基于51单片机的智能温控电扇设计要点.pdf

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1、1 毕业论文 (设计) 题目基于 51 单片机的智能温控电扇设计 学生姓名 学号 院系 专业 指导教师 年 月日 目录 2 1 引言 . 1 2 方案设计 . 2 2.1 系统整体设计 2 2.2 方案论证 . . 2 2.2.1 温度传感器的选择 . 2 2.2.2 红外探测的选择 . 3 2.2.3 控制核心的选择 . 3 2.2.4 显示器件的选择 . 3 2.2.5 调速方式的选择 . 4 2.2.6 驱动方式选择 . 4 3 硬件设计 . 4 3.1 系统各器件简介 5 3.1.1 单线程数字温度传感器DS18B20 . 5 3.1.2 AT89S51 单片机简介 . 5 3.1.3

2、 桥式驱动电路 L298N简介 . 6 3.1.4 LCD1602 简介 . 7 3.1.5 对射式光电开关简介 . 7 3.2 各部分电路设计 8 3.2.1 开关复位与晶振电路. 8 3.2.2 独立控制键盘电路 . 8 3.2.3 LCD 显示电路 . 9 3.2.4 红外探测电路 . 9 3 3.2.5 温度采集电路 10 3.2.6 风扇驱动电路 10 4 软件设计 11 4.1 主程序流程图 . 11 4.2 液晶显示子程序 . 13 4.3 DS18B20 温度传感器子程序 . 14 4.3.1 温度读取程序 14 4.3.2 温度处理程序 17 4.4 键盘扫描子程序 . 18

3、 4.5 温度比较处理子程序. 19 4.6 电机控制程序（包含红外探测）. 21 4.7 软件设计中的问题与分析. 23 4.7.1 LCD 显示程序的问题 23 4.7.2 DS18B20 的显示程序问题 23 5 硬件调试 23 5.1 按键电路的调试 . 24 5.2 温度传感器电路的调试. 24 5.3 电机电路的调试 . 24 5.4 红外感应电路的调试. 24 5.5 硬件调试遇到的问题. 24 6 结论 24 参考文献： 26 4 1 基于 51 单片机的智能温控电扇设计 摘要 ：风扇是人们日常生活中必不可缺的工具，尤其是在夏天，作为一种使用频率很高的电器，备受人们喜爱。本文将

4、以 AT89S51为主控芯片，辅以DS18B20温度传感器，结合红外探测装置，来实现一种智能温控电扇的设计。此风扇通过液晶显 示器来显示温度和风速，配备 2 个温度设定按键， 由 DS18B20读取外界温度， 红外探头探测是否有人，通过设定的温度配合 程序来调节风速，最后通过L298N来驱动电机。经过调试，风扇可以按照温度智能变速，无人自动关闭，实现了智能温控的 目标。 关键词 ：DS18B20 ；AT89S51 ；红外探头；液晶显示器1602；L298N 1 引言 电扇是人们日常生活中常用的降温工具，从开始的吊扇到现在的USB风扇，无处不见电扇的踪迹。虽 然如今空调已经走进千家万户，但是电扇

5、的低位还是无可取代，作为一种节能环保，并且廉价简单的降温 工具， 电扇还在很多人家发挥着自己独特的作用。顺应时代潮流， 各种多功能的风扇逐渐在取代传统风扇。 单片机作为一种智能化程度高，控制精度高，操作简单，廉价易得，抗干扰能力强等特点，越来越多的应 用于智能化产品之中。 市场上智能风扇产品相继问世，制作方法也多种多样，功能也逐渐完善，普遍都具有了手动变速和定 时关闭等功能，相对而言，具备人性化，智能化的风扇还是很少，使用也并不广泛，而且在电子工艺高度 发展的今天，智能化的步伐也越来越快，尤其是中国这个高速发展的国家，电扇的智能化也该向前迈进一 个步伐。 在中国市场上风扇还是有一定的市场份额的

