文档介绍：I 智能电风扇的设计学院专业班级学生姓名指导教师 II 引言随着人们生活水平及科技水平的不断提高,现在家用电器在款式、功能等方面日益求精,并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之处。电风扇作为家用电器的一种,同样存在类似的问题。现在电风扇的现状:大部分只有手动调速,再加上一个定时器,功能单一。存在的隐患或不足:比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇,浪费电且不说还容易引发火灾,长时间工作还容易损坏电器。再比如说前半夜温度高电风扇调的风速较高, 但到了后半夜气温下降,风速不会随着气温变化,容易着凉。之所以会产生这些隐患的根本原因是:缺乏对环境的检测。如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能,当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇;当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇,这样一来就避免了上述的不足。本次设计就是围绕这两点对现有电风扇进行改进。 1 AT89C51 单片机控制中心,主要通过提取热释电红外传感器感应到的人体红外线信息和温度传感器 DS18B20 得到的温度以及内部定时器设定时间长短来控制电风扇的开关及转速的变化。功能描述:电风扇工作在四种状态:手动调速状态、自动调速状态、定时状态、停止状态。手动状态时可以手动调节速度;自动状态时通过温度高低自动调节速度,如果出现手动现象则变为手动状态;定时状态时可以调节定时时间,并设定是否启动定时,之后可以手动退出,也可以在不操作 6秒后自动退出进入手动状态;停止状态时可以被唤醒并进入自动状态。当没有检测到人体存在超过 3分钟或定时完毕时进入停止状态。在数码管显示方面,当没有定时时,只显示气温,当定时启动时气温和定时剩余时间以 3秒的速度交替显示。系统方框图如下图所示,主要包括:输入、控制、输出三大部分 8个功能模块。图 1-1 系统方框图键盘输入热释电红外传感器温度传感器( DS18B20 ) AT89C51 数码管发光二极管蜂鸣器继电器 2 键盘输入电路由于设计中用到的按键数目不多,所以可以直接用 AT89C51 的通用 IO端口且选用 AT89C51 的 P1 口(内部有上拉电阻)作为键盘接口。对于按键只需一端接地另一端接 P1口即可。见下图(2-1) : 图 2-1 热释电红外传感器模块 热释电红外线传感器原理简介人体辐射的红外线中心波长为 9~10um , 而探测元件的波长灵敏度在 ~20um 范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为 7~10um ,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极,如图 2 所示。在环境温度有ΔT 的变化时,由于有热释电效应,在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。 热释电红外线传感器应用热释电红外线传感器有三个端口,如图 2-2 所示:一个接电源、一个接地、一个信号端口,当有人进入其检测区域时,信号端口便产生一个电平跳变,并维持数秒钟,我们就是利用这个跳变来判断是否有人在这个检测区域。图 2-2 AN1 VCC Vcc 1 SIG 2 GND 3 红外线传感器3 温度传感器 温度传感器 DS18B20 简介新型数字温度传感器 DS18B20 具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线,在实际应用中取得了良好的测温效果。 DS18B20 的主要特性: ( 1 )独特的单线接口方式, DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。(2)测温温范围- 55℃~+ 125 ℃( 3)最高分辨率为 ℃。 DS18B20 的一般操作过程(1)、初始化; (2)、跳过 ROM (命令: CCH ); (3)、温度变换(命令: 44H ); (4) 、读暂存存储器(命令: BEH ); 注:每次读取温度都要经过上面四个过程。 DS18B20 的温度存储方式即温度计算 DS18B20 是用 12位存储温度,最高位为符号位,下图为它的温度存储方式: 2^3 2^2 2^1 2^0 2^-1 2^-2 2^-3 2^-4 LSBYTE Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 SSSSS 2^6 2^5 2^4 MSBYTE Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 表 2-