有問(wèn)題都進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了非常高的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：C51單片機(jī)，LCD，DS18B20溫度傳感器，電動(dòng)機(jī)Abstract\o"添加到收藏夾"ThissubjectinventedanintelligentsystemproductusingATC89C51singlechipcomputerasthecorecontroller.Themulti-functionalelectricfanisrealized,andthecurrenttemperaturedetectedcanbedisplayedthroughahigh-definitionliquidcrystalscreen.Userscanalsosetthestartingtemperatureoftheelectricfanbypressingkeys,whichwillmakethefanturn.Thecoreframeworkofthismulti-functionalLEDdisplayfancontrollerisATC89C51singlechipmicroprocessorasthemaincontrolpart,andtheintelligentmodulessuchasLCD1602LCDscreen,DS18B20temperaturesensorandactivebuzzerarealsoconfiguredoutsidethechipofthishigh-performancemicroprocessor.ThesemodulesareefficientlycontrolledanddrivenbyATC89C51singlechipmicroprocessortorealizethesinglefunctionofelectricity.Fanexpansion,Theoveralldesignframeworkisdividedintothetwoparts:hardwarecircuitandsoftwareprogram.Thewholepartofthemulti-functionalLEDdisplayfancontrollerissimplifiedbymoduledesignmethodandthedesigncanbecarriedoutonebyone,andfinallyallthefunctionalindicatorscanbeachieved.Finally,Ispentalotoftimeontestinginthedesignresultofthissystem,andalltheproblemsintheprocessoftestinghavebeenoptimizedandimprovedtoachieveveryhighstability.Keyword：C51singlechipmicrocomputer，DS18B20TemperaturesensorLCD，Motor,目錄16781_WPSOffice_Level1一、引言 525122_WPSOffice_Level2（一）本課題的研究背景 55877_WPSOffice_Level1二、多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì) 527365_WPSOffice_Level1三、多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器硬件電路設(shè)計(jì) 622118_WPSOffice_Level2（一）AT89C51最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 624500_WPSOffice_Level2（二）報(bào)警模塊硬件電路設(shè)計(jì) 82925_WPSOffice_Level2（三）溫度模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 922383_WPSOffice_Level31.溫度傳感器 920189_WPSOffice_Level32.DS18B20數(shù)字溫度傳感器的工作流程 913154_WPSOffice_Level33.DS18B20數(shù)字溫度傳感器的技術(shù)性能 919926_WPSOffice_Level34.DS18B20數(shù)字溫度傳感器的運(yùn)用范圍 1027938_WPSOffice_Level35.DS18B20數(shù)字溫度傳感器的接法 1012080_WPSOffice_Level36.DS18B20數(shù)字溫度傳感器的特點(diǎn) 1031014_WPSOffice_Level27.DS18B20溫度傳感器的主要特性為 1129083_WPSOffice_Level2（四）照明模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 1210598_WPSOffice_Level2（五）顯示模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 1218637_WPSOffice_Level2（六）電動(dòng)機(jī)控制的硬件電路設(shè)計(jì) 1427727_WPSOffice_Level31.直流電動(dòng)機(jī)工作原理 14567_WPSOffice_Level32.