題目： STM32電風(fēng)扇智能調(diào)速器的設(shè)計(jì)

摘 要
本設(shè)計(jì)為一種溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，具有靈敏的溫度感測(cè)和顯示功能，系統(tǒng)STM32單片機(jī)作為控制平臺(tái)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制?？捎捎脩粼O(shè)置高、低溫度值，測(cè)得溫度值在高低溫度之間時(shí)打開風(fēng)扇弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過(guò)所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。性能穩(wěn)定,控制準(zhǔn)確。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；智能控制。

Abstract
This design is a temperature controlled fan system with sensitive temperature sensing and display functions. The STM32 microcontroller serves as the control platform to control the fan speed. The high and low temperature values can be set by the user. When the measured temperature value is between high and low temperatures, the fan’s weak wind gear is turned on. When the temperature rises above the set temperature, it automatically switches to the strong wind gear. When the temperature is less than the set temperature, the fan is automatically turned off. The control status depends on the external temperature. Stable performance and accurate control.

Keywords: microcontroller; Temperature sensor; Intelligent control.

目 錄

緒 論 4
1 系統(tǒng)概述 5
1.1 STM32單片機(jī)簡(jiǎn)介 5

1. 2 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 5
   2 方案論證 6
   2．1 溫度傳感器的選用 6
   2．2 控制核心的選擇 7
   2．3顯示電路 7
   2．4調(diào)速方式 7
   2．5控制執(zhí)行部件 8
   3 系統(tǒng)原理 8
   3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 8
   3.2 控制裝置原理 9
   3．3 溫度檢測(cè)和顯示電路 9
   3.3.1 DS18B20的溫度處理方法 9
   3.3.2 溫度傳感器和顯示電路組成 11
   3.4 電機(jī)調(diào)速電路 11
   3.4.1 電機(jī)調(diào)速原理 12
   3.4.2 電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì) 13
   4 控制器軟件設(shè)計(jì) 14
   4.1 主程序 14
   4.2 數(shù)字溫度傳感器模塊和顯示子模塊 15
   4.3 電機(jī)調(diào)速與控制子模塊 17
   結(jié) 束 語(yǔ) 19
   參考文獻(xiàn) 20
   附錄一 原理圖 21
   附錄二 程序 22