6、，几乎每个家庭都有风扇，具备价格便宜， 摆放轻便， 体积灵巧等特点，使得风扇在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，为提高风 扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，满足智能化的要求，智能风扇很具竞争力。大学四年即将 结束，为了检验自己的学习情况，我决定使用之前所学习到的硬件只是结合相关的软件基础来制作一个基 于单片机的智能温控风扇。 基于对人性化与智能化相结合的考虑，同时基于对价格的考虑，本设计决定制作一个基于51 单片机 的智能温控风扇，该风扇具有随温度自动调节风速的功能，并且在无人时可以自动关闭，而且可以根据每 个人的不同情况来设定基准温度，从而实现了人性化与智能化

7、的双重目标。 2 2 方案设计 2.1 系统整体设计 本设计的整体思路是：利用温度传感器DS18B20来检测环境温度，并直接输出数字温度给51 单片机 进行处理，并将实时温度、设置温度、风速显示在液晶1602 上。设置温度辅以2 个可调按键，一个提高 设置温度，一个降低设置温度，设置温度只能是整数型式，检测到的环境温度可以精确到小数点后一位。 本系统还配备一个红外探头，探测出风范围内是否有人，若无人则自动关闭风扇。同时采用单片机模拟PWM 脉宽调制方式来改变直流电扇电机的转速。系统整体结构框图1 所示： 图 1 整体系统结构图 2.2 方案论证 本设计要求实现在温度变化的情况下风扇直流电机转速

8、随之改变，并且能够在无人的情况和温度低于 设定温度的时候自行停止，需要比较高的温度分辨率和稳定的探测工具以及可靠的电机控制部件。 2.2.1 温度传感器的选择 在本设计中，温度传感器的方案有以下两种： 方案一：采用热敏电阻。热敏电阻的特性就是阻值可以随温度的变化而变化，采用热敏电阻作为检测 温度的核心部件，然后通过放大电路放大信号，经过AD0809数模转换讲放大的微弱电压变化信号转化了 数字信号输入单片机处理。 方案二：单总线数字温度计DS18B20 。作为一款优秀的数字集成温度传感器，DS18B20可以直接检测 并输出数字信号给单片机进行处理。 对于方案一，如若采用热敏电阻作为温度检测元件，

9、则价格方面比较便宜，元件易得，但是热敏电阻 的缺点显而易见，对于温度细微变化反应不敏感，而且在后续的放大和转换电路中还会造成失真和误差， AT89S51 晶振 L298N LCD1602 DS18B20 复位 红外探头 独立键盘 直流电机 3 并且热敏电阻的变化曲线非线性，每个热敏电阻都不同，还需要单独测试描绘出曲线，虽然可以通过软件 来实现误差的修正，但是这会使得电路的复杂性增加，并且在人体所在实际环境中难以检测到小的温度变 化。所以这个方案在本设计中难以胜任。 对于方案二，DS18B20测量范围从 -55 到 +125，增量值为0.5 ，人体所处的环境温度包括其中， 分辨率较高，所获取的温

10、度误差小，并且对温度变化反应灵敏。DS18B20最具优势的是其温度值在器件内 部直接转化成数字信号输出，简化了系统设计，又由于该温度传感器采用了单总线技术，使得其接口与单 片机接口变得非常简洁，抗干扰能力也得到了提高，所以本系统采用这个方案。 2.2.2 红外探测的选择 方案一：热释电红外探测模块。作为一款应用很广的红外探测模块，具有灵敏度高，可靠性高，低电 压工作模式等特点，被广泛的应用与各种场合中。但是与本设计却有一个冲突，该模块使用环境应尽量避 免流动的风，流动的风也会对感应器造成干扰。所以方案一不适用。 方案二：对射式光电开关。对射式光电开关是一款有红外线发射管跟红外线接收管配对使用的

11、光电开 关。对射式光电开关在电路中起到了通过光来传播电路，当有物体阻挡着红外线发射管跟接受管时，电路 会停止工作。使用这个特性，我们就能判断是否有人，外界干扰就没有了，非常适合这个系统，所以就采 用这种方案。 2.2.3 控制核心的选择 本设计采用AT89S51单片机作为控制核心，通过软件编程的方法进行温度的实时检测与判断，并在 I/O 口上输出控制信号，控制电机工作。AT89S51具有较大的存储空间，工作电压低，性能高，片内含4K字节 的只读程序存储器ROM 和 128 字节的随即数据存储器RAM ，兼容标准MCS-51指令系统，价格便宜，与本系 统的设计相符合。 2.2.4 显示器件的选择