直流電動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造 14649_WPSOffice_Level2（七）多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器總硬件電路設(shè)計(jì) 1518481_WPSOffice_Level1四、多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器軟件程序設(shè)計(jì) 169161_WPSOffice_Level2（一）多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器軟件總程序設(shè)計(jì) 166755_WPSOffice_Level2（二）時(shí)間模塊的軟件程序設(shè)計(jì) 1725681_WPSOffice_Level2（三）溫度模塊的軟件程序設(shè)計(jì) 1715530_WPSOffice_Level2（四）電動(dòng)機(jī)控制的軟件程序設(shè)計(jì) 187995_WPSOffice_Level1五、仿真 194809_WPSOffice_Level1六、總結(jié) 2115510_WPSOffice_Level1七、致謝 2213646_WPSOffice_Level1八、附件 2310103_WPSOffice_Level21.原理圖 2316381_WPSOffice_Level22.PCB圖 2423964_WPSOffice_Level23.元件清單 2529338_WPSOffice_Level24.總程序 26引言本課題的研究背景電風(fēng)扇在最初的時(shí)候還不是用電來(lái)使它轉(zhuǎn)動(dòng)的，而是用一種類(lèi)似于鐘表結(jié)構(gòu)的發(fā)條裝置來(lái)使固定在天花板上的機(jī)械風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的，就是因?yàn)槭前l(fā)條結(jié)構(gòu)，所以需要人用梯子去上發(fā)條，特別的麻煩。所以，人們結(jié)合了電動(dòng)機(jī)，把扇葉裝在電動(dòng)機(jī)上再接上電源，這樣扇葉高速的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是電風(fēng)扇的起源?，F(xiàn)如今電風(fēng)扇可以說(shuō)是家家戶戶都有的存在，因?yàn)樗奖悖旖?，有效的解決夏天的炎熱。但是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和科技的發(fā)展，人們對(duì)于電風(fēng)扇的要求越來(lái)越高，不僅僅希望電風(fēng)扇能夠帶來(lái)涼爽，還希望可以有更多的功能。在使用電風(fēng)扇時(shí)，大多數(shù)人是希望知道此時(shí)的溫度是多少，現(xiàn)在的時(shí)間是多少，或者它可不可以看時(shí)間，可不可以當(dāng)鬧鐘，可不可以根據(jù)溫度自己?jiǎn)?dòng)呢？為了能使更多的人使用到多功能的電風(fēng)扇，本文結(jié)合了C51單片機(jī)將會(huì)在電風(fēng)扇中插入報(bào)警模塊，溫度模塊，照明模塊，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)使得電風(fēng)扇具有多種功能。并且將詳細(xì)的介紹其中各個(gè)模塊的工作原理及其對(duì)應(yīng)的程序。多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì)市場(chǎng)上的的電風(fēng)扇大多數(shù)就只有調(diào)節(jié)功能，你可以調(diào)節(jié)它的開(kāi)與關(guān)，它的低速，中速和高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這是通過(guò)按鍵來(lái)控制的，特別的簡(jiǎn)單實(shí)用，本文的產(chǎn)品將保留這個(gè)有點(diǎn)，將在它的基礎(chǔ)上增加一些功能。如何來(lái)增加功能？單片機(jī)是一個(gè)功能十分豐富的只讀存儲(chǔ)器單片機(jī)，所以將采用AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。圖1多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器設(shè)計(jì)圖本文的主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)硬件電路和軟件程序，并且要將它們結(jié)合起來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)功能，主要的設(shè)計(jì)思路是：時(shí)間模塊控制時(shí)間并且將時(shí)間輸送到顯示模塊；溫度模塊測(cè)量溫度再將測(cè)量的溫度輸送到顯示模塊；照明模塊將會(huì)有一個(gè)開(kāi)關(guān)與之串聯(lián)從而起到控制亮暗的作用；控制模塊主要的功能是控制電風(fēng)扇的三檔調(diào)節(jié)和電風(fēng)扇能夠隨著溫度的變化而開(kāi)啟，這個(gè)功能將主要使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)；顯示模塊的主要功能是將得到的時(shí)間，溫度及檔位顯示在屏幕上，電源模塊就是為本產(chǎn)品提供電源。多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)圖1將分成五個(gè)部分：AT89C51最小系統(tǒng),報(bào)警模塊，溫度模塊，照明模塊，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。