智能电风扇创新设计说明书分析
航空制造工程学院
创新能力综合训练
研究报告
题目：智能电风扇设计
所属课题：智能电风扇系统硬件设计学院：
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二O一三年十一月
智能电风扇系统硬件设计研究
学生姓名：班级：
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摘要：采用单片机作为控制器，基于单片机最小系统下利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，同时还利用风速传感器WFS-1采集室内空气流速，并根据采集到的温度和WFS-1输出的电压信号与系统设定的温度和风速值的比较实现风扇电机的自动启动和停止，并能根温度和室内空气流速的变化自动改变风扇电机的转速，用LCD显示检测到的温度、风速。研究了相关芯片如AT89C51、8255、AD0808等的功能、接线方式以及工作方式，同时，还研究了相关元件如DS18B20、LCD 等接口功能等，结果表明，通过Proteus硬件仿真软件的仿真可是在LCD上观察到两传感器对环境温度和风速的及时连续的稳定显示。
关键词:单片机、DS18B20、WFS-1、风扇、温控、风控
主要创新点
基于单片机最小系统下控制电风扇，利用温度传感器DS18B20和风速传感器WFS-1对室内温度、风速等进行检测，从而根据其检测信号对电风扇工作状态进行改变，达到使人体最舒适的工作状态，同时用LCD显示检测到的温度、风速。从而实现更人性化、智能化的控制。
目录
1 引言 (4)
2 研究方法 (5)
3 研究结果及分析 (6)
3.1 系统整体设计. (6)
3.2 温度模块硬件设计 (6)
3.2.1、DS18B20数字温度传感器简介 (6)
1、DS18B20的外形和内部结构 (6)
2、DS18B20的主要特性 (7)
3.2.2、温度传感器的接线方式 (8)
3.2.3、基于Proteus温度模块仿真 (9)
3.3风速模块硬件设计 (10)
3.3.1、风速传感器WFS-1简介 (11)
1.WFS-1型风速传感器的主要技术参数 (12)
2.安装使用 (12)
3.注意事项 (12)
3.3.2、风速传感器的接线方式 (13)
3.3.3、基于Proteus风速模块仿真 (14)
4 结论 (16)
5 参考文献 (17)
6指导教师评语和成绩评定 (18)
1 引言
在现代社会中，风扇被广泛的应用，发挥着举足轻重的作用，如夏天人们用的散热风扇、工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能CPU风扇等。而随着温度控制技术的发展，为了降低风扇运转时的噪音以及节省能源等，温控风扇越来越受到重视并被广泛的应用。在现阶段，温控风扇的设计已经有了一定的成效，可以使风扇根据环境温度的变化进行自动无级调速，当温度升高到一定时能自动启动风扇，当温度降到一定时能自动停止风扇的转动，实现智能控制。
随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制的温度控制系统也应运而生，如基于单片机的温控风扇系统。它使风扇根据环境温度的变化实现自动启停，使风扇转速随着环境温度的变化而变化，实现了风扇的智能控制。它的设计为现代社会人们的生活以及生产带来了诸多便利，在提高人们的生活质量、生产效率的同时还能节省风扇运转所需的能量。
本文采用单片机作为控制器，利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，同时还利用风速传感器WFS-1采集室内空气流速，并根据WFS-1输出的电压信号和采集到的温度与系统设定的温度和风速的比较实现风扇电机的自动启动和停止，并能根温度和室内空气流速的变化自动改变风扇电机的转速，用LCD显示检测到的温度、风速。
2 研究方法
在传统电风扇结构和控制的基础上，加入单片机控制，采用遥控器控制风扇的启动/停止，再加入温度控制环节和风速控制环节，实现房间的风速和人体舒适性的自动调节。整体工作情况是：
1）用按键设定风速，温度，定时启动和定时时间等信息;
2）启动风扇工作；
3）风速、温度传感器实时检测房间的温度和风速信息；
4）单片机控制根据设定信息和检测信息，控制电机转速，实现自动、智能化、更舒适的控制。
电机驱动流程图
3 研究结果及分析
3.1 系统整体设计
系统结构框图
3.2 温度模块硬件设计
3.2.1、DS18B20数字温度传感器简介
1、DS18B20的外形和内部结构
DS18B20内部结构主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
（2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S 为符号位。
2、DS18B20的主要特性
（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电
（2）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
（3）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
( 4 ) DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。
( 5 ) DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表
温度值/℃数字输出（二进制）数字输出（十六进制） +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H
+25.625℃ 0000 0001 1001 0001 0191H
+10.125℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5℃ 0000 0000 0000 1000 0008H
0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H
-0.5℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H
-10.125℃ 1111 1111 0110 1110 FF5EH
-25.625℃ 1111 1111 0110 1111 FF6FH
-55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H
上表是DS18B20温度采集转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于或等于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。
温度转换计算方法举例：
例如：当DS18B20采集到+85℃的实际温度后，输出为0550H，则：
实际温度=0550H╳0.0625=1360╳0.0625=85℃。
