论文总字数：40650字

摘 要

随着当今世界科学技术与控制技术的快速发展，人们越来越注重个人的生活质量，智能家居开始受到越来越多的人的喜爱。其中电风扇作为人们的最基本的家用电器也应该步入智能家居的行列。

本次设计主要是针对传统式电风扇控制系统进行智能化改造。本次研究主要围绕元器件选型、硬件电路设计、软件程序设计以及系统测试及完成这四部分进行工作的。该系统选用了单片机STC89C52作为此次智能化改造的核心器件，可以根据DS18B20检测出来的温度自动调节风速的大小，能够通过红外遥控器进行远程遥控，实现电风扇的开启、关闭以及调速。同时，在该系统中添加了LCD1602液晶显示模块和LED指示灯显示模块，显示实时的环境温度和风速档位信息。在本次系统设计中，对于风扇的转速的控制主要通过改变PWM的占空比实现的。经过实践，该系统能够正常运转，其具有体积小、智能化等特点。

关键字：单片机；温度控制；智能化；远程遥控风扇

Design of Intelligent Fan Control System

Abstract

With the rapid development of science and technology, people prefer to have a higher quality of life, and then smart home has gradually entered thousands of households. Among them, electric fans, as the most basic household appliances, should also enter the ranks of smart home.

This design is mainly about the intelligent fan control system design. This research mainly focuses on the four parts of component selection, hardware circuit design, software program design and system testing. The system selects the single-chip STC89C52 as the core device of this intelligent transformation. It can automatically adjust the wind speed according to the temperature detected by the DS18B20. It can remotely control the electric fan through the infrared remote control to realize the opening, closing and speed regulation of the electric fan. At the same time, the LCD1602 liquid crystal display module and LED indicator display module are added to the system to display real-time ambient temperature and wind speed gear position information. In this system design, the control of the fan speed is mainly achieved by changing the duty cycle of the PWM. Through practice, the system can operate normally, and it has the characteristics of small size and intelligence.

Keywords: Single-chip; Temperature control; Intellectualization; Remote control electric fans

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 研究现状 2

1.2.1 多功能智能语音电风扇 2

1.2.2 车载智能风扇系统 2

1.2.3 基于STM32的无叶风扇控制器设计 2

1.3 论文的主要内容和结构安排 3

1.4 本章小结 4

第二章 总体方案设计 5

2.1 系统主要功能 5

2.2 系统各功能模块介绍 5

2.2.1 单片机主控制器模块 5

2.2.2 温度检测模块 6

2.2.3 液晶显示模块 7

2.2.4 红外遥控模块 8

2.2.5 LED指示灯模块 8

2.2.6 直流风扇模块 9

2.2.7 按键模块 9

2.3 本章小结 9

第三章 硬件电路设计 10

3.1 硬件电路的总体设计 10

3.2 各模块硬件电路设计 11

3.2.1 STC89C52单片机 11

3.2.2 DS18B20温度传感器电路 14

3.2.3 独立按键电路 17

3.2.4 1602液晶显示电路 18

3.2.5 指示灯显示电路 20

3.2.6 5V直流电风扇接口电路 21

3.2.7 红外遥控接收器模块 21

3.2.8 红外遥控发射器模块 22

3.3 本章小结 23

第四章 软件程序设计 25

4.1 系统流程图 25

4.2 软件程序整体设计 26

4.3 各软件程序子流程流程介绍 27

4.3.1 DS18B20温度采集程序 27

4.3.2 1602液晶显示程序 30

4.3.3 LED灯指示程序 31

4.3.4 红外键值解码程序 31

4.3.5 独立按键扫描程序 32

4.3.6 5V直流风扇调速程序 33

4.4 本章小结 33

第五章 智能风扇系统成果展示 34

5.1 软件介绍 34

5.2 成品展示 34

5.2.1 元件清单 34

5.2.2 成品展示 35

5.3 本章小结 44

第六章 总结与展望 45

参考文献 47

致 谢 49

附录一 硬件原理图 50

附录二 软件程序源代码 52

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

在上个世纪，电风扇曾盛极一时，是当时结婚必备的“三大件”之一。但随着科学技术的不断发展，智能家居的兴起，尤其是在空调市场的冲击下，电风扇市场呈现着衰败的现象。因此，电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此。根据有关报道，截止2018年8月份，中国电风扇市场在经历了连续多年的萎靡之后，终于迎来了复苏。据中怡康推总数据，2018年上半年，电风扇的市场销售额达到65.1亿元，同比增长了14.2%。根据中怡康检测数据，以落地扇为例，2018年上半年线上产品智能化的渗透率仅为3.6%，这一数据说明了两点情况。第一点：传统电风扇正在逐渐转型为智能化，正朝着智能家居的方向努力；第二点：智能电风扇的占比并没有达到预期，主要原因智能化产品的功能设计对于用户没有足够的吸引力。因此电风扇的潜力仍需进一步挖掘。

单片机因为其体积小、控制功能强、集成度高、性价比高等特点被广泛应用于各大小领域。因为有单片机的加入，使得以前仅凭借硬件搭建的控制电路转变为数字电路和软件程序相结合。这一转变既使得电路设计变得简单，也能够实现复杂的控制算法，进而使得人们的生活变得更加便捷^[1]。在日常生活中，单片机已经被广泛运用到家电领域，在生活中可以接触到很多智能家电，比如：智能空调、智能照明系统等。但是，很明显，平时很少听到智能电风扇这一类名词。目前市面上的电风扇大多数都是凭借单纯的硬件搭建的电路实现控制的，仅通过单一IC芯片进行控制，功能单一，用户体验效果差。这使得很多家庭放弃使用电风扇，都选择购买空调。但是凡事有利也有弊，空调效果虽好，但是它的弊端也很明显。尤其对于那些有老人、有小孩儿的家庭来讲，空调并不适用，电风扇才是最佳选择。因此，对于电风扇的智能化改造，是必须进行的，加入先进的算法控制，使得电风扇变得更加智能化，使得用户体验到科学技术给生活带来的便捷。因此，智能电风扇控制系统设计具有非常重要的应用价值和研究意义的。

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