AT89C51最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)AT89C51的簡(jiǎn)介是一個(gè)功能十分豐富的只讀存儲(chǔ)器單片機(jī)，可以反復(fù)的擦除1k多次，保存時(shí)間為10年。它是一種很廉價(jià)的儲(chǔ)存器，會(huì)極大地降低本產(chǎn)品的成本，它的管腳有40個(gè)，20腳和40腳用來(lái)接地和電源，在本產(chǎn)品中P0口用來(lái)控制的是顯示模塊的，P2口用來(lái)控制溫度模塊，P3口是用來(lái)控制時(shí)間模塊和控制模塊的。振蕩器特性:腳和腳各自代表著反向放大對(duì)應(yīng)的輸入以及輸出。其反向放大器可以是片內(nèi)振蕩器。在使用外部\t"/item/AT89C51/_blank"時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件時(shí)，設(shè)定為不接通。有余輸入至內(nèi)部\t"/item/AT89C51/_blank"時(shí)鐘信號(hào)過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)二分頻\t"/item/AT89C51/_blank"觸發(fā)器，因此對(duì)其脈寬無(wú)其余標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)需要確保其位于脈沖高低電平要求的范圍內(nèi)。所具有的主要優(yōu)點(diǎn)有：·兼容·4Kb可編程的\t"/item/AT89C51/_blank"存儲(chǔ)器·寫(xiě)/擦的循環(huán)·數(shù)據(jù)保留的時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：·三級(jí)\t"/item/AT89C51/_blank"程序存儲(chǔ)器鎖定·位內(nèi)部·32可編程I/O線·兩個(gè)16位\t"/item/AT89C51/_blank"定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)\t"/item/AT89C51/_blank"中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路圖2AT89C51的外形及引腳排列圖2就是AT89C51單片機(jī)的實(shí)體圖，可以看到它的管腳很多，大小也不是很大，至于它的封裝就如圖2所示是雙列直插式的封裝。圖3最小系統(tǒng)電路圖3為AT89C51的最小系統(tǒng)電路，它是鏈接在AT89C51的XTAL1,XTAL2和EA三個(gè)接口的，它是由電容，電阻，接地線等組成。電容C3，C4和X1構(gòu)成晶振電。X1是晶振，兩個(gè)電容C3和C4為負(fù)載電容。其作用是方便減小頻率和啟震的溫漂。復(fù)位電路其主要功能是把特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)刷新成為默認(rèn)的數(shù)據(jù)。AT89C51單片機(jī)運(yùn)算過(guò)程中因?yàn)楦蓴_等外界的原因造成寄存器中數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，不能使其功能正常的繼續(xù)執(zhí)行程序或者產(chǎn)生的結(jié)果為錯(cuò)時(shí)都是需要復(fù)位，從而使得程序重新開(kāi)始運(yùn)行。報(bào)警模塊硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)間模塊硬件電路主要是由：電阻，三極管，+5V的電源，蜂鳴器，接地線組成。圖4報(bào)警電路圖4為時(shí)間模塊硬件電路，它與AT89C51的P3.1腳相連，其主要的功能是當(dāng)當(dāng)前時(shí)間為設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這部分電路將接收時(shí)間信號(hào)，然后由蜂鳴器做出反應(yīng)（鳴叫）。溫度模塊的硬件電路設(shè)計(jì)溫度模塊硬件電路主要是由溫度傳感器，電源線，接地線，電阻組成。溫度傳感器溫度傳感器是一種能夠識(shí)別周?chē)鷾囟炔⑵滢D(zhuǎn)化為電信號(hào)的一種常用傳感器。它也是一些測(cè)量?jī)x表當(dāng)中的重要元器件，類(lèi)型眾多。按測(cè)量溫度的方法可以分為接觸式和非接觸式兩大種。按照傳感器材料及電子元器件特點(diǎn)可以分為熱電阻和熱電偶兩大種。本產(chǎn)品用的是溫度傳感器中的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。是市面上一種主流的數(shù)字溫度傳感器。能夠輸出數(shù)字信號(hào)，同時(shí)具有著占地面積小，抗干擾性能突出，對(duì)硬件需求較低等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20接線十分方便，封裝后就能夠直接進(jìn)行運(yùn)用。DS18B20數(shù)字溫度傳感器的工作流程低溫系數(shù)情況下晶振振蕩的頻率往往不會(huì)被溫度所干擾，會(huì)傳輸相應(yīng)的脈沖信號(hào)至1計(jì)數(shù)器；高溫系數(shù)情況下晶振會(huì)伴隨溫度的改變隨之變化，傳輸?shù)男盘?hào)主要由2計(jì)數(shù)器接收；1計(jì)數(shù)器以及溫度寄存器提前設(shè)定于-55°相應(yīng)的基數(shù)值；1計(jì)數(shù)器對(duì)低溫系數(shù)情況下的信號(hào)實(shí)施減法計(jì)數(shù)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器的技術(shù)性能特殊的單線接口模式，數(shù)字溫度傳感器和微處理器銜接的情況下，只需使用一根線就能夠完成雙方通訊工作。