当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

基于STC89C52单片机的智能电风扇设计


第 24 卷第 1 期 2011 年 1 月 文章编号: 1002-6673 (2011 ) 01-053-03

Development & Innovation of Machinery & Electrical Products

机电产品开发与创新

Vol.24,No.1 ·产品与市场· Jan.,2011

r />
基于 STC89C52 单片机的智能电风扇设计
熊建桥, 赵方伟, 李小龙
(南京工程学院 机械工程学院, 江苏 南京 211167 )



要: 基于 STC89C52 单片机设计电风扇的控制系统, 首先进行总体设计 , 然后进行硬件电路设计与软 件设计, 最后试制出电风扇原型机 。 设计的电风扇能根据环境温度自动调节风速大小 , 能模拟自 然风、 阵风、 睡眠风等, 还具有摇控 、 能根据人来人往来开启或关闭等智能功能 。 实践证明该电 风扇工作稳定且成本低, 具有一定的推广应用价值。

关键词: STC89C52 单片机; 电风扇; 控制器 中图分类号: TP23 文献标识码: A

doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2011.01.020

Design of Smart Electric Fan Based on STC89C52 SCM
XIONG Jian-Qiao , ZHAO Fang-Wei , LI Xiao-Long
(School of Mechanical Engineering , Nanjing Institute of Technology , Nanjing Jiangsu 211167 , China )

Abstract: A microcontroller of electric fans based on STC89C52 SCM was designed. First, First, the overall structure was designed. And then the hardware circuit and the software were designed. Finally, the prototype of electric fan was out of trial. Design fans will automatically adjust speed according to the size of the ambient temperature, can simulate the natural wind,gust,sleep wind. It also has a remote intelligent control function, can turn on or off based on people coming and going. It was proved that the fan is stable and low cost, the designed electric fan has some popularized application value. Key words: STC89C52 SCM ; electric fans ; controller

0 引言
从 18 世 纪 发 明 电 风 扇 以 来 , 虽 然 电 风 扇 经 历 了 多 次改进与革新, 但随着空调的产生, 电风扇面临巨大冲 击。 其实, 电风扇和空调相比还是有很多优点 , 首先耗 能小, 符合目前节能的观念。 其次, 空调房间都是密闭 的, 电风扇吹风比较自然, 可开门窗, 空气流通好, 不 易感染疾病。 最后, 最新式电风扇往往是自动化、 智能 化、 人性化等多功能机电一体化产品, 尤其是基于单片 机控制的智能电风扇正在以其特有的优势 , 在逐步占领 市场, 受到广大用户的欢迎与好评 [1]。 本文介绍一种基 于 STC89C52 单 片 机的 智 能 电 风 扇 的设计。

1 总体设计
本电风扇采用模块化设计, 各主要功能模块由各个 模块实现, 对于控制调整功能尤其如此, 某些特殊功能 由非模块实现, 可放在主程序中。 电风扇控制系统以 STC89C52 为核心 如图 1 所示。
[2]

。 系统总框图

图 1 控制系统总框图

收稿日期: 2010-11-06 基金项目: 南京工程学院科研基金项目 (KXJ08133 ); 江苏 省高等学校大学生实践创新训练计划项目 (166201090003 ) 作者简介: 熊建桥 (1969- ) , 男 , 湖 北 省 襄 樊 市 人 , 博 士 , 讲师。 研究方向: 嵌入式系统、 汽车电子、 数控技术。

该控 制 系 统 具 有 以 下 几 大 功 能 : ① 温 度 智 控 功 能 : 风扇可以感知环境的温度, 可以根据外部环境的温度自 动调节风扇档位; ② 智能照明功能: 在晚间 , 当用户接 近风扇时, 控制系统能够探测到人体的接近, 从而启动 微光照明, 方便用户操作并避免与风扇或其他物体发生

