基于DS18B20的智能温控风扇设计与实现

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本文主要探讨了一种基于DS18B20温控的智能风扇控制系统设计,该系统旨在通过单片机技术实现对环境温度的精确监测并自动调节风扇转速,以达到理想的温度控制效果。以下是本文的核心知识点: 1. **整体方案设计**: - 作者首先介绍了系统整体设计的目标,即构建一个能够实时监控并控制风扇转速的温控系统,以确保设备工作环境的舒适性。 - **关键组件选择**: - 温度传感器DS18B20被选用于精确测量环境温度,因其具有数字输出和单线接口,方便数据传输和处理。 - 控制核心采用AT89C52单片机,因其强大的处理能力和易编程性,支持C51语言,便于理解和维护。 - LCD1602液晶显示器用于实时显示当前温度和设定温度,提高用户界面的直观性。 - 达林顿反向驱动器ULN2803被用于驱动电机,实现电机的开关控制和调速。 2. **硬件设计**: - 论文详细描述了各个硬件模块的构成,包括开关复位、晶振电路、独立键盘、数码管显示、温度采集电路以及风扇电机驱动电路。 - 例如,DS18B20温度传感器通过单线接口与单片机通信,ULN2803驱动器则负责将单片机的控制信号转化为电机的启动和停止命令。 3. **软件设计**: - 软件部分主要包括程序设置、Keil C51语言编程以及使用Proteus进行硬件仿真。 - Keil C51是开发单片机程序的常用工具,程序中实现了温度采集、比较和电机控制的逻辑。 - Proteus是一个流行的电子设计自动化软件,用于模拟实际硬件环境,帮助作者验证电路设计的正确性和性能。 4. **系统调试**: - 作者强调了软件和硬件调试的重要性,包括按键、DS18B20传感器和电机驱动电路的逐一测试,确保系统的稳定运行。 - 功能方面,系统能根据温度变化自动调整风扇转速,提供舒适的环境条件。 5. **应用范围**: - 该温控风扇系统适用于各种场合,如工业生产中的大型机械散热、电子设备的冷却,以及家庭或办公室的智能空调辅助系统。 本文提供了构建一款实用的温控风扇系统的方法,通过详细的硬件选择、软件设计和调试步骤,展示了如何利用C51单片机技术和DS18B20温度传感器实现高效的温度控制,具有很高的参考价值。
2012-10-13 上传
基于单片机的温控风扇的设计 摘 要 温控风扇在现代社会中的生产以及人们的日常生活中都有广泛的应用,如工业生产中大型机械散热系统中的风扇、现在笔记本电脑上的广泛应用的智能CPU风扇等。本文设计了基于单片机的温控风扇系统,采用单片机作为控制器,利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件,并根据采集到的温度,通过一个达林顿反向驱动器ULN2803驱动风扇电机。根据检测到的温度与系统设定的温度的比较实现风扇电机的自动启动和停止,并能根温度的变化自动改变风扇电机的转速,同时用LED八段数码管显示检测到的温度与设定的温度。 关键词:单片机、DS18B20、温控、风扇 第一章 整体方案设计 1.1 前 言 在现代社会中,风扇被广泛的应用,发挥着举足轻重的作用,如夏天人们用的散热风扇、工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能CPU风扇等。而随着温度控制技术的发展,为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等,温控风扇越来越受到重视并被广泛的应用。在现阶段,温控风扇的设计已经有了一定的成效,可以使风扇根据环境温度的变化进行自动无级调速,当温度升高到一定时能自动启动风扇,当温度降到一定时能自动停止风扇的转动,实现智能控制。 随着单片机在各个领域的广泛应用,许多用单片机作控制的温度控制系统也应运而生,如基于单片机的温控风扇系统。它使风扇根据环境温度的变化实现自动启停,使风扇转速随着环境温度的变化而变化,实现了风扇的智能控制。它的设计为现代社会人们的生活以及生产带来了诸多便利,在提高人们的生活质量、生产效率的同时还能节省风扇运转所需的能量。 本文设计了由ATMEL公司的8052系列单片机AT89C52作为控制器,采用DALLAS公司的温度传感器DS18B20作为温度采集元件,并通过一个达林顿反向驱动器ULN2803驱动风扇电机的转动。同时使系统检测到得环境温度以及系统预设的温度动态的显示在LED数码管上。根据系统检测到得环境温度与系统预设温度的比较,实现风扇电机的自动启停以及转速的自动调节。 1.2 系统整体设计 本设计的整体思路是:利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行处理,在LED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式,检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值,一个提高预设温度,另一个降低预设温度值。系统结构框图如下: 结 论 本次设计的系统以单片机为控制核心,以温度传感器DS18B20检测环境温度,实现了根据环境温度变化调节不同的风扇电机转速,在一定范围能能实现转速的连续调节,LED数码管能连续稳定的显示环境温度和设置温度,并能通过两个独立按键调节不同的设置温度,从而改变环境温度与设置温度的差值,进而改变电机转速。实现了基于单片机的温控风扇的设计。 本系统设计可推广到各种电动机的控制系统中,实现电动机的转速调节。在生产生活中,本系统可用于简单的日常风扇的智能控制,为生活带来便利;在工业生产中,可以改变不同的输入信号,实现对不同信号输入控制电机的转速,进而实现生产自动化,如在电力系统中可以根据不同的负荷达到不同的电压信号,再由电压信号调节不同的发电机转速,进而调节发电量,实现电力系统的自动化调节。综上所述,该系统的设计和研究在社会生产和生活中具有重要地位。 附录2:程序代码 #include <reg52.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DQ=P1^7; sbit key1=P1^3; sbit key2=P1^4; sbit dianji=P3^1; float ff; uint y3; uchar shi,ge,xiaoshu,sheding=20,gaonum,dinum; uchar code dispcode[]={ //段码 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}; uchar code tablel[]={ //带小数点的段码 0xbf,0x86,0xdb,0xcf, 0xe6,0xed,0xfd, 0x87,0xff,0xef}; uchar dispbitcode[]={ //位选 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; uchar dispbuf[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}; void Delay(uint num)// 延时函数 { while( --num ); } void digitalshow(uchar a4,uchar a3,uchar a2,uchar a1,uchar a0) { dispbuf[0]=a0; dispbuf[1]=a1; dispbuf[2]=a2; dispbuf[3]=a3; dispbuf[4]=a4; P2=0xff; P0=dispcode[dispbuf[0]]; P2=dispbitcode[5]; Delay(1);