DS18B20數(shù)字溫度傳感器測(cè)溫的范圍在：－55℃～+125℃之間，其測(cè)溫誤差1℃。數(shù)字溫度傳感器能夠進(jìn)行連接組網(wǎng)，也就是不同的傳感器可以并聯(lián)于唯一的三線上，不過(guò)上限數(shù)量為8個(gè)，最終完成多節(jié)點(diǎn)測(cè)量。若是數(shù)字溫度傳感器超過(guò)8個(gè)，就會(huì)使得電阻增加，進(jìn)而電壓變低，讓信號(hào)傳遞受到不利影響。工作電源位于區(qū)間內(nèi)。在應(yīng)用時(shí)無(wú)需采用區(qū)域的外圍元件測(cè)量結(jié)果會(huì)通過(guò)9到12位數(shù)字量的方式完成傳輸保護(hù)管直徑為Φ6能夠使用于到，到等不同介質(zhì)的工業(yè)管道和較為狹窄的空間設(shè)施測(cè)溫領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋,，中任選PVC電纜出線或德式球型接線盒出線,從而完成和其余設(shè)施的連接。DS18B20數(shù)字溫度傳感器的運(yùn)用范圍DS18B20數(shù)字溫度傳感器的運(yùn)用范圍很廣，如冷凍庫(kù)，儲(chǔ)罐，紡機(jī)，空調(diào)等狹窄區(qū)間內(nèi)的工業(yè)設(shè)備測(cè)溫。汽車(chē)空調(diào)、\t"/item/DS18B20/_blank"冷柜和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制也同樣可以有效應(yīng)用。DS18B20數(shù)字溫度傳感器的接法面對(duì)平地一面，左邊為負(fù)同時(shí)右邊為正，不可以進(jìn)行反接。若是接反會(huì)立即生熱，進(jìn)而直接損壞電路！若是還會(huì)使得其傳感器顯示出錯(cuò)。如果使用51單片機(jī)，中間那個(gè)引腳必須接上4.7K到10K上拉電阻，不然由于高電平不能正常輸入/輸出：通電后立即顯示85℃或者用幾個(gè)月后溫度會(huì)在85°與正常值上亂跳。DS18B20數(shù)字溫度傳感器的特點(diǎn)有可編程的分辨率為9到12位，溫度轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字格式為最大值750ms，可定義的不易失性的溫度報(bào)警設(shè)置，應(yīng)用范圍：恒溫控制、\t"/item/DS18B20/_blank"消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)、工業(yè)系統(tǒng)、或任何熱敏感系統(tǒng)采用一線通信接口。如果指令使DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)將會(huì)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)器中。圖5DS18B20溫度傳感器的概念圖及封裝DS18B20溫度傳感器的主要特性為電壓范圍更寬：，可通過(guò)數(shù)據(jù)線來(lái)進(jìn)行供電，供電方式更為多樣化。具有單線接口，溫度傳感器只需要一條接線口即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通訊。具有多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，繼而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)溫。在使用時(shí)不需要連接其他外圍器件或設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，所有電路均集中于三極管電路之中。測(cè)溫范圍：，在之間時(shí)測(cè)量精度為±0.5°可編程分辨率：位，溫度測(cè)量精度分別為和，測(cè)量精度較高。處于9位分辨率時(shí)可在93.75ms之內(nèi)將測(cè)量的溫度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息予以顯示；處于12位分辨率時(shí)可將內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換成為數(shù)字；當(dāng)在12位分辨率時(shí)，最多可以在750ms之內(nèi)將測(cè)量的溫度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息予以顯示，速度更快。所測(cè)量的溫度信息直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)總線傳遞到單片機(jī)的中央處理器之中，除此之外還可實(shí)現(xiàn)CRC校驗(yàn)碼的傳送，具有良好的糾錯(cuò)能力。當(dāng)電源反接時(shí)，芯片不會(huì)因?yàn)槎搪窡龤?，具有自我保護(hù)功能。圖6溫度模塊的硬件電路圖6為溫度模塊的硬件電路，它是與AT89C51的P2.4腳相連，其主要功能是測(cè)量周?chē)鷾囟炔鬏數(shù)絾纹瑱C(jī)中。照明模塊的硬件電路設(shè)計(jì)照明模塊的硬件電路主要是由：電源線，開(kāi)關(guān)，電阻，LED燈，接地線組成。圖7照明模塊的硬件電路圖7為照明模塊的硬件電路，它與51單片機(jī)的P20腳與P40腳并聯(lián)，其主要的作用就是照明。顯示模塊的硬件電路設(shè)計(jì)顯示模塊的硬件電路主要是由：LCD顯示器，排阻，電源線，接地線組成。