基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能感應(yīng)風(fēng)扇

王森 向兵

摘 要：隨著科技進(jìn)步和時(shí)代發(fā)展，各種的智能設(shè)備出現(xiàn)在我們的生活中，使我們的體驗(yàn)感越來越強(qiáng)，現(xiàn)代科技推動(dòng)了時(shí)代的發(fā)展，極大的改變了人們的生活方式，也改變的我們的生活環(huán)境，所以家居的智能化是一個(gè)必然的趨勢，風(fēng)扇作為家庭裝置的其中之一，也應(yīng)該變得更加智能化，使人們的生活變得更加的方便，簡單。

關(guān)鍵詞：智能設(shè)備；家居智能化；風(fēng)扇

第一章 發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年來，隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，我們身邊的各種產(chǎn)物，也在逐漸的發(fā)生變化，從而使越來越多新奇的東西出現(xiàn)在我們的生活之中，在逐漸的代替原來老舊的或者使用不方便的產(chǎn)品，也正是因?yàn)檫@些新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，使人們的生活變得更加有趣和方便。這些新產(chǎn)品，都有一個(gè)共同的功能，就是智能。這些智能的新產(chǎn)品，注定會(huì)代替原來老舊的產(chǎn)品，也促進(jìn)了智能家居生活的到來，所以我們家庭使用的電扇，也必須跟上時(shí)代的發(fā)展，也要變得智能化，因?yàn)槲覀兊碾娚饶壳斑€沒有實(shí)現(xiàn)智能化，因此智能化的電扇也是智能家居設(shè)備未來發(fā)展的趨勢之一，其發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?/p>

第二章 研究目的

隨著人們生活變得越來越好，新的時(shí)代也已經(jīng)悄然來臨，智能化的產(chǎn)物層出不窮，各種智能化的產(chǎn)物也已經(jīng)走進(jìn)了我們的家庭和工作中，在這樣的情況下，各種家居的革新已經(jīng)是一個(gè)必然的趨勢，同時(shí)也因?yàn)槿藗兩钭兊迷絹碓絹?，使人們在注重產(chǎn)品的實(shí)用性與創(chuàng)新性的同時(shí)，也要求產(chǎn)品的智能化，風(fēng)扇作為家庭不可或缺的家居之一，智能化更是成為一個(gè)趨勢，它可以自動(dòng)感知工作環(huán)境，從而來控制風(fēng)扇的檔位，實(shí)現(xiàn)智能家居的功能。

第三章 研究意義

1）、促進(jìn)風(fēng)扇的革新

隨著人們生活水平的提高，科技的飛速發(fā)展及智能家居在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用，我們傳統(tǒng)的風(fēng)扇是人為來控制風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，和人為控制風(fēng)扇的檔位，這種風(fēng)扇隨著時(shí)代的進(jìn)步，會(huì)逐漸的被淘汰，在當(dāng)今社會(huì)，智能化發(fā)展已經(jīng)是一個(gè)趨勢，傳統(tǒng)式的風(fēng)扇已經(jīng)無法滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需求，所以就必須實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的革新，讓智能化的風(fēng)扇走進(jìn)我們的生活。

2）、實(shí)現(xiàn)更智能，更節(jié)能的家居生活

傳統(tǒng)式的風(fēng)扇有一個(gè)致命的問題，如果我們在使用風(fēng)扇時(shí)因?yàn)槌霈F(xiàn)一些突發(fā)情況，使我們離開家出去處理事情，因?yàn)槭掳l(fā)突然，人們忘記關(guān)閉風(fēng)扇，那么風(fēng)扇就會(huì)一直損耗電能，但我們的智能風(fēng)扇能夠完全解決這個(gè)問題，當(dāng)人到達(dá)指定區(qū)域，風(fēng)扇就會(huì)自動(dòng)打開，當(dāng)人離開這個(gè)區(qū)域時(shí)，風(fēng)扇就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，所以我們的智能風(fēng)扇的出現(xiàn)，就給人們帶來了很大的方便，使人們有一個(gè)更方便、環(huán)保的家居生活。

第四章 系統(tǒng)功能

1.方案設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)思路）

采用51單片機(jī)為核心處理器，外接紅外感應(yīng)模塊、風(fēng)扇、開關(guān)模塊、溫度模塊、顯示模塊。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

采用51單片機(jī)為主控MCU，通過紅外感應(yīng)模塊，來判斷風(fēng)扇是否開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)有人到達(dá)位置時(shí)，紅外感應(yīng)模塊會(huì)給單片機(jī)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)，單片機(jī)通過串口接收到的數(shù)據(jù)來控制繼電器閉合，然后風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)通過溫度模塊反饋的溫度來判斷風(fēng)扇的檔位，用數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度，通過溫度模塊我們設(shè)置溫度的上下限，當(dāng)溫度沒到達(dá)下限時(shí)，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)溫度超過上限時(shí)，風(fēng)扇檔位為最大，當(dāng)人離開位置時(shí)，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.硬件設(shè)計(jì)：

1）、主控CPU：89C52內(nèi)置8位中央處理單元、512字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種 軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM 定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。

2）、溫度模塊：DS18B20是常用的數(shù)字溫度傳感器，其輸出的是數(shù)字信號(hào)，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。

3）、開關(guān)模塊：采用繼電器模塊，這種模塊首先電壓值符合小功率風(fēng)扇，其次繼電器模塊采用光耦進(jìn)行隔離，性能穩(wěn)定，可選擇低電平或者高電平觸發(fā)。

4）、顯示模塊：采用4位共陰數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。

5）、人體紅外感應(yīng)模塊：采用HC-SR501人體傳感器，使用方便，價(jià)格實(shí)惠。

4.軟件設(shè)計(jì)：

通過I/O口來采集紅外感應(yīng)模塊和ds18b20模塊的數(shù)據(jù)傳送給MCU，MCU根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來控制繼電器的閉合和斷開。

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項(xiàng)目基金：綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，校級精品在線開放課程-《電子產(chǎn)品分析與制作》

作者簡介：

王森（1998-），男，漢，四川廣安人，學(xué)生，綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系2017級，電子信息工程技術(shù)專業(yè)，擅長單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)。

向兵（1990-），男，漢，四川南充人，助教，碩士研究生，從事電子產(chǎn)品分析與制作、單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程研究。