智能风扇操纵器设计单片机课程设计

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1、单片机课程设计设计题目：智能风扇操纵器设扇neuq序言一、设计实验条件及任务.2、设计实验条件、设计任务2二、小直流电机调速操纵系统的整体方案设计.3、系统整体设计3、芯片一选择3、DAC0832芯片的要紧性能指标3、数字温度传感器DS18B20.3三、系统硬件电路设计.4、AT89C52单片机最小系统.5、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计.6、显示电路与AT89c52单片机接口电路设计.7、显示电路与AT89C52单片机电路设计8四、系统软件流程设计.7五、调试与测试结果分析8、实验系统连线图8、程序调试,8、实验结果分析8六、程序设计总结10七、参考文献11附录12一、源程

2、序代码12二、程序原理图23传统风扇不能依照温度的转变适时调剂风力大小，关于夜间温差大的地域，人们在夏夜利用风扇时可能碰到如此的问题：当凌晨降温的时候风扇仍然在工作，可是人们因为熟睡而无法发觉，既浪费电资源乂容易引发伤风，传统的机械按时器尽管能够操纵风扇在工作必然后关闭，但按时范围有限，且无法对温度转变灵活处置。鉴于以上方面的考虑，咱们需要设计一种智能风扇操纵系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机操纵的智能风扇得以显现。本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能风扇调速器的设计，该设计要紧硬件部份包括AT89C52单片机，温度传感器dsl8b20,

3、数模转换DAC0809电路,电机驱动和数码管显示电路，系统能够实现手动调速和自动调速两种模式的切换,在自动工作模式下，系统能够能够依照环境温度实现自动调速；能够通过按时切换键和按时设置键实现系统工作按时，使得在用户需求的定不时刻到后系统自动停止工作。在日常生活中，单片机取得了愈来愈普遍的应用，本系统采纳的AT89c52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动操纵系统中。系统风扇起停的自动操纵，能够解决夏天人们晚上熟睡时，由于夜里温度下降而致使受凉，或从睡梦中醒来亲自开关风扇的问题，具有重要的现实意义。一、设计实验条件及任务1.1、 设计实验条件单片机实验室1.2、 设计任务利用

4、DAC0832芯片进行数/模操纵，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调剂，并显示运行状态DJ-XX和D/A输出的数字量。巩固所学单片知识，熟悉实验箱的相关功能，熟练把握Proteus仿真软件，培育系统设计的思路和科研的爱好。实现功能如下：系统手动模式及自动模式工作状态切换。风速设为从高到低9个档位，可由用户通过键盘手动设定。按时操纵键实现定不时刻设置，能够实现10小时的长按时。环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速操纵。当温度每降低1那么风扇风速自动下降一个档位，环境低于21度时,风扇停止工作。当温度每升高1C那么风扇风速自动上升一个档位。环境温度到30度以上时，

5、系统以最大风速工作。实现数码管友好显示。二、小直流电机调速操纵系统的整体设计方案、系统硬件整体结构图系统硬件整体框图、芯片选择一、AT89c52芯片：选用该单片机作为智能风扇操纵部件，用来实现风扇调速核心功能。二、74LS245芯片：用来驱动数码管。3、74LS373芯片：锁存器，用来锁存输出的信号。4、74LS240芯片:八单线驱动器，缓冲输出的信号。五、DAC0832芯片：片选地址是FF80H,A0UT1插孔作为模拟量的输出。6、8255芯片：可编程并行I/O接口芯片，用以扩展单片机的10口。7、LED数码显示管：用来显示电机旋转的速度是加速仍是减速。8、741：运算放大器。9、9014：

6、NPN型三极管。、DAC0832的要紧性能指标D/A转换的大体原理是应用电阻解码网络，将N位数字量逐位转换为模拟量并求和，从而实现将N位数字量转换为相应的模拟量。其性能指标为：（1）分辨率：相对分辨率=I/2N,N越大，分辨率越高（2）线性度（3）转换精度（4）成立时刻（5）温度系数。DAC0832引脚功能图如图*12VU8FF801pever*20WR219OWFyIILCZDil/DIZ/0IOvv口D34OINUwrszrioyeezp17rf郎D25UIJArcKmoriA16D4D1615D5；DO7L/lIUlOninniA14D68L/IU50/DCC7n|713D7;RFB9v

