基于51單片機設計的智能感應風扇

王森 向兵

摘 要：隨著科技進步和時代發展，各種的智能設備出現在我們的生活中，使我們的體驗感越來越強，現代科技推動了時代的發展，極大的改變了人們的生活方式，也改變的我們的生活環境，所以家居的智能化是一個必然的趨勢，風扇作為家庭裝置的其中之一，也應該變得更加智能化，使人們的生活變得更加的方便，簡單。

關鍵詞：智能設備；家居智能化；風扇

第一章 發展現狀

近幾年來，隨著科技的進步和時代的發展，我們身邊的各種產物，也在逐漸的發生變化，從而使越來越多新奇的東西出現在我們的生活之中，在逐漸的代替原來老舊的或者使用不方便的產品，也正是因為這些新產品不斷出現，使人們的生活變得更加有趣和方便。這些新產品，都有一個共同的功能，就是智能。這些智能的新產品，注定會代替原來老舊的產品，也促進了智能家居生活的到來，所以我們家庭使用的電扇，也必須跟上時代的發展，也要變得智能化，因為我們的電扇目前還沒有實現智能化，因此智能化的電扇也是智能家居設備未來發展的趨勢之一，其發展潛力是巨大的。

第二章 研究目的

隨著人們生活變得越來越好，新的時代也已經悄然來臨，智能化的產物層出不窮，各種智能化的產物也已經走進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是一個必然的趨勢，同時也因為人們生活變得越來越來，使人們在注重產品的實用性與創新性的同時，也要求產品的智能化，風扇作為家庭不可或缺的家居之一，智能化更是成為一個趨勢，它可以自動感知工作環境，從而來控制風扇的檔位，實現智能家居的功能。

第三章 研究意義

1）、促進風扇的革新

隨著人們生活水平的提高，科技的飛速發展及智能家居在現實生活中的廣泛應用，我們傳統的風扇是人為來控制風扇開始轉動，和人為控制風扇的檔位，這種風扇隨著時代的進步，會逐漸的被淘汰，在當今社會，智能化發展已經是一個趨勢，傳統式的風扇已經無法滿足當代社會發展的需求，所以就必須實現風扇的革新，讓智能化的風扇走進我們的生活。

2）、實現更智能，更節能的家居生活

傳統式的風扇有一個致命的問題，如果我們在使用風扇時因為出現一些突發情況，使我們離開家出去處理事情，因為事發突然，人們忘記關閉風扇，那么風扇就會一直損耗電能，但我們的智能風扇能夠完全解決這個問題，當人到達指定區域，風扇就會自動打開，當人離開這個區域時，風扇就會自動關閉，所以我們的智能風扇的出現，就給人們帶來了很大的方便，使人們有一個更方便、環保的家居生活。

第四章 系統功能

1.方案設計（設計思路）

采用51單片機為核心處理器，外接紅外感應模塊、風扇、開關模塊、溫度模塊、顯示模塊。

2.系統總體設計

采用51單片機為主控MCU，通過紅外感應模塊，來判斷風扇是否開始轉動，當有人到達位置時，紅外感應模塊會給單片機傳輸一個數據，單片機通過串口接收到的數據來控制繼電器閉合，然后風扇開始轉動，單片機通過溫度模塊反饋的溫度來判斷風扇的檔位，用數碼管實時顯示當前溫度，通過溫度模塊我們設置溫度的上下限，當溫度沒到達下限時，風扇不轉動，當溫度超過上限時，風扇檔位為最大，當人離開位置時，風扇停止轉動。

3.硬件設計：

1）、主控CPU：89C52內置8位中央處理單元、512字節內部數據存儲器RAM、8k片內程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出（I/O）口、3個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。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CPU而RAM 定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。

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

3）、開關模塊：采用繼電器模塊，這種模塊首先電壓值符合小功率風扇，其次繼電器模塊采用光耦進行隔離，性能穩定，可選擇低電平或者高電平觸發。

4）、顯示模塊：采用4位共陰數碼管，共陰極數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數碼管，共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

5）、人體紅外感應模塊：采用HC-SR501人體傳感器，使用方便，價格實惠。

4.軟件設計：

通過I/O口來采集紅外感應模塊和ds18b20模塊的數據傳送給MCU，MCU根據接收到的數據來控制繼電器的閉合和斷開。

參考文獻：

[1] 王港元.電工電子實踐指導.江西：江西科學技術出版社，2005.

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[3] 劉健，徐煒，伊均萍，劉良成.電路分析[M].北京：電子工業出版社，2005.75-79

[4] 胡漢才.單片機原理及其接口技術.北京：清華大學出版社，2004.

項目基金：綿陽職業技術學院，校級精品在線開放課程-《電子產品分析與制作》

作者簡介：

王森（1998-），男，漢，四川廣安人，學生，綿陽職業技術學院信息工程系2017級，電子信息工程技術專業，擅長單片機項目開發。

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