本產(chǎn)品用到的是LCD1602顯示器。LCD1602與單片機(jī)P0口連接，同時(shí)外接上拉電阻，通過(guò)上下兩行來(lái)顯示蔬菜大棚溫度的設(shè)定閾值以及實(shí)測(cè)值，兩者可同時(shí)限制，單片機(jī)P2.3、P2.4、P2.5分別與液晶顯示模塊的復(fù)位、讀寫(xiě)和使能端口相連，數(shù)據(jù)顯示參考主程序其他時(shí)序。LCD1602液晶顯示器中的每一個(gè)字符都是由5*7的點(diǎn)陣組成。該顯示方式具有控制簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，同其他液晶控制原理相似。顯示器工作原理：通過(guò)電壓對(duì)相應(yīng)顯示區(qū)域予以控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖形的顯示。顯示器的缺點(diǎn)：不能很好顯示出圖形。LCD1602顯示器的優(yōu)點(diǎn)：體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富。圖8LCD1602的實(shí)物圖LCD1602顯示器特性：電壓范圍可完成對(duì)比度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)具有復(fù)位電路提供各種控制命令80\t"/item/LCD1602/_blank"字節(jié)來(lái)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器192個(gè)5X7\t"/item/LCD1602/_blank"點(diǎn)陣型的字符發(fā)生器8個(gè)自定義5X7字符發(fā)生器圖9LCD1602示意圖通過(guò)圖9我們可以知道LCD1602顯示器有16個(gè)管腳：1和2腳分別用來(lái)接地和電源的；在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，程序完成初始化設(shè)置，之后在鍵盤(pán)中輸入密碼，系統(tǒng)中對(duì)密碼進(jìn)行核對(duì)，從而判斷是否開(kāi)鎖或報(bào)警，選擇是否修改密碼，若是，要輸入兩次，密碼通過(guò)后就可以設(shè)定新密碼，若出現(xiàn)錯(cuò)誤就會(huì)報(bào)警，同時(shí)新密碼也要輸入兩次，確認(rèn)后，修改完成，否則就直接提示錯(cuò)誤并返回。之后啟動(dòng)程序，完成保護(hù)，再次在鍵盤(pán)中輸入密碼，系統(tǒng)實(shí)施判斷，若是和以往相同，那么就采取同樣的流程，反之則采取另一種流程。圖10顯示模塊的硬件電路圖10為顯示模塊的硬件電路，它與AT89C51的P0（集合）口相連，其主要的功能是接收溫度信號(hào)，時(shí)間信號(hào)在LCD顯示器上顯示。電動(dòng)機(jī)控制的硬件電路設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的硬件電路主要是由：電阻，三極管，電源線，接地線，直流電動(dòng)機(jī)組成。直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)工作原理在磁極N、S之間設(shè)有一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵，磁鐵表面固定有一個(gè)纏繞狀的線圈。當(dāng)電流經(jīng)過(guò)線圈時(shí)，線圈將受電磁力作用，將做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)左手定則我們可知，當(dāng)流過(guò)線圈中的電流改變方向的時(shí)候，屆時(shí)線圈方向也會(huì)改變，所以通過(guò)改變線圈的電路方向從而實(shí)現(xiàn)改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。直流電動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造分為兩部分：\t"/item/%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"定子與轉(zhuǎn)子。定子包括：主\t"/item/%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"磁極，換向極，機(jī)座和\t"/item/%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，換向器，電樞繞組，\t"/item/%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"軸和風(fēng)扇等。圖11電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的硬件電路圖11為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的硬件電路，它與AT89C51的P3.0腳相連，其主要功能是接收變速信號(hào)，改變自身的轉(zhuǎn)速，它可以有三檔的調(diào)節(jié)。多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器總硬件電路設(shè)計(jì)圖12多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器總硬件電路圖12為多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器總硬件電路，最小系統(tǒng)電路起到晶振復(fù)位的作用，P2口接的是溫度模塊用來(lái)檢測(cè)當(dāng)前的溫度，然后在P0口顯示當(dāng)前的溫度，時(shí)間，按下P3口中的開(kāi)關(guān)可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后是照明模塊它與AT89C51的電源與地線并聯(lián)，起到照明的作用。