53

· 产品与市场·

不必要的碰撞; ③ 多级调速功能: 提供多种风力级别和 风型, 可手动选择, 方便用户使用, 提高了用户的舒适 度; ④ 定时工作功能: 该定时功能可以让用户自己定制 风扇工作时间的长短, 以提供更人性化的服务; ⑤ 液晶 显示功能: 使用液晶屏显示当前室温, 风扇的转速, 风 扇的工作模式等参数; ⑥ 红外遥控功能: 可远程控制风 扇的开关。

高, 它能接收遥控器发出的红外线, 接收到不同频率的 红外线后, 做出不同的反应, 从而实现遥控电风扇关 启。 如图 3 所示。 当遥控按钮按下时,1~5 引脚输出高电 平,感应距离达 6 米。 经 74LS04 反相器送入 STC89C52 的

P3.2 口, 引起中断。
红外线感应模块: 采用了被动式热释电人体红外线 传感元件集成模块 BISS0001 (电路图略), 通过 J3 连接 主 板 上 , 经 74LS04 反 相 器 送 入 STC89C52 的 P3.3 口 , 引起中断。 如图 3 所示。 该模块可以有效的探测电风扇

2 硬件设计
控制 系 统 的 核 心 是 STC89C52 单 片 机 , 是 一 种 低 电 压、 高性能 CMOS8 位单片机 [2]。 支持在线编程, 可基本 满足编写程序的需求; 集成度高、 体积小、 可靠性强, 具有极高的性价比; 低电压、 低功耗, 具有很强的控制 功能。 电机控制电路: 电机调速是整个控制系统中的一个 重要的方面, 这部分是电风扇主功能部分, 主要接受由

STC89C52 来 的 控 制 信 号 经 过 零 触 发 双 硅 输 出 光 耦 MOC3061 耦 合 后 , 连 接 四 象 限 双 向 可 控 硅 BT137 的 门
极, 进而控制电机的运转。 通过控制双向可控硅的导通 角, 使输出端电压发生改变, 从而使施加在电风扇的输 入电压发生改变, 以调节风扇的转速, 实现各档位风速 的无级调速, 如图 2 所示。 温度检测模块: 采用的是 DS18B20 芯片, 它能够直 接 读 出 被 测温 度 且 通 过 编 程 可 实 现 9~12 位 的 数 值 , 能
图3

DS18B20 、 遥控和红外线感应模块电路

影响范围内人体的活动, 监控范围大, 隐蔽性好 , 能可 靠的将运动的人和飘落的物体进行区别 , 抗干扰能力强 和误报率低, 模块内部还集成了光敏电阻, 使得夜晚也 能可靠工作。 通过设置, 若有人在其电风扇有效范围活动 , 模块 输出高电平, 可做到人来电风扇开启, 直到人离开后才 延时将高电平变为低电平, 即人离开监控范围电风扇延 时关停, 延时时间可调。 液 晶 显 示 模 块 : 采 用 的 是 带 有 HD44780 控 制 芯 片 的 FM1602C 液 晶 显 示 屏 ,(16×2 ) 的 液 晶 即 可 很 好 的 实 现所需功能, 可显示当前的温度, 是否有定时, 是否有 遥 控, 一 般 模 式 ( high、 mid、 low), 风 型 模 式 ( nature、

图2

电机驱动电路

在 93.75ms 和 750ms 内完成 9 位和 12 位的 数 字量 读 出 , 读 出 的 信 息 或 写入 的 信 息 仅 需 要 一 根 口线 (单 线 接 口 ) 读 写 , 可 大 大 节 省 系 统 的 I/O 资 源 。 测 量 温 度 范 围 为 -

sleep、 normal), 可 以 根 据 温 度 自 动 变 速 模 式 。 美 观 大
方, 可以使使用者一目了然的了解到电风扇的工作状 态, 方便调节。 显示当前执行的功能、 当前室内的温 度、 系统的状态。

