摘要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；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。

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。

本设计以AT89C51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，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。

关键词：单片机、程序控制、自动调温、智能调速1设计任务本设计以AT89C51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，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。

1.1设计主要内容本设计主要内容如下：①风速设为从高到低5个档位，可由用户通过键盘手动设定。

②当温度每降低2℃则电风扇风速自动下降一个档位。

③当温度每升高2℃则电风扇风速自动上升一个档位。

④用户可设定电风扇最低工作温度，当低于该温度时，电风扇自动停转。

2总体设计方案2.1.总体硬件设计系统总体设计框图如图2.1所示图2.1 系统框图对于单片机中央处理系统的方案设计，根据要求，我们可以选用AT89C51单片机作为中央处理器。

作为整个控制系统的核心，单片机内部已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。

整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高，是比较合适的方案。

本系统实现风扇的温度控制，需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换 档停机控制部件。

2.2芯片及主要器件选择2.2.1 控制核心的选择采用8051单片机作为控制核心。

以软件编程的方法进行温度判断，并在 端口输出控制信号。

以单片机作为控制器，通过编写程序不但能将传感器感测到的温度通过显示电路显示出来，而且用户能通过键盘接口，自由设置上下限动作温 度值，满足全方位的需求.并且通过程序判断温度具有极高的精准度，能精确把 握环境稳度的微小变化。

2.2.2 温度传感器的选用采用数字式集成温度传感器 DS18B20作为感测温度的核心元件，直键盘输入 热释电红外传感器 温度传感器 （DS18B20） AT89C51 数码管 发光二极管 蜂鸣器 继电器接输出数字温度信号供单片机处理2.2.3 显示电路采用液晶显示屏LCD显示温度液晶体显示屏具有显示字符优美，不但能显示数字还能显示字符甚至图形的优点，这是LED数码管无法比拟的。

但是液晶显示模块价格昂贵，驱动程序复杂。

2.3芯片及器件介绍2.3.1 AT89C51单片机AT89C51是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB 的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。

AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。

其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定位；AT89C51工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；AT89C51最高工作频率为24MHz。

单片机正常工作时，都需要有一个时钟电路和一个复位电路。

本设计中选择了内部时钟方式和按键电平复位电路，来构成单片机的最小电路。

功能特性描述AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89C51具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

8 位微控制器8K 字节在系统可编程。

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

芯片封装及管脚如图2.2图2.2AT89C51引脚功能说明：VCC（40引脚）：电源正VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。

作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。

在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。

此时，P0口内部上拉电阻有效。

在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。

验证时，要求外接上拉电阻。

P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。

P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。

此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。

P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。

P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。

P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。

在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。

2.3.2 L298芯片介绍L298驱动芯片是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。

是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内包含二个H 桥的高压大电六双全桥式驱动器，接收标准TTL 逻辑电平信号，可驱动46V 、2A 以下的电机。

实物图如图2.3所示。

L298有两路电源分别为逻辑电源6V 和动力电源12V ，ENA 、ENB 直接接入5V 电源使电机进入使能状态，IN1和IN2用来控制电路的逻辑功能状态。

由于使用的电机是线圈式，在从运行状态突然转到停止状态和从顺时状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的方向电流，在电路中加入二极管就是在产生方向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全。

L298的逻辑功能状态见表2.1。

2.3.3 DS18B20单线数字温度传感器简介DS18820单线数字温度传感器是Dallas 半导体公司开发的世界上第一片支 持“一线总线”接口的温度传感器。

它具有3引脚TO-92小体积封装形式。

温度测量范围为一55`C —+125'C ；图2.3实物图 图2.4管脚图表2.1工作电压支持3V↔5. 5V的电压范围，既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；可编程为9位—12位A/D转换精度，测温分辨率可达0. 06250C；被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；DS18B20还支持“一线总线”接口，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路；DS18820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；其管脚排列如图2.5所示，DQ为数字信号端，GND 为电源地，V DD为电源输入端口。

图2.5DS18B20直接将测量温度值转化为数字量提交给单片机，工作时必须严格遵守单总线器件的工作时序。

2．3.4 液晶1602显示模块的特性字符型液晶模块1602是一种用5×7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，常用2行16个字的1602液晶模块。