7、rscruitRFBI0IJT2121011GNDIOUT1IDAC0832图数模转换DAC0832引脚功能一、DI0-DI7：8位数字信号输入端；二、！CS：片选端；ILE：数据锁存许诺操纵端，高电平有效；3、！WR1：输入寄放器写选通操纵端。当！CS=0、ILE二一、！WR1二0时，数据信号被锁存在输入寄放器中。4、！XFER：数据传送操纵五、！WR2：DAC寄放器写选通操纵端。当！XFER=0,!WR2=0时，输入寄放器状态传入DAC寄放器中六、IOUT1：电流输出1端，输入数字量全“1”时，IOUT1最大，输入数字量全为“0”时，IOUT1最小。7、IOUT2：D/A转换器电流输出2端

8、,I0UT2+I0UT1二常数。八、RFB：外部反馈信号输入端，内部已有反馈电阻RFB,依照需要也可外接反馈电阻。九、VCC：电源输入端，可在+5V+15V范围内。10、DGND：数字信号地。1一、AGND：模拟信号地.数字温度传感器DS18B20DS18B20“一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55+125C,在-10+85范围内，精度为土现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境操纵、设备或进程操纵、测温类消费电子产品等。DS18B20能够程序设定912位的分辨率,精度为,温度搜集具有准确性、实时

9、性。DS18B20的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。如下图。U1DG.HI1,vLxJ5S18S2O?图数字温度传感器DS18B20引脚图DS18B20检测的温度高于必然值时，单片机引脚输出高电平,打开风扇，当温度低于必然值时，单片机引脚输出低电平,操纵风扇停止转动。在此区间，每升高一度，风扇转速档位加一，风扇转速与档位的关系如表所示：表风扇转速与档位的关系环境温度C低于转速档位01234环境温度C以上转速档位56789、显示电路与AT89c52单片机电路设计三、系统硬件电路设计、AT89c52单片机最小系统：A

10、T89C52已包括了按时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个操纵系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和按时器件，方便地组成一个最小系统。整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。图为AT89c52芯片最小系统。一方面，单片机要通过I/O口中接收输入信号，另一方面要通过I/O口操纵数码管的初始化、显示方式和要显示的字符。因此，设计必需以单片机为核心，显示器为外围设备。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上，单片机要下载完整的程序对二者进行适时的操纵。1肝X1C2 I CRYSTALU419R1C3 10k 止 1nF wta 1on39A I XL Ir U.LMU

11、UPD.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4ZAD4PD.5/AD5PD.6ZADBRSTPD.7/AD7F2.VA9P2.2JA103337363534333221 A822 AB23 A1024 A11PSEMP2.3JA11ALEP2.A12EAP2 5JA13P2.8JA14P2.7JA15P1GT2P3Q/RXDP1.W2EXP31/TXDP12P3.21NT0P1.3F3.31NT1P1.4P3 所 0P15P3.5/HP1 6P3 8AM?P17PSJjRD25 A1226 A1327 A1423 Al510 种12k9*m1314 DQ_116 WB17

12、 RD31图AT89c52芯片最小系统图.系统程序电路主程序CUP电路图:U189P10/T PU/T P12 P13 P14 P15 P16 P17POO P01 P02P03 P04 P05P06P07INT1INT2T1 TOEA/VPXIX2P20P21P22P23P24P25P26P27RESET TO RD PSEHRXT TXDALE/PI 二二二- - - - -Y77EN 23 ,5 6:13121514箱19189161729图AT89C52系统管脚扩充图、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计实验电路利用逻辑器件实现地址译码，地址FF80H接入数模转换器DAC0

13、832片选段，通过数模转换后的模拟量通过运放放大驱动电机驱动，其电路图如下图：DA0832R段 EEC 瓜田 s F L C wwc X IV01234567IIIIIIIIDDDDDDDDBKFVREFI0UT1IOUT2电机图DAC0832与AT89C52单片机接口及电机操纵电路实验电路利用10扩充芯片8255及锁存芯片74LS245对六个数码管选通操纵显示。显示部份电路图如下图:图数码管显示部份电路图四、系统程序流程设计、系统程序流程框图如图图程序流程图五、调试与测试结果分析、实验系统连线图a、分别连按键KI、K2、SI、S2b、DS18b20数据线连c、将DAC0832驱动电路AOUT

