单片机由于拥有优异的性价比，控制能力强，集成度高体积小，低功耗和易扩展等特
点，得到市场上的广泛应用和发展。如今，单片机慢慢的变成了了我们正常的生活中不可或缺的电子
产品。电风扇对于人们清凉解暑和流通空气起着及其重要的作用，在以往的风扇中，风扇的转速
只能人为的调控，在很多方面的应用极为不便。而在单片机的应用中，包括了温控系统，
论文最重要的包含温度监测模块，温度显示模块，风扇转速控制模块，报警模块和按键模
本次设计硬件使用AT89C52单片机，BS18D20温度传感器收集实时温度，再将温度
1、能显示实时检测温度，通过比较检查到的温度与系统的设定温度，实现电风扇的
2、风扇的转速能够准确的通过温度的变化而改变，在温度比较低的时候能自动减速，温
第3章智能风扇系统的硬件组成部分和控制信号的传输.....................6
随着我国科学技术的全力发展与创新，以及互联网时代的到来，单片机的应用领域越
来越广泛，它不但可以应用到我们的日常生活中，还能应用到工业、医学、军事等领域。
在企业的生产中，单片机发挥了巨大的作用。依据相关研究表明， 经过控制单片机的温
度不仅能够保证产品的性能，还能加强产品操作的灵活性，提高生产效率。统风扇虽然
可以通过换挡来调节风速，但一定要通过手动的方式实现，并且定时功能无法根据环境温度
自动调节关闭时间，也没办法实现根据温度的变化来自动调节风速的大小。大功率电子产品
在工作时，为了使其能够很好地散热，保持低温状态，都会采用风扇对其降温，这就需要
风量大、功率大以及转速大的风扇，而一旦风扇转速快，功率大了之后，就会出现噪声大
的问题，而若使用小功率风扇，虽然能减少噪声，但是又无法使大功率电子设备保持良
为了使上述传统风扇的问题得到很好地解决，本文设计了一款智能温控风扇系统，该
系统采用单片机控制，使用的温度传感器具有高精度等特点，能够实时地将当前的温度进
行显示，同时用户还能够准确的通过真实的情况对其进行温度设定，一旦温度设定后，系统就会根
据外界温度的变化自动控制风扇，实现关机、弱风、强风三挡的自动切换，系统具有精确
随着日新月异的科学发展，电子科技类产品的更新换代愈发频繁，在面对酷暑天气时，各种
制冷系统被研发出来。但是因为各种污染和对自然的危害，风扇最终成为人类普遍接受的
降温方式。在风扇发展和一直在改进的过程中，为了尽最大可能避免传统风扇噪音大功耗高的特点，设
计了基于单片机控制的风扇系统，通过对温度的实时采集，根据温度控制管理系统实现自动控
这种智能风扇一经设计出来就被大范围的应用于所有的领域，它既有效的节约了电能，又满
足各种需求，方便大家的使用，具有高功效，低功耗的特征，具有相当大的研发潜力和市
风扇是传统降温的主要方式，在各种需要降温的场景中，风扇占绝大部分。采用风扇
降温可以在控制成本的前提下，做到节能环保，一直受到广泛应用。但是传统的风扇最突
出的问题是它不可以依据温度调整风扇的转速，在夜晚温度下降时，风扇依然保持原速旋
转，人们熟睡时并不能调整，造成电力浪费。另一方面，在一些电子器件的降温中，在温
度不高时并不是特别需要启动风扇，很多时候人为不能调整，规模很大时，就会导致非常严重的资源
现代电子科技类产品发展迅速，单片机的出现为可以在一定程度上完成自动控制转速的智能风扇提供了很
本次设计的只能风扇由温度模块，显示模块和控制模块组成。温度感应模块和单片机
相互配合，在显示温度的情况下自动控制风扇转速，可以轻松又有效的节约能源，还可以很明
整个系统由单片机为控制中心，传感器传入数据，单片机对各个模块来控制。如下
在整个系统上电的时候，首先开启液晶屏，在DS18B20 温度传感器读取到温度信号后，