例如：当DS18B20采集到-55℃的实际温度后，输出为FC90H，则应先将11位数据位取反加1得370H（符号位不变，也不作为计算），则：
实际温度=370H╳0.0625=880╳0.0625=55℃。
3.2.2、温度传感器的接线方式
DS18B20数字温度传感器通过其内部计数时钟周期来的作用，实现了特有的温度测量功能。低温系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数，计数器预先置有与-55℃相对应的一个基权值。如果计数器计数到0时，高温度系数振荡周期还未结束，则表示测量的温度值高于-55℃，被预置在-55℃的温度寄存器中的值就增加1℃，然后这个过程不断重复，直到高温度系数振荡周期结束为止。此时温度寄存器中的值即为被测温度值，这个值以16位二进制形式存放在存储器中，通过主机发送存储器读命令可读出此温
度值，读取时低位在前，高位在后，依次进行。由于温度振荡器的抛物线特性的影响，其内用斜率累加器进行补偿。
DS18B20在使用时，一般都采用单片机来实现数据采集。只须将DS18B20
信号线与单片机1位I/O线相连，且单片机的1位I/O线可挂接多个DS18B20，就可实现单点或多点温度检测。在本设计中将DS18B20接在P1.0口实现温度的采集。其与单片机的连接如下图
温度传感器接线图
3.2.3、基于Proteus温度模块仿真
首先启动Proteus软件并建立一工程，然后根据原理图调出相应的原件，再根据要求改变各原件的属性并把各个原件按原理图连接起来。在原理图绘制连接好后再把编译好的程序加载到其中，并进行仿真。
温度模块仿真效果图 通过以上仿真可以看出，当温度传感器DS18B20采集到温度信号能及时的、
准确无误的通过LCD 显示出来，可知温度模块硬件设计正确。当然温度传感器
上显示的温度由于软件中元件的缺陷只能整数改变，小数位总是0，而现实生
活中的温度不可能总为整数。
3.3风速模块硬件设计
3.3.1、风速传感器WFS-1简介
WFS-1风速传感器的风杯由高耐候性、高强度工程塑料制造，传感器壳体使用ABS工程塑料成形，上下壳体由橡胶Ｏ型圈密封。内部电路均经过喷涂三防漆处理，整个传感器具有很好的耐恶劣环境的适应性。风速传感器输出为频率信号。
工作原理：风速传感器的感应元件是三杯风组件，由三
个风杯和杯架组成。转换器为多齿转杯和狭缝光耦。当
风杯受水平风力作用而旋转时，通过活轴转杯在狭缝光
耦中的转动，输出频率的信号。
1.WFS-1型风速传感器的主要技术参数
1、测量范围： 1.0～60m/s
2、准确度：<30m/s±(0.5+0.05v) ≥30m/s±5%
3、分辨率：0.1m/s
4、起动风速：<0.7m/s 实物图片
5、工作环境：－30℃～+60℃
6、底座安装内孔：Ø68
WFS-1型风速传感器的输出方式：
0-5V输出（型号为WFS-1-3）
特点：量程大、线性好、抗雷击能力强、观测方便、稳定
可靠等优点。
2.安装使用风杯底座安装孔
1、风速传感器应垂直的安装在相距1米以上的横臂上。
2、传感器壳体下部直径为Φ40，120o均匀分有三个M5的螺纹为安装部位。
3、测风传感器应每年给轴承注油一次，注油时应拆下风速架或风向帽，将仪表油从传感器的上轴承处注入。
4、传感器风速帽上不动的制动螺钉均用软质密封胶密封，不要随便拆卸，拆卸后再装配时最好重新涂上胶密封。
5、传感器电线插头必须按说明书图接线。
6、风向传感器从包装箱内取出后组装，注意点是：风标杆沿箭头方向插入;风向标前后重量应调平衡、前后两翼板应与旋转轴线在同一平面内;指北杆与指北线应在同一方向。
7、传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架组成。组装时传感器应分别先连接各自的插件、再套装在支架套筒上，旋紧螺钉。
8、传感器工作电压通常为直流5伏，由于内装防雷器件，实际工作电压不得高于6伏。
3.注意事项
两个禁止：
1、禁止在可燃性气体环境中使用风速传感器。
2、禁止将风速传感器探头置于可燃性气体中。
七个不要：
1、不要拆卸或改装风速传感器;
2、不要将探头和风速计本体暴露在雨中;
3、不要触摸探头内部传感器部位;
4、不要将风速计放置在高温、高湿、多尘和阳光直射的地方;
5、不要用挥发性液体来擦拭风速传感器;
6、不要摔落或重压风速传感器;
7、不要在风速计带电的情况下触摸探头的传感器部位。
三个务必：
1.务必按照使用说明书的要求正确使用风速传感器;在使用中，如遇风速传感器散发出异常气味、声音或冒烟，或有液体流入风速计内部。
2.务必立即关机取出电池;风速传感器长期不使用时。
3.务必取出内部的电池。
附表：
风力等级表
3.3.2、风速传感器的接线方式
在单片机最小系统下通过扩展芯片8255来连接WFS-1，但由于Proteus软件中没有这一元器件，故根据风速传感器的输出信号为（0～5)V的电压信号，从而采用一回路中滑动变阻器的某部分电阻电压值代替，通过滑动滑动变阻器来改变输出电压，模仿风速传感器采集到的风速发生变化时输出电压信号的变化过程。
由于风速传感器输出的电压信号是模拟信号要经过 A/D转换器转换成数字信号，再传输给芯片AT89C51处理后，通过LCD显示此时风速值。
风速传感器接线图
3.3.3、基于Proteus风速模块仿真
在Proteus软件把各个所需原件按原理图连接起来。在原理图绘制连接好后再把编译好的程序加载到其中，并进行仿真。
当把风速传感器WFS-1的输出电压设置为4.9V时。点击开始按钮，系统开始仿真，待一段时间稳定后，观察到此时LCD显示的数值，如图下所示。
风速模块仿真效果图（1）
根据WFS-1-3型风速传感器的测量范围（1～60）m/s和输出电压信号为（0～5）V之间成线性关系的特性可得知测得风速与输出电压之间的函数关系式为：y=59/5x+1,可计算出当输出电压x=4.9V时，测得风速y=58.82m/s,对比LCD上显示的数值可知正确无误。
风速模块仿真效果图（2）
在上一步仿真的基础上(风速传感器的输出电压值为4.9V)，将风速传感器的输出电压值调整为 2.85V，观察LCD上显示的风速值为34.54m/s，经公式y=59/5x+1可计算出实际风速值为34.63m/s。
综上两次仿真可知风速模块的硬件设计电路图正确。
4 结论
本次设计的系统以单片机为控制核心，以温度传感器DS18B20和风速传感器WFS-1，检测环境温度和风速，实现了根据环境温度变化调节不同的风扇电机转速，在一定范围能能实现转速的连续调节，LCD能连续稳定的显示环境温度和风速。
本系统设计可推广到各种家电的控制系统中，实现家电的智能化。在生产生活中，本系统可用于简单的日常风扇的智能控制，为生活带来便利；在工业生产中，可以改变不同的输入信号，实现对不同信号输入控制电机的转速，进而实现生产自动化，如在电力系统中可以根据不同的负荷达到不同的电压信号，再由电压信号调节不同的发电机转速，进而调节发电量，实现电力系统的自动化调节。综上所述，该系统的设计和研究在社会生产和生活中具有重要地位。
5 参考文献
[1] Chen H B, Wang Y C. Stress Rate Integral Equations on Elastoplastieity [J]. Acta Mechanica
Sinica，1996, 12(1): 36-39.