多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器軟件程序設(shè)計(jì)多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器軟件總程序設(shè)計(jì)圖13多功能LED顯示電風(fēng)扇控制器軟件總程序的流程圖上電初始化后就可以設(shè)置自動(dòng)啟動(dòng)溫度（通過(guò)軟件設(shè)置），然后檢測(cè)當(dāng)前溫度是否超過(guò)設(shè)置溫度超過(guò)則電風(fēng)扇啟動(dòng)，LCD1602顯示當(dāng)前的溫度，設(shè)置鬧鐘時(shí)間檢測(cè)當(dāng)前的溫度是否為設(shè)置的時(shí)間是則報(bào)警，LCD1602顯示當(dāng)前的時(shí)間。時(shí)間模塊的軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)間模塊的軟件程序其作用：檢測(cè)時(shí)間，流程圖如下圖14時(shí)間模塊的流程圖輸入電壓由軟件程序檢測(cè)當(dāng)前的時(shí)間并將檢測(cè)的時(shí)間輸入到LCD顯示器上，并由LCD顯示器顯示當(dāng)前時(shí)間；設(shè)置鬧鐘時(shí)間，將檢測(cè)到的時(shí)間與設(shè)置的鬧鐘時(shí)間相對(duì)比：是則蜂鳴器鳴叫，否則不鳴叫。在時(shí)間模塊中主要用到的是軟硬件結(jié)合，硬件用到的是LCD顯示器，蜂鳴器等，軟件則是通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。溫度模塊的軟件程序設(shè)計(jì)溫度模塊的主要功能：進(jìn)行溫度測(cè)量，流程圖如下：圖15溫度模塊的流程圖輸入電壓由溫度傳感器檢測(cè)周?chē)鷾囟炔囟容斎氲絃CD顯示器上，并由LCD顯示器顯示當(dāng)前溫度；設(shè)置溫度（當(dāng)溫度達(dá)到何值時(shí)開(kāi)啟與關(guān)閉電風(fēng)扇），將檢測(cè)到的溫度與設(shè)置的溫度相對(duì)比：達(dá)到溫度開(kāi)啟。電動(dòng)機(jī)控制的軟件程序設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的軟件程序其作用：調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的檔位，如下：圖16電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的流程圖輸入電壓由按鈕來(lái)調(diào)節(jié)檔位，將調(diào)節(jié)的檔位信號(hào)輸入到電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)檔位轉(zhuǎn)動(dòng)。仿真為了能夠更好的了解本產(chǎn)品的使用狀況，本文采用了Proteus軟件進(jìn)行仿真。圖17包含了顯示模塊，溫度模塊，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電路，報(bào)警電路，最小系統(tǒng)電路，照明電路等。圖17運(yùn)行前圖18運(yùn)行后通過(guò)圖18，當(dāng)電路運(yùn)行時(shí)LCD將顯示當(dāng)前的溫度和時(shí)間，溫度則通過(guò)溫度傳感器得到的，按下P3.7的按鈕則可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，按下開(kāi)關(guān)SW1，則D1發(fā)光，當(dāng)接收到報(bào)警信號(hào)時(shí)，BUZ1報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫，自動(dòng)啟動(dòng)，檢測(cè)時(shí)間，鬧鐘，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，照明的功能?？偨Y(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我和指導(dǎo)老師翟紅討論了很久，關(guān)于能給電風(fēng)扇加些什么樣的功能，以及這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)如何去寫(xiě)，還有此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，如電路排布，各類(lèi)元器件的應(yīng)用，如何去編寫(xiě)的程序，編寫(xiě)完成的程序如何去修改錯(cuò)誤等等，部分的核心我也是在指導(dǎo)老師翟紅的幫助下完成的。通過(guò)對(duì)多功能電風(fēng)扇的研究，把本產(chǎn)品分成了五部分，其中有：AT89C51,時(shí)間模塊，溫度模塊，照明模塊，控制模塊，從中了解了各個(gè)模塊的作用其對(duì)應(yīng)的硬件與軟件程序，這讓我受益匪淺。