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基于51单片机的温控风扇设计与实现院系：XX学院专业：电子科学与技术姓名：XXX指导老师：XX报告内容的结构与主要内容•1、设计任务的要求•2、系统的硬件电路设计•3、系统的软件程序设计•4。整体系统的实物展示系统设计的基本要求•1、温度传感器可以控制风扇电机转速，当温度低于下限温度时，风扇电机停止转动；温度高于下限温度低于上限温度时以较低速度运行，温度高于上限温度时以较快转速运行。•2、温度上下限可以根据使用者要求手动按键调整。•3、实时温度，上下限温度，电机转速可以在显示屏上显示出来。系统的硬件电路设计•温控风扇控制电路系统主要包括：输入、控制、输出三大部分7个功能模块，AT89S52单片机芯片模块，功能按键模块，DS18B20温度传感器模块，槽型红外光电传感器模块，蜂鸣器驱动模块，直流电机驱动模块，还有LCD1602显示模块，系统总体设计结构框图光电传感器硬件设计•R9是红外对管中的LED的限流电阻，防止电流过大损坏发射管，R10为红外对管中光敏三极管的集电极电阻，LED发出红外光，光敏三极管接收到就导通，否则截止。需测速的部位有遮光片，每转1周遮挡指定次数，使转速变成一定频率的脉冲信号。R12、R8、Q3起信号放大整形作用，使该信号便于单片机读取。P32将计数脉冲通过单片机外部中断输入单片机并配合单片机定时器，计算出电机的转速。直流电机驱动模块设计•直流电机的一端接5V单片机供电电源，另一端接PNP三极管的发射极，三极管的基极通过一个电阻连接单片机P30口。通过控制单片机的P30引脚输出PWM信号，由此控制风扇直流电机的速度与启停。单片机通过普通的I/O口加一限流电阻R7驱动PNP型三极管S8550来带动直流电机，其中D1是在直流电机关闭时因内部电感线圈产生的反向电动势是保护S8550的整流二极管，防止反向电动势击穿三极管。温度传感器硬件电路设计•DS18B20的2脚为数字信号输入/输出端，设计中该口与单片机P34口相连，此管脚必须接上拉电阻，使其在无数据传输时一直处于高电平状态，以此保持信号的稳定传输；1脚为电源地；3脚为外接供电电源输入端。单片机根据温度作相应处理，并输出处理结果，下图为原理图温度传感器部分。蜂鸣器驱动电路部分•蜂鸣器为主要发声元件，本质上它是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个续流二极管提供续流。否则，在蜂鸣器两端会产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极管，并干扰整个电路系统的其它部分。三极管Q1起开关作用，其基极的高电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声；而基极低电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声总体电路原理图系统的软件程序设计•系统程序流程图，系统初始化后启动温度采集函数，采集到温度后确定驱动电机的档位为低档还是高档，然后产生相应占空比的PWM波控制电机转速，这时候转速统计函数根据光电对管传回的脉冲频率计算出转速。显示函数则为在显示屏上显示出温度、上下限温度、转速等内容。温度采集子程序设计•DS18B20单线通信功能是分时完成的，DS18B20为了保证各位数据传输的正确性和完整性，它有着严格的通信协议，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始的，如果要单总线器件送回数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据的接收。另外，数据和命令的传输都是低位在先。速度控制程序设计•对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制(PWM)办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。速度检测程序设计•由于该设计为测量直流电机转速，电机转速较高，采用测频法完成电机转速测量，设计中在转子上纵向打开4个等间距缺口，所以在定时周期内，统计到的脉冲数除以4即可得到电机转速，红外光电对管设为每500ms读一次数，即每500ms记录由光电对管所检测到的脉冲数，然后再对于计时器变量清零，再显示出脉冲数，最后又返回主程序整体系统实物展示系统运行测试截图谢谢老师！MakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@ngsoftwps