[2] 张澜庭, 毛大立. 吴建生. 金属间化合物在工业中的应用[J]. 上海金属, 1999, 21(2):
11-14.
[3] 孙岩, 刘瑞岩, 张俊善, 等. NiAl基金属间化合物的研究进展[J]. 材料导报, 2003, 17(7):
10-13.
[4] 李虎田, 郭建亭, 叶恒强. NiAl及金属间化合物结构材料改善室温塑韧性及制备工艺的
研究进展[J]. 稀有金属材料与工程, 2006, 35(7): 1162-1166.
[5] 姜肃猛, 齐义辉. NiAl金属间化合物的制备技术[J]. 辽宁工学院学报, 2004, 24(5):
43-48.
[6] 陈国良, 林均品. 有序金属间化合物结构材料物理金属学基础[M]. 北京: 冶金工业出
版社, 1999.
ProE现代电风扇产品设计及制造
目录 第1章绪论 (3) 1.1三维造型设计的现状和发展 (3) 1.2常用三维造型软件介绍 (3) 1.3Pro/E软件的简介 (4) 1.4本文主要研究的内容 (4) 第2章现代电风扇产品设计与功能的发展 (5) 2.1设计的突破 (5) 2.2功能彰显人性 (5) 第3章 Pro/E设计落地电风扇的步骤 (6) 3.1设计思路 (6) 3.2 实体建模 (8) 3.2.1电风扇前盖的设计 (8) 3.2.2电风扇叶片的设计 (11) 3.2.3电风扇后盖的设计 (14) 3.2.4电风扇马达的设计 (15) 3.2.5电风扇底盘的设计 (18) 第4章电风扇的装配设计 (20) 4.1新建组件文件 (20) 4.2工件的装配过程 (20) 4.3生成装配爆炸图 (28)
（一）结束语 (29) （二）致谢 (29) （三）参考文献 (29)
第1章绪论 计算机辅助设计是一种将人和计算机的最佳特性结合起来以辅助进行产品的设计与分析的技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展成果而形成的一门新兴学科。它的产生和不断发展、对工业生产、工程设计和科学研究等领域的技术进步和发展产生了巨大影响。 1.1三维造型设计的现状和发展 经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。而三维CAD技术到目前为止共经历了5次大的技术革新，按顺序分别介绍如下： （1）三维线框系统 20世纪60年代，新出现的三维CAD系统是简单的线框式系统，只能表达基本的几何信息，而不能有效表达几何数据间的拓扑关系。 （2）曲面造型系统 法国达索飞机制造公司基于巴塞尔算法，在上世纪70年代开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA，从而标志着CAD技术突破了单纯模仿工程图纸三视图的模式，首次实现完整描述产品零件的主要信息，使得CAD技术有了实现基础。 （3）实体造型技术 实体造型技术带来了算法改进、未来发展和希望，同时也带来了数据计算量的极度膨胀。 （4）参数化技术 进入20世纪80年代中期，由于设计理念上的冲突，策划参数化技术的人员单独成立了参数化技术公司，开始研制名为PRO/ENGINEER的参数化软件，并一次实现了尺寸驱动零件设计修改。 （5）变量化技术 变量化技术既保持了参数化技术的原有优点，同量又克服了它的许多不足。他的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间的机遇。 从我国目前的应用现状看，以PRO/ENGINEER为首的参数化设计技术占据着主导地位，并且还在迅速膨胀，其发展势头犹如AUTOCAD刚刚进入中国时一样。随着变量化技术的逐步扩展和完善，预计在不远的将来会进入新的应用时期。 1.2常用三维造型软件介绍 三维软件技术经过几十多年的发展，每个时代都有当时流行的软件。现在，工作站的微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀的商业化软件。 （1）Unigraphics(UG) UG是Unigraphics Solutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数三维设计软件厂商所采用。 （2）SoliddWorks
智能电风扇控制器设计单片机课程设计
智能电风扇控制器设计单片机课程设计
智能电风扇控制器设计 单片机课程设计 设计题目：智能电风扇控制器设计
neuq 目录 序言 一、设计实验条件及任务 (2) 1.1、设计实验条件 1.2、设计任务 (2) 二、小直流电机调速控制系统的总体方案设计 (3) 2.1、系统总体设计 (3) 2.2、芯片选择 (3) 2.3、DAC0832芯片的主要性能指标 (3) 2.4、数字温度传感器DS18B20 (3) 三、系统硬件电路设计 (4) 3.1、AT89C52单片机最小系统 (5) 3.2、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计 (6) 3.3、显示电路与AT89C52单片机接口电路设计 (7) 3.4、显示电路与AT89C52单片机电路设计 (8) 四、系统软件流程设计 (7) 五、调试与测试结果分析 (8) 5.1、实验系统连线图 (8) 5.2、程序调试................................................,. (8) 5.3、实验结果分析 (8) 六、程序设计总结 (10) 七、参考文献............................................ (11) 附录 (12) 1、源程序代码 (12) 2、程序原理图 (23)
序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809 电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务 1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。 巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ①系统手动模式及自动模式工作状态切换。
智能电风扇开题报告