12、 方案一： LED共阴极数码显示管。 方案二： LCD液晶显示屏1602。 对于方案一，成本相对低廉，功耗也低，在黑暗空间也可以看的清楚，可视距离较远，同时显示温度 的程序也相对而言简单，所以这种显示方式也得到了广泛应用。但是它采用的显示方式是动态扫描，各个 LED逐个点亮，会产生闪烁，在这个温度实时变化的环境中闪烁可能太快，数据可能不能很好的展示出来， 故此方案不采用。 对于方案二，液晶显示屏显示字符清晰，自带背光，还能显示符号，并且不会不断闪烁，显示性能一 流，并且考虑到此设计不只是要显示温度，还要显示电机和红外的状态，所以从设计完善的角度来考虑， 选择此方案更有优势。 4 2.2.5 调

13、速方式的选择 方案一：采用数模转化芯片DAC0832来控制，有单片机根据当前环境温度输出数值到DAC0832中，再 由 DAC0832产生相应的模拟信号控制晶闸管的导通脚，从而采用无级调速电路实现电扇电机转速的调节。 方案二： 采用单片机软件模拟PWM 调速的方法。 PWM 是一种按照一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度， 以调节输出量和波形的一种调节方式，在PWM 驱动控制的调节系统中，最常用的是矩形波PWM 信号，在控 制时调节PWM 波的占空比。占空比是指高电平在一个周期时间内的百分比。在控制电机的转速时，占空比 越大，转速就越快，若全为高电平时占空比为100% ，此时转速达到最大。用单片机

14、的I/O 口输出 PWM 信号 时，有如下三种方法： （1）利用软件延时。当高电平延时时间到时，对I/O 口电平取反，使其变成低电平，再延时一定时 间，反之在低电平延时到时，对I/O 口电平取反，如此循环即可得到PWM 信号。本设计就是采用了这种方 法。 （2）利用定时器。控制方法与（1）相同，只是在该方法中利用单片机的定时器来进行高低电平的转 变，而不是利用软件的延时。应用此方法时编程相对复杂，故不予以采用。 （3）利用单片机自带的PWM 控制器。 STC系列单片机自带PWM 控制器，但本系统使用的AT89系列单 片机没有此功能，所以不能使用。 对于方案一，该方案能实现对直流电机的无级调速，

15、速度变化灵敏，但是D/A 转换芯片价格较高，性 价比不高，不采用。 对于方案二， 相对于其他方案来说，采用软件模拟PWM 实现调速的过程，具有个高的性价比与灵活性， 充分的发挥了单片机自身的性能，对本系统的实现又提供了一条有效的途径。所以综合考虑还是选择方案 二的第一种。 2.2.6 驱动方式选择 方案一：达林顿反向驱动器ULN2803 。 方案二：电桥驱动电路L298N。 对于方案一，作为一款反向驱动器，ULN2803应用广泛，驱动效果也很好，与TTL 信号兼容性很好， 但是在后续的硬件电路中表现不佳，风扇转速改变不明显，而且在最高档出现断档的情况，风扇不转，在 修改硬件电路，修改程序后依旧

16、效果不佳，驱动力明显不足，故方案一中途停用。 对于方案二，由于之前已经有使用过，对L298N 这个桥式驱动模块的应用上手快速，驱动能力也比 ULN2803好很多，驱动风扇5 档变速的实际效果明显，故采用方案二。 3 硬件设计 系统主要器件包括温度传感器DS18B20 、AT89S51单片机、 液晶显示屏LCD1602 、桥式驱动模块L298N、 5 对射式光电开关开关和风扇。辅助元件包括电容电阻、晶振、电源、按键、变压器等。 3.1 系统各器件简介 3.1.1 单线程数字温度传感器DS18B20 此温度传感器是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B

