智能电风扇控制系统设计【开题报告】

毕业论文开题报告

机械设计制造及其自动化

智能电风扇控制系统设计

一、选题的背景和意义

近几年，我国电风扇市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励电风扇产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电风扇市场的关注越来越密切，这使得电风扇市场推广策略与营销渠道开发的发展研究需求增大。

随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能电风扇控制具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用于工厂自动化、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境。

AT89S52单片机芯片制作的“电风扇定时开关电路”，允许用户随时通过按键开关自行输入设置新的定时时间参数，其范围可在1分钟（最短时间）至999分钟（最长时间）之间任意设置（步进为1分钟），这为用户根据使用的环境温度、自己身体条件、个人爱好等具体情况，适时进行调整设置，选用最合适的定时时间提供了方便。而且在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“阵风”或“连续风”的控制功能。具有电路简单、制作容易、设置方便、使用灵活等优点。

本设计来源于在企业学习生活当中的深刻感受，天气开始炎热的时候，人们都会开着电扇入睡，但是往往睡着了都会忘记去关，所以我们可以对电扇进行定时，到了一定时间，电扇就会自动停止工作。而且夏天的晚上总是很容易着凉，所以睡觉的时候就可以根据自己的身体情况改变风速，可以改成阵风或者连续风。所以该作品是为解决此问题而设计的AT89C51单片机风扇控制器。

二、研究目标与主要内容

研究目标：本课题主要是设计一套智能电风扇控制系统，该系统设计以AT89S51单片机为核心控制器，通过DS18B20温度传感器对室内环境温度进行数据采集，单片机对采集到的温度信号进行处理并输出一定占空比的PWM，电风扇随温度变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大；温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可

以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭；当温度高于此温度时电风扇又将重新启动。

主要内容（含论文提纲）：

1 引言

1.1 研究背景

1.2 研究内容

2 系统总体设计

2.1总体设计

2.1.1系统实现的功能

2.1.2方案的选择与比较

2.1.3系统整体结构布局

2.2 单片机最小系统电路

2.3 显示电路设计

2.4电机电路设计

2.5按键控制电路设计

2.6 DS18B20温度采集电路

3 软件设计

3.1主程序设计

3.2 DS18B20程序设计

3.3扫描按键子程序设计

3.4 LCD显示子程序

3.5 PWM产生子程序

4 仿真、调试以及出现的问题

4.1 PROTUES介绍

4.2软件调试

5 总结

参考文献

致谢

附录

三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等

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研究方法、研究手段：

1、用PROTEUS软件设计系统的硬件电路，主要包括单片机最小系统、温度采集电路、液晶显示电路、独立式按键电路和电机驱动电路。

2、用KEIL软件完成单片机AT89S51的核心控制程序的开发，主要包括温度信号的采集与处理、液晶显示、按键识别与处理以及PWM产生程序。

3、软件程序编写可采用汇编语言或C语言。

4、对系统硬件和软件进行联机调试与功能完善。

四、参考文献

[1] 李家墅, 戴义保.温控智能电风扇系统的设计.南京：东南大学自动控制学院，2008.

[2] 张大波. 嵌入式系统原理、设计与应用[M ]. 机械工业出版社, 2005.

[3] 丁建军，陈定方，周国柱. 基于AT 89C51 的智能电风扇控制系统.武汉：湖北工学院机械工程系武汉理工大学智能制造与控制研究所，2003.

[4] 李昔华，王延川. 电风扇智能控制模块的设计.重庆：渝州大学计算机中心, 重庆建筑高专建安系，2000.

[5] 李庆梅. 基于AT89C51 的智能电风扇调速器的设计.湖南：湖南铁道职业技术学院，2008.

[6] 李学龙.使用单片机控制的智能遥控电风扇控制器.电子制作.2003.

[7] 辛大志. 家用电风扇的智能控制.辽宁：辽宁师专学报出版社.2008.

[8] 贾智平,张瑞华. 嵌入式系统原理与接口技术[M ]. 北京:清华大学出版社, 2005.

[9] Hanrahan, David. Intelligent Controller Adds 'Smarts' To Basic Fan For Quiet, Effective Cooling. (cover story). Electronic Design.2001.

[10] William J.Harver,Lisle. method and appapatus for fan control to achieve enhanced cooling. Filed:Mar.28,1991

五、研究的整体方案与工作进度安排

1. 分析设计任务、进行资料收集：利用单片机对控制继电器从而控制电机转动。关键是单片机对继电器在时间上的控制。

2. 初步方案的选定：以单片机51系列单片机为核心，继电器和电机组成风扇动力系统，数码管做显示。形成原理结构框图。

3. 原理设计、元器件选择：进行详细的电路原理图设计，进行软件仿真。选定元器件：AT89C51、继电器、4位数码管

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4. 硬件设计（SCH、PCB）：利用PROTEL 99对电路原理图进行规范和完善，并完成PCB的制作。

5. 软件设计（仿真、流程图、源程序）：在仿真软件PROTEUS中画出电路图，再画出流程图，用汇编语言编制源程序并在仿真电路中进行仿真调试直至成功。

6. 安装调试：线路安装，功能调试，方案修整完善以达到设计要求。

7. 完成报告：整理材料，完成毕业设计论文。

工作进度安排：

2010.11.10～2010.11.30 资料收集、文献查阅、并进行方案设计与选择

2010.12.01～2011.1.10 完成外文资料翻译、文献综述、开题报告

2011.1.11～2011.02.21 系统设计与硬件电路图设计

2011.02.22～2011.03.15 系统主程序设计与温度采集程序设计

2011.03.16～2011.04.01 电机控制程序设计

2011.04.02～2011.04.23 系统联机调试与性能完善

2011.01.11～2011.04.20 撰写论文初稿

2011.04.21～2011.05.10 论文修改定稿，完成其他相关文档

2011.05.10～2011.05.20 毕业答辩及其相关材料的完成

六、研究的预期目标及主要特点及创新点

预期目标：完成智能电风扇仿真，程序编写，编写毕业论文。

特点及创新点：本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。

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