附件B： 毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义 随着电子制造业的不断发展，社会对生产率的要求越来越高，各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求。作为一种老式家电，电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品；但电风具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为成熟的家电行业的一员，在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，但老式电风扇功能简单，不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。 传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 2、国内外研究现状 电风扇在中国仍然具有很大的市场，所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经开始投入市场，目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，具有智能化控制系统的电风扇。 国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。“智能化电器”包含三个层次：智能化的电器元件，如智能化断路器、智能化接触器和智能化磁力启动器等，智能化开关柜和智能化供配电系统。智能化开关柜包含多台断路器，而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是：加强网络功能，最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。 新型的智能化电器元件的发展趋势：采用微处理器及可编程器件，大量功能“以软代硬”实现，并具有“现场”设计的能力。充分增加智能化电器元件的“柔
电风扇控制--数字电路课程设计报告
精心整理 家用电风扇控制逻辑电路设计 电子课程设计报告 题目名称：家用电风扇控制逻辑电路设计 姓名：邹秀兰 专业：通信工程 班级学号：08042104 同组人：曾令春 指导教师：韦芙芽 南昌航空大学信息工程学院 2010年9月日
第三章系统的组成及工作原理 3.1系统的组成 摘要 随着我国经济的发展，居民家中的电器是越来越多，电风扇也成为了我们生活中必不可少的家用电器。以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制，主要控制风速和风向。然而随着电子技术的发展，目前的家用电风扇大多采用电子控制线路取代了原来的机械控制器，是电风扇的功能更强，操作也更简便。使电风扇的使用变得更为人性化。 本次课程设计的题目是：家用电风扇逻辑控制电路的设计。由三个按键分别控制风速、风种和开关，并分别用不同颜色的发光二级管来显示风扇工作的状态。附加按键提示音及定时功能。增加这些都是为了提高电风扇的人性化。基本电路是利用四片D 触发器74LS175建立起“风速”及“风种”状态锁存电路，并由74LS08、74LS1517、4LS175及74LS00构成“风速”及“风种”的循环。定时部分由555单稳态脉冲电路及74LS192移位寄存器和74LS48译码器构成。 经过一系列的分析、准备。由于库房没有大的板子故将定时部分焊在另一块板子上，所以本次课程设计除在美观上有点欠缺外达到了全部的要求。 关键字:电风扇、按键、脉冲、循环。 目录 前言·················· ..............................................4 第一章设计内容及要求. (5) 第二章系统设计方案选择 2.1方案一.....................................................6 2.2方案二.....................................................6 第三章系统组成及工作原理 3.1系统组成...................................................7 3.2工作原理...................................................8 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1状态锁存电路电路............................................`9 4.2触发脉冲电路...............................................11 4.3风种控制电路...............................................12 4.4消抖电路...................................................14 4.5单稳态电路.................................................15 第五章实验、调试及测试结果与分析................................16 结论..............................................................17 参考文献. (18) 附录一····························································18 附录二····························································20 附录三····························································22 前言 科学技术是第一生产力。科技使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用，只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而作为二十一世纪的主义，作为一名大学生，不仅仅要将理论知识学会，更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。电子课设是将理论与实践相结合的一个非常重要的环节，是一个能真正能提高学生动手与实践能力的环节。 家用电器已经变得极为普遍，成了我国家庭中最为普及的家用电器之一。随着近几年我国经济的快速发展人们的生活水平也逐渐提高了，人们对家用电器的要求也越来越高。人们希望家用电器能够实现智能化及人性化。而作为人们生活中比不可少的家用电器，电风扇的智能化及人性化的设计就显得尤为重要。家用电风扇控制逻辑电路设计就是针对这一问题而研究设计的。 以前的家用的电风扇一个按键只能控制一种风速，而且无法对其风种进行控制，无疑这样的电风扇存在一定的弊端，从而限制了电风扇的进一步普及。通过逻辑电路设计之后的电风扇。只需要三个按键就可以循环控制风速、风种及开关状态。实现了电风扇的人性化。 在国内外，家用电风扇的逻辑控制技术已经相当成熟。但是这一点并不能说明我们的这次课设就没意义。因为其中对逻辑电路进行设计分析的思路仍然值得我们去学习和研究。又因为其简单、易做、易设计。对设计材料无特别要求的特点。使得家用电风扇控制逻辑电路设计这一课题广泛运用于电子课设中。 第一章设计内容及要求 〖基本要求〗 1)实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制，循环)： 使用一个“风速”按键来循环控制风速的变化。