55~+125℃ , 在 -10~+85 ℃ 范围内, 精度为 ±0.5 ℃ 。 温度
变换功率来源于数据总线, 无需额外电源。 在使用中不 需要任何外围元件。 因而使用 DS18B20 可使系统结构更 趋 简 单 , 可 靠 性 更 高 。 DS18B20 在 测 温 精 度 、 转 换 时 间、 传输距离、 分辨率等方面均可满足电风扇温度检测 的 要求
[3]

3 系统软件设计
控制系统软件使用 C 语言编程模块化设计, 除主程 序外, 还有各功能子程序, 分别执行键盘处理、 功能显 示、 电机驱动调速等相应功能, 系统软件主程序流程如 图 4 所示。 而遥控处理和人体接近处理等功能放在中断 处理子程序中 [3,4]。

。 如图 3 所示,DS18B20 模块 1 脚接 5V,2 脚 接

STC89C52 的 P1.3 口, 3 脚接地。
遥控模块: 主要利用集成的红外遥控模块 SR308 来 实 现 , SR308 是 一 款 简 易 的 红 外 遥 控 模 块 , 集 成 度 较

54

·产品与市场·

主程序模块: 其中系统初始化包括数据区的初始 化、 DS18B20 的初始化、 液晶模块的初始化 、 以及定时 器和外中断的初始化。 键盘处理模块: 主要设计了五个按键, 分别是复位键、
系统初始化 显示当前温度 遥控标志

试验后 , 将采用 C 语言模块化 编 程 的 程 序 下 载 到 芯 片中, 接 好电风扇后 试 验 , 用打 火 机 或 冰块在温度传感器 DS18B20 附 近, 电风扇 能 根 据 温度 变 化 自 动起停 。 按 动 遥控 器 按 钮 , 电 风扇能接受遥控 指 令 而 做 出 相
图 5 智能电风扇控制器

模式选择键、 向上 选择键、 向下选择
N

键、 以及确定键。 功能显示模
遥控功能显示模块 电机停转

Y
键盘处理模块 功能显示模块 电机驱动模块

应变化。 试验证明, 该电风扇能够自动起停, 遥控控制, 能夜光控制, 能够实现自然风、 睡眠风等不同风型, 且反 应灵敏, 简单实用, 达到了预期的设计目的。 本项目设计的智能电风扇, 通过对电风扇原有功能 的改进, 使得电风扇具有体积减小, 重量减轻, 成本低 廉, 能长期稳定工作, 节约电能, 在夜间同样能方便使 用等优点。 使得电风扇更具人性化, 有较好的应用前 景, 值得大力推广。 参考文献:
[1] 谭煜民 . 电风扇的 现 代 设 计 方 法 及 发 展 现 状 [J]. 沿 海 企 业 与 科 技 , 2009 ,5. [2] 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,2003,2. [3] 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 ,2007,4.

块: 显示当前执 行的功能、 当前 室内的温度、 系 统的状态。 电机调速模

图 4 系统程序流程图

块: 电风扇有高中低三档, 只要给予相应的信号就可进 行不同控制风速之间的切换。 还可根据选择来产生自然 风、 睡眠风等不同的风型。 遥控处理模块: 处理遥控器发来的指令, 引入

STC89C52 的 P3.2 口 , 引起 中 断 , 进 而 对 电 动 机 进行 相
应的控制, 置遥控控制标志。 人体接近模块: 在人体靠近时, 人体接近感应装置 能够感应到并且输出大约 3V 左 右 的 电 压 , 然 后 经 放 大 至 5V , 接 入 STC89C52 的 P3.3 口 , 引 起 中 断 , 进 而 对 人体接近时的情况进行处理。

[4] 孙 育 才 . MCS-51 系 列 单 片 微 型 计 算 机 及 其 应 用 [M]. 东 南 大 学 出
版社,2008.

4 结论
电风 扇 的 控 制 系 统 以 STC89C52 为 核心 , 设 计 印 制 板
[5,6]

[5] 李 光 飞 ,李 良 儿 ,楼 然 苗 . 单 片 机 C 程 序 设 计 实 例 指 导 [M]. 北 京
航空航天大学出版社,2005.