17、20 。 作为新一带数字检测元件，DS1820是世界上第一片支持 “ 一线总线 “ 接口的温度传感器，在其内部使用了 在板（ ON-BOARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独 特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的 DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。DS18B20可以程序设定9 12 位的分辨率，精度为 0.5 C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定 的报警温度存储在EEPROM中， 掉电后依然保存。 测温范围为 -55 12

18、5， 最大分辨率可达0.0625 。 DS18B20 减少了外部的硬件电路，直接输出数字信号，具有低成本和易使用的特点。 图 2 温度传感器DS18B20 3.1.2 AT89S51单片机简介 AT89S51 是一个低功耗， 高性能 COMS 8 位单片机， 片内含 4Kbytes ISP 的反复可读写1000 次的 Flash 只读程序储存器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51 指令系统 及 80C51 引脚结构，芯片内集成了8 位中央处理器和IPS Flash 存储单元， AT89S51 在众多嵌入式系统中 得到了广泛的应用。 AT89S51 具有

19、完整的输入输出和控制端口、以及内部程序存储空间。与我们通常意义上的微机原理类 似， 可以通过外接A/D ， D/A 转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息的采集，且能够提供以点阵或LCD 液晶及外接按键实现人机交互，能对内部众多I/O 端口连接步进电机对外围设备进行精确操控，具有强大 的工控能力。 AT89S51 系列单片机编写程序简单。其语法结构与我们常用的计算机C 语言基本相同， 不同之处在于 增加了控制具体引脚工作的语句和命令，相对于计算机C 语言， 单片机 C 语言更简练和明确，可以控制每 个引脚的输入输出状态。其主要语句集中在例如：“ifelse” 、 “while ” 、 “for

20、”等循环与判断语句上，相比计 算机 C 语言更简单。 使用 AT89S51 系列单片机编程， 可以在没有实物单片机的情况下在普通电脑上进行程序编写甚至是调 6 试工作。一般工作中使用Keil 公司开发的51 单片机编程软件进行编程，它采用目前流行的开发环境，集 编辑，编译和仿真于一体。在该软件上用户可以编写汇编语言或C 语言源程序，并利用该软件生成单片机 能运行的程序。AT89S51 价格便宜，适合对大批量的计量仪器进行规模化改造，其单片售价不超过5 元。 图 3 AT89S51引脚图 DIP 封装 3.1.3 桥式驱动电路L298N 简介 本系统要用单片机控制风扇直流电机，需要加驱动电路，为

21、直流电机提供足够大的驱动电流，并能在 模拟 PWM 波的情况下实现风扇转速的改变。在本系统驱动电路中，选用桥式驱动电路L298N来驱动风扇直 流电机。 L298N 在使用时接口简单，操作方便，可为电机提供稳定的驱动电流，可以同时驱动两台直流电 机，可以在模拟PWM 波的情况下很好的输出信号，实现风扇转速的平滑改变。 L298N是专用驱动集成电路，属于H 桥集成电路，与L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其 输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，( 二相、三相、 四相 ) 步进电机，伺服电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，

22、从而很方便地受单片机 控制。当驱动直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输 入端的逻辑电平。 模块接口说明： +5V：芯片电压 5V。 VCC ：电机电压，最大可接50V。 GND ：共地接法。 EN1 、EN2 ：高电平有效，EN1 、EN2分别为 IN1 和 IN2、IN3 和 IN4 的使能端。 IN1IN4：输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。 图 4 L298N 模块 7 3.1.4 LCD1602简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD ，目前常用16*1，16*2 ，20*2 和 40*2 行等的模块。一

23、般1602 字符型液晶显示器实物如图： 图 5 LCD1602 LCD1602主要技术参数： 显示容量 :16 2 个字符 芯片工作电压:4.5 5.5V 工作电流 :2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸 :2.95 4.35(WH)mm 第 1 脚： VSS为地电源。 第 2 脚： VDD接 5V正电源。 第 3 脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时 会产生“鬼影” ，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度。 第 4 脚： RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：R/W为读