当电风扇出于停止状态时按下该键，风扇启动并出于弱风、正常风状态，风扇启动后，依次按下“风速”键，风速按着“弱——中——强——弱”依次变换。 2)实现风种的“睡眠风”、“自然风”、“正常风”三种状态的控制(—个按钮控制，循环)： 使用一个“风种”按键来循环控制风种的选择。当风扇处于停止状态时按下该键风扇不能启动，当风扇处于工作状态时，依次按下“风种”键，风速随着“正常风——睡眠风——自然风——正常风”的状态变化。 3）风扇停止状态的实现： 使用一个按键来控制风扇的停止。在风扇处于任一工作状态时按下该键风扇停止工作。 4)LED 显示状态: 分别用六个LED 灯来显示“风速”和“风种”的三种工作状态。 〖提高要求〗 1)按键提示音 2)定时关机功能(以小时为单位) 1正常风电机连续转动，产生持久风； 2自然风电机转动4秒，停4秒，产生阵风； 3睡眠风电机转动8秒，停8秒，产生轻柔的微风。 第二章系统设计方案选择？ 方案：电风扇控制逻辑电路由四部分组成。 1、状态锁存电路； 2、触发脉冲电路； 3、“风速”、“风种”方式选择电路； 4、定时电路； 该电路？很好的实现“风速”、“风种”及停止状态的控制，完美的实现了课设的基本要求，也基本上完成了提高要求。因为提高要求是在基本要求达到后设计的，由于时间的问题故存在些瑕疵没能和主电路达到很好的匹配。
电风扇设计说明文书
目录 引言 (1) 1.初步调研 (2) 1.1电风扇概述 (2) 1.1.1电风扇的概念及特点 (2) 1.1.2电风扇的发明 (2) 1.1.3电风扇的种类 (3) 1.1.4电风扇的构造 (6) 1.1.5电风扇的工作原理 (7) 1.1.6新颖独特的电风扇 (7) 1.2目前国电风扇的市场状况 (9) 1.2.1目前国知名的电风扇品牌 (9) 1.2.2国电风扇目前的发展状况 (9) 1.2.3电风扇的未来 (9) 1.3调研目的 (11) 1.4调研对象 (11)
1.5调研围及调查报告结果 (11) 1.5.1调研围 (11) 1.5.2调查报告 (11) 1.5.3调查报告结果 (12) 1.6分析与结论 (13) 2.电风扇的工作原理 (14) 2.1主要部件及工作基本原理 (14) 2.2转页扇的电气原理图 (14) 2.3电风扇的调速 (15) 2.4电风扇检修方法 (15) 3.设计方案初步确立 (17) 3.1确定主要改进容 (17) 3.2市场现有产品分析 (18) 4.建模及渲染过程 (19) 4.1底座及支撑建模过程 (19) 4.2扇叶及电机壳体建模过程 (21) 4.3扇叶罩的建模过程 (22)
4.4模型渲染 (22) 4.5作品三视图 (24) 5.推广设计 (25) 5.1最终方案 (25) 5.1.1方案设计说明 (26) 5.1.2色彩设计说明 (27) 5.2产品标志设计 (28) 5.3产品包装设计 (29) 6.设计总结 (32) 参考文献 (33)
引言 这次设计我选择的题目是电风扇设计。电风扇是一种很常见的家用电器类产品，其大类可分为落地扇、台式电风扇、吊扇、换气扇等，此外按用途分可以分为工业用电风扇和家用电风扇。电风扇家族俨然已经成为了一个极为庞大的家族，然而其队伍依然在不断扩大，无叶风扇是最新出现的一种电风扇，它最大的特点是在其送风的地方看不到扇叶，而是镂空的圆筒状装置，这种风扇由于其本身的视觉吸引力已经在市场上掀起了风浪，相对于传统风扇，它更能减少人心理上的视觉焦虑感，这是由于高速旋转的扇叶没有直接暴露在人们的视野下。但是它也有其本身的不足，它的风量并不像它宣传的那样很足，根据调查结果显示，它的风量给消费者的感受仅为传统风扇的70%左右。而对于传统风扇，视觉上的焦虑感以及可能导致感冒等疾病的健康隐患是其不可忽视的重大弊端。 对于电风扇的市场而言，电风扇在国市场虽然受到了空调的严重冲击，但其市场依旧很广，不仅在经济较落后的广大农村地区，而且就是较发达的城镇地区，电风扇依旧是炎热夏天里不可缺少的家用小电器，它相对于空调有价格便宜、便携、易于维修等先天优势，因此其前景依旧乐观。 此次课程设计的目的是为了设计一款适用围广、成本低、且能够注意到传统产品缺点的电风扇。
智能电风扇控制系统设计【开题报告】
毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 智能电风扇控制系统设计 一、选题的背景和意义 近几年，我国电风扇市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励电风扇产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电风扇市场的关注越来越密切，这使得电风扇市场推广策略与营销渠道开发的发展研究需求增大。 随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能电风扇控制具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用于工厂自动化、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境。 AT89S52单片机芯片制作的“电风扇定时开关电路”，允许用户随时通过按键开关自行输入设置新的定时时间参数，其范围可在1分钟（最短时间）至999分钟（最长时间）之间任意设置（步进为1分钟），这为用户根据使用的环境温度、自己身体条件、个人爱好等具体情况，适时进行调整设置，选用最合适的定时时间提供了方便。而且在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“阵风”或“连续风”的控制功能。具有电路简单、制作容易、设置方便、使用灵活等优点。 本设计来源于在企业学习生活当中的深刻感受，天气开始炎热的时候，人们都会开着电扇入睡，但是往往睡着了都会忘记去关，所以我们可以对电扇进行定时，到了一定时间，电扇就会自动停止工作。而且夏天的晚上总是很容易着凉，所以睡觉的时候就可以根据自己的身体情况改变风速，可以改成阵风或者连续风。所以该作品是为解决此问题而设计的AT89C51单片机风扇控制器。 二、研究目标与主要内容 研究目标：本课题主要是设计一套智能电风扇控制系统，该系统设计以AT89S51单片机为核心控制器，通过DS18B20温度传感器对室内环境温度进行数据采集，单片机对采集到的温度信号进行处理并输出一定占空比的PWM，电风扇随温度变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大；温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可
电子设计大赛之智能电风扇的设计