将读取的信号传输到AT89C52 单片机中，单片机在接收到信号以后，将得到的温度信号经
过计算显示在液晶屏上，同时开启按键扫描，当扫描到按键按下时，开始做设定最高最低
温度设定工作，在AT89C52 单片机读取到温度信息后，在当前温度为设定的最低温度时，
风扇停转，在当前温度高于设定的最低温度且小于设定的最高温度时，风扇转速根据温度
的升高而升高，在当前温度高于设定的最高温度时，启动报警模块，蜂鸣器开始报警，且
不停止风扇转动，在当前温度不高于设定的最低温度时，启动报警模块，蜂鸣器开始报警，
风扇停转。风扇转速完全由AT89C52 单片机控制，加入一个放大电路接在风扇上防止因电
根据国家 GT/T 23174-2008《排风扇国家标准》的表述，再风扇转换各种挡位时，转
换灵敏，不应该由任何明显的震动和噪音。风扇的噪声不大于 60 分贝。在智能风扇的应
用对象最重要的包含：住户家中降温，电脑cpu 等硬件降温，工厂仪器降温，仓库降温，电池
在住户家中使用时，一般都会采用大型扇叶，温度范围一般在20 到40 度之间，温度监测
系统的监测时间能适当调高，可以有效延长温度传感器的常规使用的寿命。可以适当取消温度
显示模块，但是风扇扇叶的转速应该稳定几个挡位，可设为用户自定义的风扇转速。
在电脑cpu 等硬件上使用时，扇叶一般要小，并能考虑加装两块扇叶来增加散热
的效果。由于电脑内部零件发热量较大，设置初始风扇转速应较高，温度监测频率应该设
置很高，以便于实时观察温度，且在温度较低时应设置自动停转在温度比较高时应及时报警。
工厂由于很多一起通常用多个风扇一起降温。在监测模块中，应选择可以并联的温
度监测仪器，控制模块只需要一个就可以监测所有仪器的温度，并能分别控制每一个
仓库需要用风扇让温度保持恒定。在控制模块中，可以将一个温度设置为标准温度，
在实时监测过程中，发现温度高于标准温度就加快风扇转速，在温度不高于标准温度时，风
现在的科技发展迅速，各种电子仪器更新换代速度极快，但是在电子器件性能提高的
同时，带来的发热问题也慢慢变得重要。再日常生活中，很多场景都需要用风扇，比如工
随着风扇在各方各面的应用愈来愈普遍，各式各样的智能风扇被设计出来，根据应用
到不同的领域，智能风扇被设计的功能和性能也各不相同。智能风扇价格较低，能耗也低，
使用方便，应用面广，因此，智能风扇在未来的发展中一定处于必不可少切慢慢的变好的情
控制系统整体硬件组成如图3-1 所示。其中，用DS18B20 温度传感器来传输温度信息，
用AT89C52 单片机来进行总控制，用LCD1602 来显示温度信息。其他硬件包括电阻若干，
在整个系统运行时，由单片机接受DS18B20 温度传感器传输的温度信息，然后对整个系
采用单片机集中控制的优点显而易见。首先，单片机成本较低，作为大批量生产时可
以降低成本。其次，在系统调试中，只有一个集中控制硬件可以很方便的查看各个模块的
工作情况，在排查故障时很方便。并且在上电时只需要给单片机上电就能保持整个系统
DS18B20 温度传感器是DALLAS 公司生产的温度传感器，如图3-3。它只需要一根总
线就能轻松实现整个温度传感器的功能，不需要添加其他任何的原件，在-55 到+125 度之间
测量温度，分辨率可以有 9 位和 12 位两种选择。采用此温度传感器还可以使系统具有高
拓展性，根据它的可并行工作的特性，在每个方面的使用都易于实现且具备极高的灵活性
LCD1602 是一种液晶显示器，如图3-4。它能够同时显示32 个字符。它利用液晶的物
理特性，通过电压控制显示区域，有电就可以显示，且本身成本较低，控制简单，作为字
