编号：
HJJ-51-2021-023-LW
设计摘要：
本论文旨在设计并实现一种基于STC89C52单片机的智能空调扇系统。该系统以STC89C52单片机为核心控制器，结合其他模块构成完整的系统，包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了STC89C52单片机，其主要功能是获取输入部分的数据，并通过内部处理控制输出部分。输入部分由四个模块组成，包括DHT11温湿度检测模块、人体红外模块、独立按键和供电电路。DHT11温湿度检测模块用于实时检测当前的温度和湿度，人体红外模块用于检测是否有人存在，独立按键则用于界面切换和温湿度阈值的调整，供电电路为整个系统提供电源。输出部分由七个模块组成，包括LCD1602显示模块、MX1508直流电机驱动模块、加热继电器、制冷继电器、加湿继电器、除湿继电器和蜂鸣器。LCD1602显示模块用于显示当前的温度、湿度、速度档位等信息，MX1508直流电机驱动模块用于控制风扇的转动。加热继电器在温度低于设定最小值时闭合，进行加热操作；制冷继电器在温度高于设定最大值时闭合，进行制冷操作；加湿继电器在湿度低于设定最小值时闭合，进行加湿操作；除湿继电器在湿度高于设定最大值时闭合，进行除湿操作。蜂鸣器在温湿度超出设定阈值时进行报警。通过该智能空调扇系统的设计与实现，可以实现对室内温湿度的监测和控制，并根据设定的阈值进行相应的加热、制冷、加湿或除湿操作，从而提升室内空气的舒适度。该系统具有简单、可靠、实用的特点，适用于家庭、办公室等场所的空调扇控制应用。
关键词：单片机；温湿度传感器；直流电机驱动模块；人体红外
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11温湿度传感器
3.5 人体红外检测模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置阈值实物测试
5.3 阈值控制继电器实物测试
5.4 按键控制风扇风速实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技的高速发展，各种各样的科技产品、家用电器开始走进人们的生活，极大地提高了人们的工作效率改善了人们的生活。在炎热的季节，电风扇是一种重要的冷却工具，需要具有可调风速和多角度的功能。根据要求，在风机上增加温度传感器和红外光电开关，使风向随人的位置而改变风速，随实时室温改变风速。总之，智能风扇随着功耗的下降，尽可能地给人们带来舒适感[1] 。
智能电风扇具有节能、智能的优点。传统的风扇功能单一，存在一定的健康风险和能源浪费。传统电风扇当室内无人时，风扇仍在旋转，造成资源浪费。为了解决这些问题，智能电风扇横空出世，智能电风扇控制系统具有以下特点：当无人时，智能电风扇可以自动关闭，当有人时，智能电风扇的齿轮数量（速度）可以根据环境温度和用户设定的温度关系自动调整，实现远程遥控功能，智能电风扇可以给使用者带来极大的便利。系统的效率高、成本低，而且其使用寿命长，能够带来可观的经济效益，因而具有广阔的发展前景和市场潜力.因此，我们研究智能风扇具有很大的意义。
1.2 国内外研究现状
针对传统电风扇不智能,使用不够方便的问题,结合人们的实际需求,2020年刘淑影、晁妍、李佩君、刘天琪设计一款高度自动化的多功能智能风扇.该系统采用温控自动调速技术解决传统电风扇智能化程度差,手动控制风速麻烦等问题.主控系统通过DS18B20将检测到的温度值与用户设定的温度值进行比较分析,实现智能风扇的自动选档和控制电机转动速度的快慢.利用H型电机和PWM控制技术,自动调节风扇的不同风速.同时,该智能风扇还可以通过LCD显示温度,人体红外检测和蜂鸣器报警等功能[2] .通过实验表明,该系统具有很好的鲁棒性,稳定性,精确性以及方便实用等优点.
伴随着科学技术的进步与发展,人们对于生活质量的要求也在不断提高.制冷电器行业迅猛发展,但由于很难做到低噪声,低耗能,低污染,人们对于家用制冷电器的研究从未止步.2020年刘晶，郑红霞，郭文斌以AT89C51单片机为核心设计出了一款环保,安全,实用的温控风扇,其主要特色就是可以根据室温的变化来自动调节风速,并且用户可以根据自身需要来设置温度的上下限[3] ,从而更加满足了用户使用该产品的舒适感.经验证及调试,本设计的所有功能都可以正常运行,并具有较强的推广性和实用性.
基于51 MCU的智能风扇控制系统，针对传统风扇的大功耗和不便而设计。2018年马乔梅，苏电脑以51单片机为核心，采用人体感应模块监控风扇周围是否有人进场，采用温度传感器实时监控室内温度，显示在LCD1602屏幕上。根据实时温度和设定阈值，系统决定是否启动风扇[4] 。该系统使传统风机智能化，也改善了人们的智能生活，具有极大的实用价值。
2020年RJ Mowris，沃尔什发明了高效风扇控制器包括一个微处理器，接收来自恒温器/设备控制终端的至少一个信号输入，以控制风扇继电器以操作系统风扇。微处理器监视恒温器呼叫的冷却/加热持续时间，并根据冷却/加热周期持续时间确定可变风扇关闭延迟，并在冷却/加热周期结束时为风扇继电器通电以在可变风扇关闭延迟下操作系统风扇。风扇控制器可避免错误的恒温器激活信号，并包括一个公共线适配器，为智能通信恒温器提供连续电源，并配置为评估浮动、零、整流、假阳性和有源输入信号。风扇控制器可以安装在强制空气单元控制板或恒温器上。风扇控制器的安装方法确保系统风扇/鼓风机高速运行以进行加热和冷却，以提高热舒适性，效率并满足恒温器更快地节省能源[5] 。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本文设计了一种基于STC89C52单片机的智能空调扇系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责数据获取、处理和输出控制。输入部分包括温湿度检测模块、人体红外模块、独立按键和供电电路，用于实时监测温湿度、检测人体存在以及界面切换和阈值调整。输出部分包括显示模块、直流电机驱动模块、继电器和蜂鸣器，用于显示信息、控制风扇转动以及实现加热、制冷、加湿和除湿操作。
通过该系统的设计和实现，可以实现室内温湿度的监测和控制，自动进行相应的调节操作，提升室内空气的舒适度。该系统具有简单、可靠、实用的特点，适用于家庭和办公室等空调扇控制应用。