14、接至直流电机d、将P0口接至DAC0832数字输入端e、将地址译码器电路(FF80H)接至DAC0832片选端、程序调试程序上电时，直流电机默许以中档5档工作，系统默许工作在手动模式下。数码管显示当前环境温度和电机运行档位。当按下按键S1()时，直流电机以加速转动，同时数码管显示档位速度，当速度达到最大时，继续按下键S1第5个数码管会显示“一”表示系统已达到最大风速当按下按键S2()时，直流电机以减速转动，同时数码管显示档位速度，当速度达到最小时，继续按下键S2第5个数码管会显示“一”表示系统已达到最小风速。当按下系统模式操纵切换键kl能够实现模式的切换，在自动模式下，数码管第一名显示“A”字

15、样，表示工作于自动模式下，现在电机的转速由环境温度决定。而且显示环境温度和当前温度下电机运行档位。当按下按时键K2时，数码管闪烁的显示“000”，当按51时;定不时刻增加,数码管闪烁显示定不时刻。按S2键时，定不时刻减少，同时数码管也闪烁显示定不时刻。再次按下K2键后，闪烁停止，按时开始，数码管显示按时剩余时刻。、实验结果分析电机运行正常时即可实现调速现象，按键的消抖使得调速现象加倍明显。按键S1实现风扇加速运行，按键S2实现风扇减速运行。系统模式操纵切换键kl能够实现模式的切换。按时键K2实现按时设定和按时确信。适当的操纵按键，就能够够实现所需要的成效。六、程序设计总结两周的单片机课程设计让

16、我收成颇丰，不管从知识技术上仍是团队合作方面。上课的时候的学习从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去明白得枯燥乏味。但在课程设计利用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的明白得和水平。在这次课程设计中乂让我体会到了合作与团结的力量，当碰到可不能或是设计不出来的地址，咱们就会在QQ群里讨论或是同窗之间彼此帮忙。团结确实是力量，不管在此刻的学习中仍是在以后的工作中，团结都是相当重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。咱们组的题目是智能风扇操纵器设讣，大体要求是实现电机速度的操纵，而且通过数码管显示出来。由于我在学院的创新实验室有过一年多的编程

17、体会，因此在实验箱上实现大体功能并无专门大难度，大体功能实现后，咱们组想到了使设计加倍智能化和多功能化，于是咱们加入了数字温度传感器温度搜集和自动操纵,和按时功能。并通进程序设计，实现比较人性化的数码管显示。在整个程序设计和电路设计调试进程中，碰到了很多问题，最终也和组员一起解决了。要紧的问题有： 仿真和实际的电路调试有必然的出入，在仿真上按键能够专门好的工作，可是在实际的电路调试进程中，按键往往不大灵敏，常显现按一下，系统反映多次的问题，最后通过延不时刻的调整，使得按键较好的工作。 由于数码管采纳动态显示方式，延时扫描时刻的不适当使得数码管显示显现跳动或不稳固的问题，通过延不时刻的正确设置和

18、对整体程序的分析，使数码管的显示稳固正常。 随着系统功能的增加，程序变的复杂，调试起来对程序的分析带来了必然的难度，最后通过功能函数的模块化使得程序加倍清楚和易更改。将数字温度传感器的函数单独设在一个C文件中，采纳多文件编译的方式，也增加了程序的易移植性。 程序的要完全运行正确，不仅要弄清楚电路图，尤其是各接口的接法，还要注重每一个小的细节，因为往往一个很小的错误，使得程序显现一些无法预料的结果，在程序的调试进程中，咱们组显现了将士错写为了结果固然运行不出来。单片机是很重要的一门课程，学好一门单片机，就凭那个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。尽管咱们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单

19、片机还需要好好的深切研究和学习。七、参考文献1陈海宴.51单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社,2021.2郭天祥.51单片机C语言教程.北京：电子工业出版社,2005.3胡启明，葛祥磊.Proteus从入门到精通.北京：电子工业出版社,2021.4张兆明.基于AT89s52单片机的自动温控风扇设计.测控技术，2020,03(210820).附录1:系统程序系统主函数/*设计题目：智能电风扇控制器设计设计者：设计功能：1 .系统分为自动模式和手动模式，通过自动操纵手动操纵切换键K1能够实现电机转速操纵，并用数码管显示其工作在何种状态。2 .手动状态能够通过S-、S2加，减）实现9级风