緒 論
近些年來(lái)，隨著空調(diào)行業(yè)的迅速發(fā)展，空調(diào)價(jià)格的大幅度“跳水”，電風(fēng)扇行業(yè)曾被普遍認(rèn)為是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。其實(shí)并非如此，市場(chǎng)人士稱，家用電風(fēng)扇并沒有隨著空調(diào)的普及而淡出市場(chǎng)，近兩年反而出現(xiàn)了市場(chǎng)銷售復(fù)蘇的態(tài)勢(shì)。其主要原因：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同；（空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但電風(fēng)扇的風(fēng)更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用。）二是電風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格便宜而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡(jiǎn)單。
傳統(tǒng)電風(fēng)扇多采用機(jī)械方式進(jìn)行控制，功能少，噪音大，各檔的風(fēng)速變化大。隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，家用電器產(chǎn)品趨向于自動(dòng)化、智能化、環(huán)?；腿诵曰?，使得由微機(jī)控制的智能電風(fēng)扇得以出現(xiàn)。
生活中，我們經(jīng)常會(huì)使用一些與溫度有關(guān)的設(shè)備。比如，現(xiàn)在雖然不少城市家庭用上了空調(diào)，但在占中國(guó)大部分人口的農(nóng)村地區(qū)依舊使用電風(fēng)扇作為降溫防暑設(shè)備，春夏（夏秋）交替時(shí)節(jié)，白天溫度依舊很高，電風(fēng)扇應(yīng)高轉(zhuǎn)速、大風(fēng)量，使人感到清涼；到了晚上，氣溫降低，當(dāng)人入睡后，應(yīng)該逐步減小轉(zhuǎn)速，以免使人感冒。雖然電風(fēng)扇都有調(diào)節(jié)不同檔位的功能，但必須要人手動(dòng)換檔，睡著了就無(wú)能為力了，而普遍采用的定時(shí)器關(guān)閉的做法，一方面是定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短有限制，一般是一兩個(gè)小時(shí)；另一方面可能在一兩個(gè)小時(shí)后氣溫依舊沒有降低很多，而風(fēng)扇就關(guān)閉了，使人在睡夢(mèng)中熱醒而不得不起床重新打開風(fēng)扇，增加定時(shí)器時(shí)間，非常麻煩，而且可能多次定時(shí)后最后一次定時(shí)時(shí)間太長(zhǎng)，在溫度降低以后風(fēng)扇依舊繼續(xù)吹風(fēng)，使人感冒；第三方面是只有簡(jiǎn)單的到了定時(shí)時(shí)間就關(guān)閉風(fēng)扇電源的單一功能，不能滿足氣溫變化對(duì)風(fēng)扇風(fēng)速大小的不同要求。又比如在較大功率的電子產(chǎn)品散熱方面，現(xiàn)在絕大多數(shù)都采用了風(fēng)冷系統(tǒng)，利用風(fēng)扇引起空氣流動(dòng)，帶走熱量，使電子產(chǎn)品不至于發(fā)熱燒壞。要使電子產(chǎn)品保持較低的溫度，必須用大功率、高轉(zhuǎn)速、大風(fēng)量的風(fēng)扇，而風(fēng)扇的噪音與其功率成正比。如果要低噪音，則要減小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，又會(huì)引起電子設(shè)備溫度上升，不能兩全其美。為解決上述問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套溫控自動(dòng)風(fēng)扇系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高精度集成溫度傳感器，用單片機(jī)控制，能顯示實(shí)時(shí)溫度，并根據(jù)使用者設(shè)定的溫度自動(dòng)在相應(yīng)溫度時(shí)作出小風(fēng)、大風(fēng)、停機(jī)動(dòng)作，精確度高，動(dòng)作準(zhǔn)確。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
智能調(diào)速器是一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的裝置，可以根據(jù)環(huán)境溫度、濕度等因素自動(dòng)調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能、舒適等效果。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電風(fēng)扇智能調(diào)速器的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。 國(guó)外方面，電風(fēng)扇智能調(diào)速器已經(jīng)成為家庭智能化的重要部分，市場(chǎng)上已經(jīng)有很多品牌推出了智能調(diào)速器產(chǎn)品，如Honeywell、Lasko、Hessaire、Vornado等。這些產(chǎn)品采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和智能控制算法，能夠精準(zhǔn)地控制電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到最佳效果。同時(shí)，這些產(chǎn)品還具備多種智能功能，如定時(shí)開關(guān)、遙控操作、語(yǔ)音控制等，方便用戶使用，提高用戶體驗(yàn)。 國(guó)內(nèi)方面，電風(fēng)扇智能調(diào)速器也已經(jīng)開始逐漸普及。一些大型家電廠商也開始推出智能調(diào)速器產(chǎn)品，如格力、海爾、美的、小米等。這些產(chǎn)品采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和智能控制算法，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的調(diào)速效果，同時(shí)還具備多種智能功能，如手機(jī)APP控制、語(yǔ)音控制、智能聯(lián)動(dòng)等，方便用戶使用。 總的來(lái)說(shuō)，電風(fēng)扇智能調(diào)速器是一種非常實(shí)用的智能家居產(chǎn)品，其在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)開始逐漸普及。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的研究和應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣闊。
在電風(fēng)扇智能調(diào)速器的研究和應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)外仍然存在一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題需要解決。 首先，是技術(shù)瓶頸。智能調(diào)速器需要采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、控制算法和通信技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的調(diào)速和智能化的控制。目前，在傳感器和控制算法方面，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，但仍然存在一些技術(shù)瓶頸需要克服。在通信技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能家居標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，但尚未形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這也給技術(shù)的推廣和應(yīng)用帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。 其次，是市場(chǎng)需求和價(jià)格問(wèn)題。電風(fēng)扇智能調(diào)速器是一種高端智能家居產(chǎn)品，其市場(chǎng)需求和價(jià)格相對(duì)較高。目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的普及率較低，主要集中在高端市場(chǎng)和一些新興城市。隨著消費(fèi)者對(duì)智能家居的認(rèn)知和需求的不斷提高，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的市場(chǎng)需求和普及率有望進(jìn)一步提高。 最后，是產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和品牌建設(shè)問(wèn)題。電風(fēng)扇智能調(diào)速器是一個(gè)涉及多個(gè)領(lǐng)域的綜合性產(chǎn)品，需要建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈和品牌建設(shè)體系，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)。目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的產(chǎn)業(yè)鏈和品牌建設(shè)尚未完全成熟，需要更多廠商和機(jī)構(gòu)的共同努力。
電風(fēng)扇智能調(diào)速器的研究和應(yīng)用還存在一些機(jī)遇和發(fā)展趨勢(shì)。 首先，是智能家居市場(chǎng)的快速發(fā)展。隨著人們生活水平和消費(fèi)能力的提高，智能家居市場(chǎng)已經(jīng)成為了家電行業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。電風(fēng)扇智能調(diào)速器作為智能家居的一部分，將受益于智能家居市場(chǎng)的快速發(fā)展，市場(chǎng)需求和普及率有望進(jìn)一步提高。 其次，是技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的功能和性能將得到進(jìn)一步提升和升級(jí)。例如，可以加入人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的調(diào)速和智能化的控制。 最后，是智能家居標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的統(tǒng)一。隨著智能家居市場(chǎng)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能家居標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，例如ZigBee、Wi-Fi、Bluetooth等。這些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的統(tǒng)一將有助于智能家居產(chǎn)品的互通和兼容，有助于電風(fēng)扇智能調(diào)速器的推廣和應(yīng)用。 綜上所述，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的研究和應(yīng)用在技術(shù)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈等方面仍然存在一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題，但也有很多機(jī)遇和發(fā)展趨勢(shì)。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的不斷提高，電風(fēng)扇智能調(diào)速器的應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣闊。

