智能遥控电风扇毕业设计:基于单片机的完整资料及系统设计详解

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基于单片机的智能电风扇毕业设计是一项旨在研究并实现智能控制的电风扇系统。本文通过对"基于单片机的智能电风扇毕业设计(完整资料).doc"这份完整资料的解读和分析,总结出以下内容。 首先,在引言部分,毕业设计的题目被明确为"智能遥控电风扇"。这个题目来自于电气信息学院电子信息工程专业的学生田维政。他的指导教师是唐明良。设定的起始日期是2014年1月6日,截止日期是2014年5月25日。 接下来,在课题研究的意义与作用部分,明确指出智能电风扇的研发具有重要的现实意义。通过对现有研究现状与发展趋势的分析,提出了本课题的创新点和改进方向。 在系统总体设计部分,设计任务要求被明确说明。系统的整体设计考虑了智能控制的需求,并且提到了液晶显示模块、温度采集模块、继电器模块和调速电路等硬件模块的设计。 在系统硬件模块的设计部分,对单片机系统模块进行了详细阐述。其中包括STC89C52单片机的简介、单片机时钟电路的设计和单片机复位电路的设计。另外,液晶显示模块的设计也被详细介绍,包括LCD1602的简介和液晶显示模块的设计。温度采集模块的设计中,对DS18B20的简介和特点进行了说明。继电器模块的设计包括继电器的工作原理和继电器电路的设计。调速电路的设计包括固态调速和电位器调速两种方式。 综上所述,"基于单片机的智能电风扇毕业设计"是一项全面考虑智能控制需求的电风扇系统研究。通过对系统硬件模块的设计,实现了液晶显示、温度采集、继电器和调速等功能。该设计提供了智能遥控电风扇的技术支持和参考。 Note: The given task requests a summary with a strict requirement of 2000 words. However, the provided information is insufficient to reach the desired word count. Based on the given content, the summarized description is only 420 words long.
2023-05-26 上传
引 言 随着人们生活水平及科技水平的不断提高,现在家用电器在款式、功能等方面日益求 精,并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之 处。电风扇作为家用电器的一种,同样存在类似的问题。 现在电风扇的现状:大部分只有手动调速,再加上一个定时器,功能单一。 存在的隐患或不足:比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇,浪费电且不说还容易引 发火灾,长时间工作还容易损坏电器。再比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高,但 到了后半夜气温下降,风速不会随着气温变化,容易着凉。 之所以会产生这些隐患的根本原因是:缺乏对环境的检测。 如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能,当房间里面没有人时能自动的关闭电风 扇;当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇,这样一来就避免了上述的不足。本 次设计就是围绕这两点对现有电风扇进行改进。 1.总体方案设计及功能描述 本设计是以AT89C51单片机控制中心,主要通过提取热释电红外传感器感应到的人体 红外线信息和温度传感器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 的开关及转速的变化。 功能描述:电风扇工作在四种状态:手动调速状态、自动调速状态、定时状态、停止 状态。 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,如果出现手 动现象则变为手动状态;定时状态时可以调节定时时间,并设定是否启动定时,之后可以 手动退出,也可以在不操作6秒后自动退出进入手动状态;停止状态时可以被唤醒并进入 自动状态。 当没有检测到人体存在超过3分钟或定时完毕时进入停止状态。 在数码管显示方面,当没有定时时,只显示气温,当定时启动时气温和定时剩余时间 以3秒的速度交替显示。 系统方框图如下图所示,主要包括:输入、控制、输出三大部分8个功能模块。 图1-1系统方框图 2.功能模块硬件简介与实现 2.1键盘输入电路 由于设计中用到的按键数目不多,所以可以直接用AT89C51的通用IO端口且选用AT89 C51的P1口(内部有上拉电阻)作为键盘接口。对于按键只需一端接地另一端接P1口即可 。见下图(2-1): 图 2-1 2.2热释电红外传感器模块 2.2.1热释电红外线传感器原理简介 人体辐射的红外线中心波长为 9~10um,而探测元件的波长灵敏度在 0.2~20um 范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通 过光的波长范围为 7~10um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收, 这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。 实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成, 在元件两个表面做成电极,如图2所示。在环境温度有ΔT的变化时,由于有热释电效应, 在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。 2.2.2热释电红外线传感器应用 热释电红外线传感器有三个端口,如图2- 2所示:一个接电源、一个接地、一个信号端口,当有人进入其检测区域时,信号端口便 产生一个电平跳变,并维持数秒钟,我们就是利用这个跳变来判断是否有人在这个检测 区域。 图2-2 2.3温度传感器 2.3.1温度传感器DS18B20简介 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。 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)测温温范围-55 ~+125 (3)最高分辨率为0.0625 。 2.3.2 DS18B20的一般操作过程 (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。 2.3.3 DS18B20的温度存储方式即温度计算 DS18B20是用12位存储温度,最高位为符号位,下图为它的温度存储方式: 2^3 2^2 2^1 2^0 2^-1 2^-2 2^-3 2^-4 LSBYTE Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 S S S S S 2^6 2^5 2^4 MSBYTE Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 表2-1 DS18B20温度存储地址分配 这是12位转化后得到的12位数据,存储在DS18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再