基于51单片机的温控风扇设计开题报告

2022-01-13 21:47:21

全文总字数：3667字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

1.论述温度控制技术的研究背景与实际使用的意义，论述在本文中针对风扇的温度控制技术的实现目标与设计内容；分析并选择温度传感器、控制核心、显示电路、调速方式，并且对所使用的电子元件进行特性介绍，以及设计连接后所设计的独立按键电路、数码管连接电路、温度采集电路、风扇电机驱动调速电路利用proteus软件建立工程，连接原理图，编译程序，然后仿真实现在不同预设温度的条件下，环境温度对于风扇转速的影响，分析并消除误差；进一步整理和完善计算程序和仿真结果，在对比分析数据的基础上，综合研究不同控制方式、不同运行方案等情况下，温度对于风扇电机转速的影响，给出有效结论并完成论文撰写。

2.一切生产力的发展都是为了造福人类，提升生活水平。在天气炎热时，使用电风扇是我们通常的降温措施。比起空调来说，虽然制冷效果与舒适度不如空调，但是由于经济以及健康原因，很多家庭都选择了风扇，但是风扇相较于空调的温度控制功能未免显得过于落后，如果能够让风扇受室内温度控制，那就再好不过了。尤其是春夏，夏秋之交，白天需要风扇，而夜晚一直使用风扇可能引起感冒等，但是单纯的将风扇定时关闭，如果温度上升，也会热醒。从自动化角度来说，我们选择采用温度控制风扇，在温度上升到一定程度时，风扇打开，温度降低到某一值时，风扇关闭。两个温度值，可以是用户预先设定的温度值，也可以感应人体温度来控制风扇。从智能化方面来说，还可以更加细分这两个温度值的区间，比如我们设置风扇在26摄氏度时开启，那么可以在26-28摄氏度时控制风扇转速为12r/s，28-30摄氏度时转速控制为18r/s，通过类比，实现了针对不同温度的风扇转速控制，这可以带来更好的yo8nghu体验。同时，在精度方面，使用精准度高的温度测量元件，达到精准控制效果。

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2. 研究的基本内容

1）综合归纳并论述温度控制系统的硬件理论和使用方法

1.1掌握STC89C51单片机的主要特性、管脚特征、振荡器特性、程序存储器写入方式，掌握通过ISP烧写程序方式，掌握在KEIL中编写程序。

1.2学习并充分掌握DS18B20数字式温度传感器的特性、上电方式、与单片机的连接引脚顺序；1.3学习并充分掌握达林顿反向驱动器ULN2803的构成，上电方式，驱动原理；2）研究系统中电路特点与功能

2.1学习并掌握PWM脉宽调速的原理、优点；

2.2学习四位一体数码管的连接方式与工作条件；3）针对所使用的单片机，学习相关软件3.1 学习单片机烧写软件ISP的使用方法；

3.2 使用KEIL软件编写并调试程序；

3.3 利用proteus软件，绘制原理图并布线，按照不同条件仿真，降低误差。

4）总结仿真的结果与不足，提出进行进一步研究的方向、重点给出提高温度控制稳定性的一系列建议。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

本系统由单片机最小系统、LED数码管模块、传感器模块、电源模块组成。

1、单片机最小系统用于使单片机正常工作；

2、LED 模块用于显示实时温度值；

3、传感器模块用于实时检测室内温度；

4、电源模块为系统各个模块提供工作电源；

1）2月25日—3月5日:文献资料查阅与调研，构思课题和开题报告内容；着手翻译英文文献。

2）3月5日—3月31日:掌握STC89C51单片机的主要特性、管脚特征、振荡器特性、程序存储器写入方式，掌握通过ISP烧写程序方式，掌握在KEIL中编写程序。

3）4月1日—4月10日:学习并充分掌握DS18B20数字式温度传感器的特性、上电方式、与单片机的连接引脚顺序；学习并充分掌握达林顿反向驱动器ULN2803的构成，上电方式，驱动原理；学习并掌握PWM脉宽调速的原理、优点

4）4月11日—5月10日：利用proteus软件，绘制原理图并布线，按照不同条件仿真，在降低误差与排除误操作的情况下，验证设想是否达到预期目标，并给出关于设计可行性的结论。

5）5月10日—6月1日：整理文档和计算程序及数据与仿真结果，撰写毕业论文并修改，准备答辩。

预期效果：

1、温度检测电路实时检测室温；

2、室内温度低于起动温度时风扇不转；

3、室内温度高于起动温度时在一定温度区间内分五档转速转动。

4. 参考文献

1] 李中秋.温湿度记录仪比对常见问题剖析[n].医药经济报,2012-12-26（002）:1.

[2] 赵开理.基于单片机设计直流电机控制系统[d].南京:南京邮电大学,2017-05-09:33.

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