1 系統(tǒng)概述
1.1 STM32單片機(jī)簡(jiǎn)介
STM32是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)4bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。STM32單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。
STM32單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)、計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，STM32單片機(jī)可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)、計(jì)數(shù)器，串行通行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。
STM32是ST公司推出的一款基于ARM Cortex-M內(nèi)核的32位單片機(jī)，具有高性能、低功耗、高集成度、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能家居、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域。 STM32單片機(jī)系列包括多個(gè)系列和型號(hào)，每個(gè)型號(hào)都有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。其中，STM32F系列是ST公司推出的主流系列，包括STM32F0、STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4、STM32F7、STM32G0、STM32G4等型號(hào)，主要針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景和要求。 STM32單片機(jī)支持多種通信協(xié)議，如CAN、I2C、SPI、USART等，具有豐富的外設(shè)資源，如ADC、DAC、PWM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的要求。 STM32單片機(jī)開發(fā)可以使用多種開發(fā)工具和編程語(yǔ)言，如Keil、IAR、CubeMX、STM32CubeIDE、Arduino等，方便開發(fā)者進(jìn)行開發(fā)、調(diào)試和測(cè)試。 總之，STM32單片機(jī)在性能、功耗、功能、可擴(kuò)展性等方面都有明顯優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)代智能設(shè)備開發(fā)的重要選擇之一。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-481018.html

1. 2 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容
   本文以STM32單片機(jī)為核心，通過(guò)數(shù)字溫度傳感器對(duì)外界環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而建立一個(gè)控制系統(tǒng)，使電風(fēng)扇隨溫度的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)檔位，實(shí)現(xiàn)“溫度高、風(fēng)力大、溫度低、風(fēng)力弱”的性能。另外，通過(guò)紅外發(fā)射和接收裝置及按鍵實(shí)現(xiàn)各種功能的啟動(dòng)與關(guān)閉，并且可對(duì)各種功能實(shí)現(xiàn)遙控，用戶可以在一定范圍內(nèi)設(shè)置電風(fēng)扇的最低工作溫度，當(dāng)溫度低于所設(shè)置溫度時(shí)，電風(fēng)扇將自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高于此溫度時(shí)電風(fēng)扇又將重新啟動(dòng)。
   本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：
   (1)風(fēng)速設(shè)為從低到高共2個(gè)檔位，可由用戶通過(guò)鍵盤設(shè)定。
   (2)每當(dāng)溫度低于下限值時(shí),則電風(fēng)扇風(fēng)速關(guān)閉。
   (3)每當(dāng)溫度在下限和上限之間時(shí),則電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速緩慢。
   (4))每當(dāng)溫度高于上限值時(shí),則電風(fēng)扇風(fēng)速全速運(yùn)轉(zhuǎn)。
   

到了這里，關(guān)于【畢業(yè)設(shè)計(jì)】STM32電風(fēng)扇智能調(diào)速器的設(shè)計(jì)【硬件+原理圖+實(shí)物+論文】的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！