“开拓杯”参赛作品_基于STC89C58RD+单片机的智能温控风扇.docVIP

目 录 摘要 .3 一、设计要求与方案论证 ..4 1.1设计任务和任务要求. ……………………………………………….4 1.2系统方案选择和论证………………………………………………….4 二、系统硬件设计和实现 6 2.1系统总体设计 6 2.1.1 系统总体设计框图 6 2.2系统各模块作用 7 2.2.1 STC89C52单片机 7 2.2.2 1602液晶显示屏模块 8 2.2.3 DS18B20温度传感器模块 8 2.2.4 ULN2003AN驱动模块…………………………………..…………..9 2.2.5电源模块 .9 2.2.6报警电路模块..........................................10 2.3 程序的设计 10 2.3.1控制算法设计与实现 10 2.3.2 PID算法程序流程图 12 三、 系统测试 12 3.1测试内容 12 3.1.1电源电路测试 .12 3.1.2最小系统和1602液晶电路测试 .13 3.1.3 ULN2003AN驱动测试…………………………………………..13 3.1.4 DS18B20温度感器测传试…………………………….13 3.2测试步骤 13 3.2.1仿真 13 3.2.2实际测试 13 3.3 测试记录 13 3.3.1电源输出电压 14 3.3.2 ULN2003AN驱动输出电压(理论) 14 四、设计总结和心得 15 参考文献……………………………………………….16 附录一：芯片管脚 17 附录二：程序清单 21 摘 要 智能温控风扇是基于51单片机设计而成的，通过DS18B20温度传感器对温度进行采集，并通过1602液晶屏显示，当温度超过35度时,PWM通过改变占空比来驱动ULN2003AN，从而使风扇转动，从而达到温度降低的效果，当温度传感器检测到温度低于35度的时侯，风扇自动停止运转，此时随着风扇的停止，温度又开始上升，但当系统检测到温度超过35度时，风扇又自动运转，如此反复使最终温度趋于35度左右，从而达到智能温控的效果。若温度超过40度时，系统自动报警。 关键字： PWM；DS18B20温度传感器 ；1602液晶显示屏； STC89C52单片机；ULN2003AN驱动 ；40度报警器 一. 设计要求与方案论证 1.1设计任务和任务要求 设计并制作一个 智能温控风扇 ，要求如下： 1、温度超过35度时风扇自动运转，当温度降到35度以下时，风扇自动停止运转，当温度又开始上升超过35度时，风扇又自动运转，如此反复使温度最终趋于35度左右。 2、液晶屏上能显示检测到的温度以及相应的占空比。 3、当温度超过40度时，系统自动报警。 1.2 系统方案选择和论证 根据设计要求，选择设计一个基于51单片机实现智能温控风扇的装置，控制部分由单片机实现，采用1602液晶显示屏显示温度和占空比。使用ULN2003AN驱动来驱动风扇的转动，温度传感器的方案选择如下。 方案一DS18B20温度传感器 优点： （1）DS18xx系列温度传感器是数字式温度传感器，相对于传统温度传感器精度高、稳定性好、电路简单、控制方便。 （2）应用中不需要外部任何元器件即可实现测温电路。 （3）测温范围-55~+125℃，最大精度0.0625℃。 （4）只通过一条数据线即可实现通信。 （5）每个DS1820器件上都有独一无二的序列号，所以一条数据线上可以挂接很多该传感器。 （6）内部有温度上、下限告警功能。 缺点： （1）编程复杂 （2）转换速度慢 方案二AD590温度传感器 优点：AD590好处是速度快，编程简单。 缺点：需要和高精度ADC配合使用才能得到数据，需要校准，电路复杂，成本高，需要模拟转数字电路 ，精确度低，对线阻有要求 。 总的来说DS18B20的优点都是在弥补AD590的缺点的，所以选择方案一。 二.系统硬件设计和实现 2.1系统总体设计 2.1.1 系统总体设计框图 1602液晶显示屏模块 STC89C52单片机模块 DS18B20温度传感器模块 ULN2003AN驱动模块 报警电路模块 风扇模块 通过DS18B20温度传感器对温度进行采集，并通过1602液晶屏显示，当温度超过35度时，CPU通过ULN2003AN来驱动风扇转动，从而达到温度降低的效果，当温度传感器检测到温度低于35度的时侯，1602显示上占空比逐渐下降，最终趋于0，风扇自动停止运转，此时随着风扇的停止，温度又开始上升，但当系统检测到温度超过35度时，风扇又自动运转，同时1602上显示的占空比也在上升，使风扇转速加快，从而缩短降温的时间。如此反复使最终温度