24、写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和 R/W共同为低电平 时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平 R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电 平时可以写入数据。 第 6 脚： E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714 脚： D0 D7为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 3.1.5对射式光电开关简介 图 6 对射式光电开关 光电开关E18的技术参数 : 8 1、输出电流 DC/SCR/继电器 Control output：100mA/5V供电 2、消耗电流DC=1; dq=1;

25、/ 将数据线 “ 人为 “ 拉高 , 为单片机检测DS18B20的输出电平 作准备 if(dq) / 如果读到的数据是1，则将 1存入 value value|=0x80; delayus(6); if(!dq) /如果读到的数据是0，则将 0 存入 value value|=0x00; delayus(6); return value; / 返回读出的十进制数据 /*向 DS18B20写入一个字节数据* void write_ds18b20_date(uchar date) uchar num; for(num=0;num=1; delayus(4); /4us dq=1; / 释放数据线

26、delayus(4); / 稍作延时 , 给硬件一点反应时间 4.3.2 温度处理程序 温度处理程序将上一把操作中读取的温度值进行转换，将二进制数转化为十进制数，然后输出数字， 直接交给显示程序显示。 其流程图16 所示： 图 16 温度处理子程序流程图 其子程序如下： /*做好读温度的准备* uint read_temp() 等待转化完成 初始化 读取高八位和低八位 启动温度测量 等待初始化完成 处理数据 输出十进制整数 18 uint g,d,m; uint c; m=1; m=clean_ds18b20(); / 初始化完成m=0 while(m); / 等待初始化完成 write_ds

27、18b20_date(0xcc); / 跳过 rom write_ds18b20_date(0x44); / 启动温度测量 delayus(100); m=clean_ds18b20(); while(m); / 等待转化完成 write_ds18b20_date(0xcc); / 跳过 rom write_ds18b20_date(0xbe); / 读数据命令 d=read_ds18b20_date(); / 读低 8 位数据 g=read_ds18b20_date(); / 读高 3 位数据 g4); / 整数部分 g=g*100; d=(d c=g+d; return c; 4.4 键盘

28、扫描子程序 本设计配备两个输入按键，分别可以对设定温度进行加减，此子程序用来检测按键输入。 流程图 17 所示： 图 17 键盘扫描流程图 扫描按键 判断是否按下 设定温度加一（减一） 延时判断是否按下 19 子程序如下： /*键盘输入 * void keyscan(void) if(key1=0) / 判断 key1 是否按下 delay(10); / 延时判断key1 是否按下 if(key1=0) set+; / 设定温度加1 if(key1=100) set=18; while(!key1); if(key2=0) / 判断 key2 是否按下 delay(10); / 延时判断key

29、2 是否按下 if(key2=0) set-; / 设定温度减1 if(set=0) set=18; while(!key2); 4.5 温度比较处理子程序 温控风扇设定5 个档位，根据温度的变化来变化风扇的转速。输出的型式采用高地电平的交替变换， 档位越高，输出高电平的次数越多，相应的输出低点平的次数变少，反之，档位越低，输出的高电平次数 越少，相应的输出的高电平的次数变多。低于设定温度时，风扇不转，大于最大挡位时满负荷运转。 流程如图18 所示： 20 图 18 温度比较处理流程图 子程序如下： /*温度处理函数 * void deal(uint temp) / 温度处理 if(temps

30、et) l=0; 4.6 电机控制程序（包含红外探测） 本设计最终驱动电机的子程序，包含了红外检测。首先进行红外检测判断，若没有人，电机不转，若 有人，承接上函数设定的档位，模拟PWM 波输出，一次输出5 个电平， 1 档就输出一个高电平，四个低电 平， 2 档输出两个高电平，三个低电平，依次类推。 流程图如图19 所示： 图 19 红外探测电机输出流程图 开始 电机不转 电机输输出模拟PWM 波 红外探测是否有人 模拟 PWM 高低电平次数 22 子程序如下： /*电机模拟PWM 控制程序 * void dianjik() uchar q; for(q=0;qlq+) / 红外感应有人，输出