, 加工制作出电风扇控制器如图 5 所示。 经调试及

[6] 程昱,等. Protel DXP 电路设计白金教学[M]. 北京:科学出版社,2004.

(上接第 60 页)

图 1 削铅笔动作 1

图 2 削铅笔动作 2

Fig.1 The motion 1 of pencil-sharpening

Fig.2 The motion 2 of pencil-sharpening

学、 规范而有条理, 能够避免作业分析法在应用过程中 观察期间的盲目性, 特别是对一些观察力不够敏锐的初
图 3 削铅笔动作 3 图 4 削铅笔动作 4

学设计的设计类学生来说, 这样能够让他们在观察用户 作业时更有针对性和目的性。 参考文献:
[1] 张建成 . 产品设计与开发 [M]. 台北 : 六合出版社 ,1998. [2] 苏颜丽 , 胡晓涛 . 工业设计中 产 品 功 能 分 析 理 论 与 方 法 研 究 [J]. 机
电产品开发与创新 ,2008,6.

Fig.3 The motion 3 of pencil-sharpening

Fig.4 The motion 4 of pencil-sharpening

4 结束语
将动作分析引入作业分析法之后, 作业分析法更科

[3] 周信侃 , 姜俊华 . 工业工程 [M]. 北京 : 航空工业出版社 ,1995.

55


相关文章:
基于89C52单片机智能风扇设计 .doc
基于89C52单片机智能风扇设计 .doc_理学_高等教育_教育专区。电子与信息学院《智能家电》期末课程设计 题专班 目: 基于 AT89C52 单片机的智能风扇设计 业: 级:...
基于单片机的智能电风扇控制系统毕业设计
本文介绍了一种基于 STC89C52 单片机的智能电风扇调速器的设计, 该设计巧妙 利用单片机控制技术、无级调速技术和温度传感技术,把智能控制技术应用于家用电 器的...
基于单片机的智能电风扇毕业设计
基于单片机的智能电风扇毕业设计_工学_高等教育_教育专区。基于51单片机红外遥控...主 控模块以 STC89C52 单片机核心,输入部分以红外反射传感器、光敏传感器、温度...
基于AT89C52单片机的智能温控风扇设计
基于AT89C52单片机的智能温控风扇设计_工学_高等教育_教育专区。毕业论文 智能温控风扇的设计 郑州科技学院 专科毕业设计(论文) 题 目 智能温控风扇的设计 学生...
基于STC89C52单片机的智能窗控制系统-
基于STC89C52单片机的智能窗控制系统-_工程科技_专业资料。基于 STC89C52 ...并且本设计采用标准 C 语言编制程 序,方便程序移植和升级。 【关键词】单片机;...
基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于 STC89C52 单片机的智能温度控制器设 计 作者:曾思通 来源:《科技创新与应用》2013 年第 35 期 摘要:本论文设计...
单片机的智能温控风扇的设计
本文介绍了一种基于 STC89C52 单片机的智能电风扇调速器的设计,该设计巧妙利 用红外线遥控技术、单片机控制技术、无级调速技术和温度传感技术,把智能控制技术 应用...
基于单片机的智能温控风扇
年 4 月 23 日 摘要: 本次设计的单片机系统是基于单片机的智能电风扇设计。使用...因此,STC89C52 是一种功能强大,使用 灵活并且价格低廉的单片机,可广泛应用于...
单片机的智能温控风扇的设计5
单片机的智能温控风扇的设计5_信息与通信_工程科技_专业资料。题目: STC89C52 ...本文介绍了一种基于 STC89C52 单片机的智能电风扇调速器的设计,该设计巧妙利 ...
更多相关标签:
stc89c52单片机引脚图 | stc89c52单片机 | stc89c52单片机原理图 | stc89c52单片机结构 | stc89c52单片机简介 | stc89c52rc单片机 | stc89c52单片机的优点 | stc89c52单片机介绍 |