目前各個(gè)部分的的仿真都已經(jīng)基本的實(shí)現(xiàn)，我也對(duì)硬件與軟件作了檢查以及相應(yīng)的測(cè)試，總體來(lái)說(shuō)功能還是都能夠?qū)崿F(xiàn)的，包括照明，鬧鐘，根據(jù)溫度來(lái)使得電風(fēng)扇的開(kāi)啟與關(guān)閉，檔位的調(diào)節(jié)，測(cè)量的溫度等等，可以說(shuō)此次的設(shè)計(jì)順利的達(dá)到了預(yù)期的初衷。本產(chǎn)品還是一個(gè)初步的產(chǎn)品，現(xiàn)在它還不能用遙控器來(lái)操作更不用說(shuō)使用手機(jī)來(lái)控制，只能說(shuō)初步的設(shè)計(jì)還是比較成功的，但是還需要去完善，比如：對(duì)照明部分的完善，能不能調(diào)節(jié)光線的亮暗，添加一些紫外光防止蚊蟲(chóng)，在鬧鐘部分添加更多的聲音等等。因?yàn)橄氡M可能的給電風(fēng)扇多加功能，使我遇到了很多的問(wèn)題，包括電路的構(gòu)造和程序的編寫(xiě)這些是最困難的一部分，好在最后還是解決了。附件原理圖

PCB圖

元件清單

總程序#include"reg51.h"#include"LCD1602.h"#include"18B20.h"#defineTempUp500 //溫度大于50讀，風(fēng)扇就轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)按鍵可以控制轉(zhuǎn)速#defineSetshi12 //設(shè)定鬧鐘小時(shí)#defineSetfen01 //設(shè)定鬧鐘分鐘ucharDisplayData1[]={"Temp:000.0"};ucharDisplayData2[]={"Timer:12:00:00"};inttemp;ucharshi=12,fen=00,miao=00;uintjishu1=0,jishu2=0;sbitKey1=P3^7;sbitMode=P3^0;sbitBuzz=P3^1;bitKey_Up=0;bitAlarmFlag=0;bitSetFlag=0;ucharSpeed=1,jishu=0;voidKey_Scan(){ if(Key1==0&&Key_Up==0) { Speed++; if(Speed>3) { Speed=1; } Key_Up=1; } elseif(Key1==1&&Key_Up==1) { Key_Up=0; }}voidTimer_Init(){ TMOD=0x01;//定時(shí)器方式1 TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256;//定時(shí)器裝入初值 EA=1;//開(kāi)總中斷 ET0=1;//定時(shí)器0開(kāi)中斷 TR0=1;}voidmain(){ Mode=0; Buzz=0; init(); DisplayData1[11]=0xdf; DisplayData1[12]=0x43; LCD_Write_String(0,0,DisplayData1); LCD_Write_String(0,1,DisplayData2); Timer_Init(); while(1) { temp=ReadTemperature(); if(temp<0) { temp=-(temp-1); DisplayData1[5]='-'; } else { DisplayData1[5]=''; } if(temp>TempUp) { AlarmFlag=1; } else { AlarmFlag=0; } if(Setshi==shi&&Setfen==fen) { SetFlag=1; } else { SetFlag=0; } DisplayData1[6]=temp/1000+0x30; DisplayData1[7]=temp/100%10+0x30;//顯示十位 DisplayData1[8]=temp%100/10+0x30;//顯示個(gè)位 DisplayData1[10]=temp%10+0x30;//小數(shù) LCD_Write_String(0,0,DisplayData1); Key_Scan(); DisplayData2[6]=shi%100/10+0x30; DisplayData2[7]=shi%10+0x30; DisplayData2[9]=fen%100/10+0x30; DisplayData2[10]=fen%10+0x30; DisplayData2[12]=miao%100/10+0x30; DisplayData2[13]=miao%10+0x30; LCD_Write_String(0,1,DisplayData2); }}voidint3()interrupt1 //產(chǎn)生PWM{TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256;//定時(shí)器裝入初值 if(AlarmFlag==1) { jishu++; if(jishu<(Speed*5)) { Mode=1; } else { Mode=0; } if(jishu==15) { #includereg51.h#includelcd1602.h#include18b20.h#definetempo500/度風(fēng)扇就轉(zhuǎn)動(dòng),#defineSetffen#define立志,uchar顯示數(shù)據(jù)2[]={Timer:12:00};溫度;12,fenf散·0、miaof潰00;uintjishu1=0,jizu22b=0;sbitKey1=P3^7;sbit模式=P3^0;sbitBuzz=P3^1;位鍵_向上=0;位警報(bào)標(biāo)志=0;位Set標(biāo)志=0;uchar速度=1,1,jishu=0;空鍵掃描(){if(Key1==0&&Key_Up==0){速度++; if(Speed>3){速度=1; }鍵_向上=1; }其他if(Key1==1&&Key_Up==1){鍵_Up=0