31、设定的低电平次数 dianji=0; int1=0; int2=0; r=1; delay(100); for(q=0;qhq+) / 红外感应有人，输出设定的高电平次数 dianji=1; int1=1; int2=0; r=1; delay(100); for(q=0;qlq+) / 红外感应没人，不输出 dianji=0; int1=0; int2=0; r=0; delay(10); for(q=0;qhq+) / 红外感应没人，不输出 dianji=1; int1=0; int2=0; r=0; 23 delay(10); 4.7 软件设计中的问题与分析 4.7.1 LCD显示程序的

32、问题 由于 LCD要显示的数据有四个，温度、档位、红外探测、设定温度，所以如何合理的安排输出顺序很 重要，合理的输出顺序才能对应外部正确的表现。每个数据在输出后都要有一定的延时，这样才能清楚的 显示在 LCD屏幕上。由于本程序是基于温度的，所以第一个输出的就是温度值；然后本程序要执行的是温 度的比较，所以第二个输出的必然是设定温度，设定温度还要同时读取键盘程序，实时跟随键盘输入的改 变而改变；第三个输出的就是比较温度后的设定风速了，显示的风速就是档位数；最后输出的就是红外探 测的结果，以0 和 1 来表示， 1为有人，处于工作状态，0 为无人，处于待机状态。 刚开始调试程序的时候，数值没在LC

33、D上显示，后来发现是主函数忘记了调用子函数，使得数据没有 输入，后来经过修改和调整，终于在LCD上正常显示出来了。合理的程序使得程序显示状态井然有序。 4.7.2 DS18B20的显示程序问题 在本设计中 ,DS18B20 的显示是最核心的数据，所有其他数据都与之相对应改变，电机的转速也与之相 关，但是在程序调试过程中，发现了一个问题，每次给单片机上电之后，总有那么不到一秒钟的时间，温 度显示的值是85，不断电的情况下复位没有出现这种情况，只有每次启动的时候出现。当显示85 后， 其他的数据也随之变为对应值，风扇也有一个短暂的转动，这对于这个设计来说无疑是一个很致命的缺陷。 开始查找原因，从D

34、S18B20的数据手册中发现，每次上电后，DS18B20的暂存器中存储的数据就是85，在 读取数据后，内部的AD要使用750ms的时间来进行数据的转换然后重新写入新的数据，所以在这段时间 中，显示的数值就是85 了，看来这是硬件上不可避免的过程，但是硬件上不能改变的话，我可以使用软 件的方法来进行变动，我最后采取的方法是在循环程序开始之前，先读取一次DS18B20的数值，然后给与 一个 1s 的延时，使得AD转换完成，然后在开始循环，这样，这个问题终于得以解决了。 5 硬件调试 硬件电路的调试相对来说比较简单。调试的功能包括按键电路，DS18B20 ，电机电路和红外传感电路。 24 5.1 按

35、键电路的调试 按键电路实现的功能是在按键按下后能执行设定温度的改变，这项采用实物调试，按键按下之后，温 度随之改变。 5.2 温度传感器电路的调试 温度传感器DS18B20的调试在实物上进行，当用手指去加热温度传感器DS18B20的时候， LCD示数开 始随温度的上升而改变，变化明显而且刷新频率适中，可以清晰的看到所显示的温度。 5.3 电机电路的调试 电机电路进行调试，不断的将设定温度降低，观察电机转速的变化。电机随设定温度与实际温度差值 的改变而改变，转速变化较为平滑，达到了预期的效果。 5.4 红外感应电路的调试 红外感应电路直接测试，在前方无人时，系统处于待机状态，电机不转动。当前方有

36、人时，电机开始 转动（在温度高于预设温度的时候）。 5.5 硬件调试遇到的问题 本次设计中遇到的最困难的问题就是出在了电机的驱动上，刚开始的设计使用的达林顿ULN2803反向 驱动器来驱动电机，可是在软件无误，硬件连接无误的情况下，电机转动表现出来的是变速效果不明显， 最高档时停转现象的发生。再不断的修改软件和硬件电路无果的情况下，放弃了这个驱动，改用桥式驱动 电路 L298N，所有的问题迎刃而解，反向驱动的驱动力不连续，而且驱动力在小电流的输入输出时不足， 使得电机驱动产生了非常不理想的效果。 6 结论 此次的设计遇到的每个问题对我来说都是一个很大的挑战，在老师的帮助和自己的探索中，我完成了