题目名称：智能电风扇的设计 摘要：本设计以MSP430F149单片机为核心控制模块，采用HS0038光电传感器 和DS18B20温度传感器来测量电风扇的转速和检测时刻环境温度，通过主从单片机之间的串行通信来完成电风扇转速数据处理、模式控制和转速控制等，采用PWM 脉冲调制技术来控制风扇的转速，用键盘和HB12864液晶显示来实现人机交互，用红外发射和接受装置来完成遥感控制功能。该系统有电风扇的无级调速，并可以对电风扇的转速进行设置和转速的实时测试与显示、具有睡眠风、自然风等多种工作模式可以选择、能显示日期、时间、温度、风扇转速、运行模式等等信息和实现定时自动开、关机等功能，系统结构简单，步进小、精度高等优点。 关键词：单片机红外遥控智能控制风扇 Abstract:This design to MSP430F149 microcontroller as the core control module, the HS0038 photoelectric sensor and DS18B20 temperature sensor to measure the speed of the electric fan and testing time, through the master-slave SCM environment temperature of serial communication between to complete the electric fan speed data processing, pattern control and speed control and so on, USES the PWM pulse modulation technology to control the speed of the fans, use the keyboard and HB12864 liquid crystal display to realize human-machine interaction, with infrared emission and accept device to complete remote sensing control function. The system has the fan stepless speed regulation, and to the electric fan speed setting and speed of the real-time testing and display, with the wind, such as natural sleep DuoZhong work models to choose, can show the date, time, temperature, fan speed, the mode of operation and so on information and realize the automatic shutdown open, such as timing function, system structure is simple, step into small, high precision of advantages. Keyword: temperature sensor；infrared remote control；intelligent control；fan
电风扇说明书
电风扇设计说明书 院系：机电信息系 专业：金属材料工程 班级：B130210 姓名：张腾 学号：B 指导老师：吴青山
一、电风扇的概述 电风扇又称风扇或者电扇，它可以通过扇叶的旋转带动空气流动，从而达到降温的目的，常用于夏天解暑降温，还可用来促进室内的空气流通，驱散热气或潮气等，夏天的“纳凉”工具主要有：空调、普通电风扇、冷风扇以及蒲扇、纸扇等。空调使用方便，且越来越智能化，但它使用费用高，常常给人带来新的疾病——“空调病”；电风扇以其低廉的价格使它的使用极为普遍，人们常常通宵达旦的使用，冷风机能增强空气的湿度，但使用久了，家里电器会受潮，同时也会让使用者长期裸露在外的关节受到伤害；蒲扇和纸扇虽然价格低廉，但由于“不自动”性，目前使用者微乎其微。因此电风扇是一种很好的夏天“纳凉”工具。 常用的电风扇有吊扇、落地扇、壁扇。台扇、转页扇。其中吊扇、壁扇为固定安装式，落地扇、台扇、转页扇移动方便，送风广泛。家用电风扇主要包括台扇、落地扇、壁扇和顶扇等；台扇中又有摇头和不摇头之分，也有转页扇；落地扇中有摇头、转页的。还有一种微风小风扇，是专门吊在蚊帐里的。 二、电风扇的发展现状 我国风扇市场从80年代末开始形成规模，经过整个年代的迅猛发展，在短短十余年时间里，就完成了产品生命周期的几个阶段。电风扇产量从80年代的20万台增至08年的9000万台，增幅达450倍多，社会零售量从80年的100万台，达到目前的平均值每年一亿万台，增幅也在900倍以上。社会拥有量则从80年的3万台增至2008年的3000万台，增长近千倍。 近几年从外销的情况来看，电风扇的外销量一直呈现稳中有升的态势，尤其在近几年电风扇的销量大幅上升，而且在销售数量上也成倍的超过了空调。有资料表明，目前农村市场电风扇使用率已经有％，所以，电风扇的主要市场是农村。电风扇具有价格便宜、便携、易于维修等优点，随着消费者的要求越来越高，电风扇自身设计也得到提升，比如更多的人性化设计，也使得电风扇一直受到市场的青睐。从目前电风扇行业的发展趋势看，今后电风扇才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。 二、电风扇的建模
基于UG的电风扇产品造型设计
基于UG的电风扇产品造型设计 1 UG 软件简介 UG NX是Graphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。其功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC 上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。 UG的开发始于1969年，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二维和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。它的设计思想足够灵活地支持多种离散方案，因此软件可对许多不同的应用再利用[2]。 UG软件主要分为 CAD模块CAM模块Mold Wizard模块。 （1）CAD模块 实体建模是集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。 UG特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持。为了基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑、参数化定义特征，特征可以相对于任何其他特征或对象定位，也可以被引用复制，以建立特征的相关集。 UG自由形状建模拥有设计高级的自由形状外形、支持复杂曲面和实体模型的创建。 UG工程制图模块是以实体模型自动生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图等。 UG装配建模是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系
