AT89C51单片机智能风扇--2012毕业论文.doc

 PAGE I 摘要 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，并朝着自动化、智能化、环保化、和人性化等方向发展。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和手动开启、关闭风扇，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，当我们拍一下手就能开启和关闭风扇；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???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三点对现有电风扇进行改进。  PAGE 25 1.总体方案设计及功能描述 本设计是以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得到的温度以及周围发出的声音和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：红外扫描和声控状态、温控转速状态、自动停止状态、普通风扇状态。 （1）红外扫描和声控状态，当红外扫描到有人到来时，输出高电平使继电器吸合；此时拍一下手就能启动风扇，接着再次拍一下手就能关闭风扇；从而实现了人们无需通过接触实物开关就能实施对风扇控制的功能。语音控制的电风扇技术，是目前比较前沿的语音识别控制技术在家电方面的应用。电风扇是一种比较普及的家电，它与语音识别技术相结合，实现了语音控制，这种功能对于残疾人特别有意义，方便了残疾人的使用。语音识别技术还可以应用于其他家电方面，例如：语音控制遥控器，语音控制电冰箱，语音控制小车等等。从目前应用来看，以后语音控制将有更大的发展前景。 （2）温控转速状态，根据室内温度来自动调节风扇的转速，当温度降低转速也降低甚至关闭风扇，这样可以防止昼夜温差大让人感冒！ （3）自动停止状态，。当我们离开房间而忘记关闭风扇时，风扇延时一段时间能够自动关闭，进而实现人走风扇关和节约电能的功能！ （4）普通风扇状态，当我们不想开启声控和红外扫描时，也可以关掉它们，从而实现普通风扇的功能，并具有定时和倒计时的功能，还可以显示当前的温度和湿度。 2.方案比较与论证 2.1 温度传感器的选择 在本设计中，温度传感器的选择有以下两种方案： 方案一：采用热敏电阻作为检测温度的核心元件，并通过运算放大器放大，由于热敏电阻会随温度变化而变化，进而产生输出电压变化的微弱电压变化信号，再经模数转换芯片ADC0809将微弱电压变化信号转化为数字信号输入单片机处理。 方案二：采用数字式的集成温度传感器DS18B20作为温度检测的核心元件，由其检测并直接输出数字温度信号给单片机进行处理。 对于方案一，采用热敏电阻作为温度检测元件，有价格便宜，元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不太敏感，在信号采集、放大以及转换的过程中还会产生失真和误差，并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性，其自身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路来修正，但这不仅将使电路变得更加复杂，而且在人体所处环境温度变化过程中难以检测到小的温度变化。故该方案不适合本系统。 对于方案二，由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大转化等电路的误差因数，温度误差变得很小，并且由于其检测温度的原理与热敏电阻检测的原理有着本质的不同，使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转化成数字量直接输出，简化了系统程序设计，又由于该温度传感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变得非常简洁，抗干扰能力强，因此该方案适用于本系统。 2.2 控制核心的选择 在本设计中采用STC89C52单片机作为控制核心，通过软件编程的方法进行温度检测和判断，并在其I/O口输出控制信号。STC89C52单片机工作电压低，性能高，片内含8k字节的只读程序存储器ROM和256字节的随机数据存储器RAM，它兼容标准的MCS-51指令系统，单片价格也不贵，适合本设计系统。 1.3.3 温度显示器件的选择 方案一：应用动态扫描的方式，采用LED共阴极数码管显示温度。 方案二：采用LCD液晶显示屏显示温度。 对于方案一，该方案成本很低，显示温度明确醒目，即使在黑暗空间也能清楚看见，功耗极低，但不足的地方是它采用动态扫描的显示方式，各个LED数码管是逐个点亮的，因此会产生闪烁，但由于人眼的视觉暂留时间为20MS，故当数码管扫描周期小于这个时间时人眼不会感觉到闪烁，因此描频率设置得当才