20、速增减调速，并通过数码管显示。3 .通过DS18B20能够实现风扇周围环境温度的检测，温度精准到摄氏度,并通过数码管能够显示实时温度当系统工作切换到自动操纵状态时，系统依照环境温度自动操纵转速的快慢。4 .两种工作状态下，均能够通过按时设置功能键K1能够实现风扇按时工作，通过时刻增减键（加，减）实现定不时刻设按时刻到后风扇停止工作系统连线、分别连按键KI、K2、SI、S2DS18b20数据线连系统参数：1 .转速档位（本参数为仿真参数）共分为9个档位，从低到高为1-9档，通过数码管显示，对应电机两头电压别离为、2 .温度参数系统利用的DS18b20能够实现摄氏度的精度。通过四舍五入，数码管显示

21、能够实现摄氏度的精度。3 .自动模式下环境温度与转速关系环境温度范围与转速关系为:21以下，停止;21-221档；22-232档；23-244 档；24-254档；25-265档;26-276档；27-287档；28-298档；29以上，9档5 .定时时间参数系总共设置7个定不时刻，别离为lmin,5min,10min,30min,lh2h,5h*/#include,M,include,H,#includeo用于访问绝对地址#includeo#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintdefineON1defineOFF0defineConfir

22、m2defineTimeGrade11小时，2小时，5小时定时等级分别设置为1分钟，5分钟，10分钟，30分钟，1defineTimeGrade25defineTimeGrade310defineTimeGrade430#defineTimeGrade560defineTimeGrade6120defineTimeGrade7300defineaddXBYTE0xff23definePAXBYTE0xff20definePBXBYTE0xff21defineDAXBYTE0xff80操纵寄放器位选为8255,A段选为8255,Bn/P0对应的地址unsignedchartflag;定时器时间标

23、志unsignedcharTimeGrade;风扇定时等级unsignedintTimeGo,TIME.tlflag;风扇定时时间标志位inttemp_Tjemp_T_A;采集温度值以及采集的温度绝对值uintvolt_d=140,volt_a;bitsecflag=0;bitAuto=OFF:定义自动控制允许位ucharTC=OFF;定义定时功能允许位bitCh_Full=0;概念调档以最大或最小标志位bitTBZF=0;定义温度低于0时标志位ucharcodetable=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99.0x92,0x82.0xf8,0x80,0x90,0x40,0x79,

24、0x24,0x30,0x19.0x12,0x02,0x78,0x00.Ox10.0x88,0x8b.0xbf,0xff;共阳数码管编码表ucharcodewei=0x01,0x02,0x04.0x08,0x10.0x20);voiddelayMS(uintz);voidInitial(void);voidTinie_Set(void);voiddisplay(ucharaa.ucharbb);voidHandle_display(void);voidKey_check(void);voidAnto_Control-speed(void);voidTempTrans(void);voiddela

25、yMS(uintz)延时函数(ucharx,y;for(x=z:x0;x-)for(y=110;y0:y-);)voiddisplay(ucharaa.ucharbb)显示子程序(PA=-weiaa;位选PB=tablebb;段选delayMS(2);)voidInitial(void)(EXO=1;开外部中断0EX1=1;开外部中断1EA=1;开总中断ITO=1;下降沿触发中断0IT1=1;下降沿触发中断1TMOD=Oxll;TH0=(65536-20000)/256;TL0=(65536-20000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%

26、256;ET0=1;TR0=I;ET1=1;)voidHandle_display(void)操作时数码管显示，包括温度，档位，定时时间和剩余时间(uchariJ;volta=voltd/28;display。volt_a);数码管输出档位if(TC = OFF)为设置时间时初始状态if(TBZF=l)display(5,22);在数码管1显示温度为负display(4.temp_T_A/100):数码管输出模拟量十位display(3,temp_T_A%100/10+10);数码管输出模拟量个位display(2.temp_T_A%100%10);数码管输出模拟量一位小数)else(Time

27、_Set();for(j=80;j0;j-)(display(4.(TIME-TimeGo)/100);数码管输出模拟量十位display(3XTIME-TimeGo)%100/10);数码管输出模拟量个位display(2jTIME-TimeGo)%100%10);数码管输出模拟量一位小数display(0,volt_a);)if(TC=ON)for(i=100;i0;i-)(display(4,23);数码管输出模拟量十位display(3,23);数码管输出模拟量个位display(2,23);数码管输出模拟量一位小数display(0,volt_a);voidKey_check(voi