37、 “基于 51 单片机的智能温控电扇设计”，设计了硬件电路，独立完成了软件编写。 在设计中，实现了预期的功能，成功设计出了LCD显示模块、 DS18B20测温模块、温控变速模块，红 外探测模块，以及进行了系统的仿真，从实践中巩固了所学的知识，并且在探索中学习到了新的知识。 通过这次设计，我又对单片机的知识有了一定的拓展，对处理问题的能力有了一定的提高，这次设计 中的电机驱动就是一个很好的挑战，虽然一开始走了弯路，没有能够很好的处理好这个变速的问题，但是 25 经过一番的反复实践，终于获得了一种最好的电路，很好的完成了这个设计。 这次的设计对我而言不仅仅是一个毕业设计，更是对我大学四年学习的一个

38、检验，给了我一次实践的 机会，运用自己的所学来完成这个设计。从设计中，我学习到了很多东西，提高了自己独立学习和思考能 力，不管对于硬件电路还是软件设计，都有了很多自己的体会和认识，懂得了如何在实际中灵活运用所学 的知识，是一次难得的锻炼机会，为我以后无论是学习还是工作打下了坚实的基础。 26 参考文献： 1 李学龙使用单片机控制的智能遥控电风扇控制器J 电子电路制作2003 9： 13 15 2 郭天祥新概念51 单片机C语言教程M 北京：电子工业出版社2009 342 344 3 蓝厚荣单片机的PWM 控制技术 J 工业控制计算机201023(3) ：9798 4 胡汉才单片机原理及其接口技

39、术M （第 2 版） 北京：清华大学出版社2004.49 77 5 胡全 51 单片机的数码管动态显示技术J 信息技术200913：2526 6 李钢，赵彦峰 1-Wire 总线数字温度传感器DSI8B20原理及应用 J 现代电子技术200528(21) ： 7779 7 马云峰单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计 J 计算机测量与控制 2007 10(4) ： 278280 8 王会明，侯加林智能电风扇控制器的研制J 电子与自动化19985(4) ： 2526 9 谭浩强 C程序设计 M （第三版） . 北京：清华大学出版社20053765 10 孙号 Proteus 软件在设计电

40、子电路中的应用J 仪表技术 20098：7475 11 楼俊军基于Proteus 和 Keil的单片机演奏乐曲的实现J 科技信息2010 23：50 12 王文海，周欢喜用Proteus 实现 51 单片机的动态仿真调试J IT 技术 2006,20:10 11 13 丁建军， 陈定方， 周国柱 基于 AT89C51的智能电风扇控制系统J 湖北工学院学报2003,18(2)： 6063 14 王会明，侯加林智能电风扇控制器的研制J 电子与自动化1998,5(4) ：2526 15 刘进山基于MCS-51电风扇智能调速器的设计J 广州：电子质量2004,10(10)： 71 16 YU Qiha

41、o ， CHENG Guodong， NIU Fujun The application of auto-temperature-controlled ventilation embankment in Qinghai-Tibet Railway J Science in China Ser D Earth Sciences 2004，1(47) ：168 176 17 Lai Yuanming， Wang Qiusheng ，Niu Fujun and Zhang Kehua Three dimensional nonlinear analysis for temperature chara

42、cteristic of ventilated embankment in permafrost regions J. Cold Regions Science and Technology，2004，38(2) ：165184 18 Cheng GuodongLinearity engineering in permafrost areas JJournal of Glaciology and Geocryology(in Chinese)，2001，23(3) ：213217 19 B Schneier Applied Crytography ： Algorithms，and Source Code in CJ New York ：Jone Wiley& Sons. 1994 301307 20 Intel: Benjamin Jun，Paul Kocher The lntel Random Number GeneratorJWhite Paper Prepared for lntel Corporation，April 22，l999 ：4 5