智能电风扇控制器设计
智能电风扇控制器设计 序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务
1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus 仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ① 系统手动模式及自动模式工作状态切换。 智能电风扇控制器设计 ② 风速设为从高到低9个档位，可由用户通过键盘手动设定。③ 定时控制键实现定时时间设置，可以实现10小时的长定时。 ④ 环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速控制。⑤ 当温度每降低1℃则电风扇风速自动下降一个档位，环境低于21度时，电风扇停止工作。 ⑥ 当温度每升高1℃则电风扇风速自动上升一个档位。环境温度到30度以上时，系统以最大风速工作。 ⑦ 实现数码管友好显示。 二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案 2.1、系统硬件总体结构 图2.1系统硬件总体框图 2.2、芯片选择
课程设计——基于单片机的智能电风扇控制系统
智能风扇设计报告 学院：信息工程学院 专业：自动化
基于单片机的智能电风扇控制系统 第1节引言 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，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。 本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。 1.2设计任务和主要内容 本设计以MCS51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关
台式摇头风扇设计
目录 (1) 一：设计题目及其要求 (2) 二：设计任务 (3) 三：设计提示 (4) 四.设计分析 (4) 五，机构的选用 (4) 5.1减速机构的选用 (5) 5.2离合器的设计 (6) 53摇头机构的设计 (7) 5.4俯仰机构 (8) 六:传动方案的设计及计算 (9) 6.1根据速比系数K计算极位角9o (9) 6.2.四杆位置和尺寸的确定 (9) 6.3传动比的分配 (10) 七：设计成图 (11) 八:总结 (12) 九.参考资料 (13)
:设计题目及其要求 设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作（在一定的仰角下随摇头摆动）。图1所示为电风扇的外形图。 风扇的直径为300mm电风扇电动机转速n = 1450 r/min，电风扇摇头周期t = 10 s 。电风扇摆动角度、仰俯角度与急回系数K的设计要求及任务分配见下表1
表1台式电风扇摆头机构设计数据 我选择方案E作为设计数据，摆角为书=100 :急回系数K为1.03 二：设计任务 （1）按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案。 （2）画出机构运动方案简图。 （3）分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。 （4）确定电风扇摇摆转动的屏幕、平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角及急回系数K条件下使最小传动角最大。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图，验算曲柄存在条件。 （5）编写设计计算说明书。
（6）学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示或模型试验验证。三：设计提示 1）常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。可以将电风扇的摇头动作分解为风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。以双摇杆机构的连杆作为主动件（即风扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动），则其中一个连架杆的摆动即实现风扇的左右摆动（风扇安装在连架杆上）机架可取80~90 mm风扇的上下俯仰运动可采取连杆机构、凸轮机构等实现。 （2）还可以采用空间连杆机构直接实现风扇的左右摆动和上下仰俯的复合运动。 四.设计分析 完成风扇左右俯仰的吹风过程需要实现下列运动功能要求：在扇叶旋转的同 时扇头能左右摆动一定的角度，因此，需要设计相应的左右摆动机构即双摇杆机构。 为完成风扇可摇头，可不摇头的吹风过程。因此必须设计相应的撤销离合器机构。 扇头的俯仰角调节，这样可以增大风扇的吹风范围。因此，需要设计扇头俯仰角调节机构，即外置条件按钮。 五，机构的选用 驱动方式采用电动机驱动。为完成风扇左右俯仰的吹风过程，据上述功能分解，可以分别选用以下机构。机构选型表：
电子信息专业论文设计 智能风扇控制器设计
中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 本科毕业设计(论文) 智能风扇控制器设计 院系名称： 专业： 学生姓名： 学号：123456789 指导老师： 中国网络大学教务处制 20 年03月30日
智能风扇控制器设计 前言 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。 电风扇曾一度被认为将是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此。家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的。现在大部分电风扇只有手动调速，加上一个定时器，其功能比较单一，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。如果能使电风扇处于两种不同的工作模式，模式一能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，模式二具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制，这样一来就避免了上述的不足。本次设计就是围绕这些方面对现有电风扇进行改进。 1 方案设计与论证 本设计能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，同时具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制。 1.1 遥控设计方案与论证 1.1.1 超声波遥控方案 超声波传感器是运用超声波的特质发明出来的一种传感器。超声波的振动频率高于声波，是通过换能晶片在电压的激励下出现振动 而产生的，其有波长短、频率高、方向性好、绕射现象小、可以成为射线定向传播