28、d)按键扫描函数unsignedchartemp:temp=P3&OxO3;if(temp!=0x03)delayMS(30);if(temp!=0x03)当和按下时if(teinp=OxO1)模式设置键被按下Auto=-Auto;elseif(temp=0x02)定时设置键被按下(TC+;if(TC=3)TC=O;)voidTcmpTrans(void)(if(secflag=1)(secflag=O;temp_T=rd_temperature()/10;if(temp_T=300)volt_d=252;)voidTinie_Set(void)(if(TC=ON)(switch(TimeGr

29、ade)(case0:TIME=0;break:case1:TIME=TimeGradekbreak:case2:TIME=TinieGrade2;break:case3:TIME=TimeGradc3;break:case4:TIME=TinieGrade4：break:case5:TIME=TimcGradc5;break:case6:TIME=TinicGradc6;break:case7:TIME=TimcGrade7;break:)elseif(TC=Confirm)TRI=l;display(5,22);else(TIME=0;TRI=0;关闭定时器2TimeGo=0;定时时间到i

30、f(TimeGo=TIME)&(TC=Confirm)TC=OFF;关闭时间显示标志TRI=0;关闭定时器2TimeGo=0;定时后已运行时间清零volt_d=0;定时时间到后，风扇停止转动voidmain()(InitialO;while(l)(TempTransO;if(Auto=OFF)当系统为手动控制时子函数(if(Ch_Full=l)displays,22);在数码管1显示一横线，表示档位已经最大或者最小DA=volt_d;把数字量赋给数模转换器Handle_display();)if(Auto=ON)系统为自动控制时函数(display。,20);显示自动控制允许标志DA=volt

31、_d;Anto_ControLspeed();Handle_display();voidexO()interrupt0外部中断0子程序(delayMS(200);if(TC=OFF)II(TC=Confirm)如果不是时间设置时，实现风扇调速if(volt_d0)(Ch_Full=0;vo!t_d-=28;)elseCh_FuIl=l;else如果时间设置标志位打开，则定时设置TimeGrade-;voidisrjl(void)interrupt3(TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-5OOOO)%256;tlflag+;if(tlflag=1200)(tlfla

32、g=O;TimeGo+;)数字温度传感器DS18B20部份头文件#ifndef.DS18B20_H#define_DS18B20_H#include#include,HsbitDQ=P3八4;bitinit_ds18b20(void);voiddelay(unsignedintt);voidwr_ds18b20(unsignedcharbyt);unsignedcharrd_dsl8b20(void);intrd_temperature(void);#endif数字温度传感器DS18B20部份C文件include,H,include,n,voiddelay(unsignedintt)(whil

33、e(t-);/DS18B20初始化函数bitinit_ds18b20(void)bitinitflag=0;DQ=1;delay(12);DQ=0;delay(80);/延时大于480usDQ=1;delay(lO);/14initflag=DQ;/initflag等于1初始化失败delay；returninitflag;)通过单总线向从器件写一个字行voidwr_ds18b20(unsignedcharbyt)(unsignedchari;for(i=0;i8:i+)(DQ=0;DQ=byt&0x01;delay(5);DQ=1;byt=1;)delay(5);)通过单总线从从器件读一个字f

34、junsignedcharrd_dsl8b20(void)(unsignedchari;unsignedcharbyt;for(i=0;i0?:;大于0加，小于0减value=t*100/+(value0?:;returnvalue;附录2实验原理图rgdw9BdWSBIgdHnlgd&Em口gds氏dIFMBrqdolMLMZX03O石(3呈云2/W爱星WOLddCUOLddCUAf-1orQ层Hd停grdFQr-dP5.S二Nwg日言5口专一.|0302c里iEdNaMdawr豆二普维Rd学Zd善s口-EF-S9p-gggegggs优19RIBQB1B283叫B5BGB7IS171511ITn11CE_AB/fTR21ttSW2例点POTU5M2%A1Y1P2Y2R3YJ19ii亘1$17EKLS2Uabc士圭ab-cd-eTaabo-d-+-C9一CVUR1ILE(8Y1/BY5GNOWR2DOXFERDODllDI1DBDODSVREFDRRFBOUT2GNDDUT1C5-R!$jv+1ZV