基于單片機的多功能節能電風扇的設計

鄒心遙 黃俊輝 陳敬偉

摘 要：目前，電風扇大多是靠手動調節風速，為了解決在晚上睡覺時因風速過大或時間過長而著涼的問題，設計了一款以AT89S52單片機為控制核心的多功能節能電風扇。該風扇可通過DS18B20檢測環境溫度來調節PWM改變電機的轉速從而自動調節風扇的風速，通過人體紅外熱釋電傳感器實現風扇自動開關以及實現鬧鐘叫醒的功能，還可通過LCD顯示時間、溫度。在實際應用中，該風扇取得較好的效果。

關鍵詞：節能風扇；AT89S52單片機；人體紅外熱釋電傳感器；鬧鐘

引言

電風扇在學校的應用非常廣泛，對于學生而言，常常會因為匆忙離開而忘記關風扇造成能源浪費，或者在晚上睡覺時因長時間開風扇而著涼。為此設計了一款具有自動開關、自動調節風速以及兼具鬧鐘功能的多功能節能電風扇。當風扇檢測到在五分鐘之內沒有人便會自動關閉風扇，時間可由軟件修改。該風扇具有四個檔位：當環境溫度為30度以上時，風速為最高檔；當環境溫度為25-30度時，風速為第二檔；當環境溫度為20-25度時，風速為第三檔；當環境溫度低于20度時，風扇關閉，溫度區域值可以通過軟件修改。另外，設計了鬧鐘的功能，同時LCD面板會顯示日期、星期、溫度等信息。

1 系統硬件設計

該系統由控制模塊、人體檢測模塊、溫度檢測模塊、電機驅動模塊、按鍵模塊、鬧鐘模塊及LCD顯示模塊組成。其中，控制模塊以AT89S52單片機為控制核心，人體檢測模塊由人體紅外熱釋電傳感器組成，溫度檢測模塊由DS18B20溫度傳感器組成，電機模塊采用L298N電機驅動芯片，鬧鐘模塊由DS1302和蜂鳴器組成，LCD顯示模塊由1602液晶顯示屏組成，按鍵模塊由5個獨立按鍵組成。系統的結構框圖如圖1所示。

1.1 控制模塊

該模塊采用AT89S52單片機為控制核心芯片，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統可編程Flash 存儲器，性價比較高。

1.2 人體紅外檢測模塊

該模塊的電路如圖2所示。HC-SR501人體感應的工作原理是：人進入它的感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平，將數據傳輸給單片機從而實現對風扇開關的自動控制。

1.3 溫度檢測模塊

溫度檢測模塊電路如圖3所示。DS18B20的第二個引腳與單片機相連，通過該接口將檢測到的溫度值傳輸給單片機處理。

1.4 電機驅動模塊

該模塊的硬件電路如圖4所示，其核心是L298N驅動芯片，該芯片的第5腳、第6腳及第7腳分別與單片機的P1.0、P1.2和P1.1引腳連接。

1.5 按鍵模塊

按鍵模塊的電路圖如圖5所示。該模塊由5個獨立按鍵組成，在按鍵一端加上拉電阻，使輸入狀態下保護電平的穩定，接通過上拉電阻到VCC，提高單片機端口驅動能力，電阻限流保護，這樣可以提高系統的穩定性。

1.6 鬧鐘模塊

鬧鐘模塊的電路如圖6所示，由時鐘芯片DS1302和蜂鳴器組成。DS1302芯片提供記時和鬧鐘的功能，在系統掉電的時候不丟失時間和信息。蜂鳴器采用有源蜂鳴器，用一個PNP三極管（8550）驅動，在蜂鳴器的基極接一個限流電阻、防止電流過大燒壞蜂鳴器。

2 系統軟件設計

系統的編程語言采用C語言，編譯及調試軟件采用Keil軟件。系統的主程序流程圖如圖7所示。

3 結束語

本設計主要面向學生群體，為廣大學生提供功能更齊全更智能化的床頭式風扇。經過實踐檢驗，該風扇具有價格低、性能可靠、功能多樣的特點，具有較強的實際應用價值。

參考文獻

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[2]康華光.電子技術基礎（模擬部分）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]譚浩強.C程序設計[M].北京：清華大學出版社，2005.

作者簡介：鄒心遙（1978，12-），女，漢族，湖南衡陽人，廣東農工商職業技術學院副教授、博士，從事新型光電器件、物聯網技術、高職教育等研究。

黃俊輝（1993，9-），男，漢族，廣東佛山人，廣東農工商職業技術學院學生，從事物聯網技術應用、新型電子器件研究。

陳敬偉（1994，1-），男，漢族，廣東揭陽人，廣東農工商職業技術學院學生，從事新型電子器件、數據挖掘技術研究。