智能电风扇设计
智能电风扇设计 【摘要】 本设计以A T89S52单片机为控制中心，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。 目录 引言 (3) 1、总体方案设计及功能描述 (4) 2、功能模块硬件简介与实现 (4) 2.1、键盘输入电路 (4) 2.2、热释电红外传感器模块 (4) 2.2.1、热释电红外线传感器原理简介 (4) 2.2.2、热释电红外线传感器应用 (5) 2.3、温度传感器 (5) 2.3.1、温度传感器DS18B20简介 (5) 2.3.2、DS18B20读写及初始化时序 (5) 2.3.3、DS18B20的一般操作过程 (6) 2.3.4、DS18B20的温度存储方式即温度计算 (6) 2.4、数码管显示电路 (6) 2.4.1、74ls164简介 (6) 2.4.2、共阴极八段数码管简介 (6) 2.4.3、显示电路设计 (7) 2.5、发光二极管电路 (7) 2.6、蜂鸣器电路 (7) 2.7、继电器控制电路 (8) 2.7.1、继电器简介 (8) 2.7.2、继电器驱动电路设计及工作原理简介 (8) 2.8、整体电路硬件设计 (9) 3、AT89S52软件设计与实现 (10) 3.1、整体设计思路介绍 (10) 3.2、主要部分流程图 (10) 3.2.1、主程序流程图 (10) 3.2.2、外部中断流程图 (10) 3.2.3、定时器0中断流程图 (11) 3.2.4、定时器1中断流程图 (11) 4、总结 (11) 致谢词 (12) 参考文献 (12) 附页： (13) 引言
课程设计——智能电风扇
带温度显示的温控与手控自动风扇系统 摘要： 本设计为一种温控风扇系统，具有灵敏的温度感测和显示功能，系统AT89C52 单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。可由用户设置高、低档位，测得温度值在高低温度之间时打开风扇强弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动降低风扇档位，控制状态随外界温度而定。同时，能够由人工设定风扇档位不受温度控制，灵活性强。所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中，掉电后仍然能保存上次设定值，性能稳定,控制准确。 关键词： 自动控制单片机温控手控风扇 一．技术指标 1.1设计意义 在激烈的市场竞争下，虽然电风扇具有广阔的市场空间，但不断新生产品的出现，要使产品更具市场优势，仅仅是靠传统型的电风扇是远远不够的，因此要对传统的电风扇根据市场的需要进行不断的更新，不断的改进，以使自己的产品立于不败之地。传统的电风扇较为突出的缺点是：①风扇的风力大小不能根据温度的变化自动的调节风速，
对于那些昼夜温差比较大的地区，这个自动调节风速就显得优其的重要了，特别是人们在熟睡时常常没有觉察到夜间是温度变化，那样既浪费电资源又容易引起感冒。②传统的风扇是用机械式的定时方式，机械式的定时方式常常会伴随着很大的机械运动的声音，特别是在夜间影响人们的睡眠质量，另个机械式的定时有一定的局限性，定时范围有限，而且机械式的容易坏。③传统的电风扇没有单片机控制电风扇的功能，对平时调节风扇风速或其它对风扇的调节，而又不想走近风扇带来很多的不便。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1．2技术指标 本设计是以51单片机为主要控制核心，用51单片机系统对用户设定信号数据的采集以及分析，能过各种可控型电子元器件对电风扇各种工作状态的控制，以达到用户需求。 设计的功能要求 ①风速从高到低设置4个档位，并且每个档位都可以由用户设置或者根据温度自动调 节。 ②风扇可以自动的根据环境的温度调节风扇风速的档位，温度上升2℃自动上升一个档 位，温度每降低2℃自动下降一个档位。 ③设置数码管显示当前的工作状态以及温度，使其更具人性化。 ④加入串口控制功能，对于工业应用的风扇，可以通过RS232接口用电脑上位机控制风 扇，同时可以对控制芯片重新编程，以实现不强大的功能。 二、方案论证 2.1传感器部分 方案一：采用热敏电阻 采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。方案二：采用DS18B20 温度传感器采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20数字温度传感器芯片是以9位数字量的形式反映器件的温度值。DS18B20数字温度传感器通过一个单线接口发送或接受信息，
电风扇产品设计分析
产品设计分析报告 姓名 班级学号 报告日期 艺术与设计学院
一、产品名称 KYT-30A华尔牌转页电风扇二、外形图
三、结构分析 1、爆炸图
2、产品工作原理 电风扇的主要部件是：交流电动机。其工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是：电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为热能。 电风扇工作时（假设房间与外界没有热传递）室内的温度不仅没有降低，反而会升高。让我们一块来分析一下温度升高的原因：电风扇工作时，由于有电流通过电风扇的线圈，导线是有电阻的，所以会不可避免的产生热量向外放热，故温度会升高。但人们为什么会感觉到凉爽呢？因为人体的体表有大量的汗液，当电风扇工作起来以后，室内的空气会流动起来，所以就能够促进汗液的急速蒸发，结合“蒸发需要吸收大量的热量”，故人们会感觉到凉爽。 电动机构造 转子：由磁铁、扇叶及轴组成；定子：由硅钢片、线轴及轴承
组成；控制电路：由IC感应磁铁；N.S.极经由电路控制其线圈导通而产生内部激磁使转子旋转。 电风扇的调速 电抗器调速法：电抗器调速是采用降低台扇电动机外施电压的方法来减少每匝优数，以达到削弱磁场强度的效果，电抗器调速电路如图一所示。该法的优点是容易调整各档调速比，绕组匝间短路时维修方便，绕组简单无需抽头。缺点是调速时常受外施电源电压的影响，特别是慢档起动所受的影响最为明显。 抽头调速法：抽头调速法是采用改变绕组每匝伏数，也即改变付绕卷匝数使之削弱磁场强度以达到调速目的。该法的优点是调速较简单，不需外接电抗器，能节约工时、材料，降低成本，因此国内外电容式台扇都采用抽头法调速。缺点是绕线、嵌线、接线等都比较复杂。 可控硅调速法：为无级调速法，由于利用可控硅调速需克服电磁噪声较大的问题，故应用不广。 电容调违法：用电容代替电抗器调速可节约用电，和减小体积，该法有可能成为电风扇调速的主要方法。