在整个系统中，单片机统一控制管理系统的各个模块，所有模块硬件都与单片机相连，如
此一来，单片机的温度数据的采集和发送都可以在一起进行，调度方便，控制快速有效。
对于多场景使用时，只需改变DS18B20 的安装方法，便能轻松实现多点测控或者单片测控，
单片机控制 lcd 的显示，DS18B20 温度传感器进行供电和数据接收。扇需要一个放大
电路使其输出电压能达到风扇起转的标准，然后才能够直接进行转速控制。一共设计了三个
按键来控制温度的上下限的设定。在温度达到上下限之后，由单片机控制连接于 P1^0 端
口的蜂鸣器发出警报。在单片机统一控制调配中，把无级调速和温度传感这些科学技术结
合在一起，把风扇的转速作为能控制的量，把温度信号的分析作为控制的条件，在达到
在整个系统中，各个模块之间的信号传输特别的重要，下面为大家介绍各个模块之间的
DS18B20 温度传感器使用一根总线与单片机进行连接，一共有三个引脚，两根电源线
DS18B20 温度传感器采用了 9 位还有 12 位摄氏温度的测量精度，但是在才开始上电
中读出来的数据就必须要乘以0.0625 然后得到的数据就是实际温度，他的温度单位是摄氏
度。并且传感器的测量范围为-55 度到 125 度，所以在进行温度数据传输的时候读取到的
起，这样接的好处是使单片机的各个接口能够均匀的应用，在设计出实物的时候各个引脚
上接的线不可能会出现很挤或者很稀疏的情况。DS18B20 的一根通信总线完成所有的数据传输
线进行控制。首先初始化DS18B20 温度传感器，然后通过单片机写入控制字节，因为使用
的单个传感器不会用到它的序列号，所以在开始写入“0XCC”其跳过读序列号操作，然
后写入“0X44”控制字开始启动温度转换，经过100 毫秒的延时后，再次跳过读序列号操
作，然后分别读取两次温度值，读取第一次的温度值是低位，读取第二次的温度值是高位，
的显示出单片机从温度传感器中所读取的温度数据。在我的设计中，上电时初始化液晶屏，
然后通过写入控制字“0X38”设置16x2 显示5x7 点阵，8 位数据接口，把单片机已经得到
的温度数据分离出个位，十位和百位，然后分别显示在液晶屏的第一行的第 2.3.4 位上。
液晶屏的第一行和第二行的末尾还要显示出当前设置的最低温度和最高温度，在按下按键
后，按键模块将信号传输给单片机，单片机根据按键对最高温度和最低温度做修改，并
按键模块和温度显示模块一起对液晶屏的显示来控制。在按键按下时，系统扫描到
有按键操作，将按键信息传输到 LCD1602 液晶屏，在温度监测传来数据时，将温度监测
到的信息数据显示在液晶屏，完成AT89C52 单片机到LCD1602 的信号传输。
在Proteus 仿真中，我使用了motor 电机代替风扇，如图3-5。系统的控制信号由单片
机 AT89C52 发出，在单片机 AT89C52 内部将温度信号转换后划分为三个等级：高于设定
的最高温度，在设定的最低温度和最高温度之间，在最低温度之下。然后单片机再根据将
当前温度的分级来确定电机的转速需要多快，就输出不同占空比的信号，经过连接于放大
在我的设计中，整个程序被分成了 13 个子程序和 1 个主程序。子程序分别是：延时
程序，LCD 初始化程序，向LCD 写命令程序，向LCD 写数据程序，扫描按键程序，设置
的最高最低温度在LCD 上显示程序，当前温度值在LCD 显示的程序，DS18B20 的延时程
序，DS18B20 的初始化程序，DS18B20 的读字节和写字节的程序，读取DS18B20 当前温
度程序，控制风扇转速程序。主程序负责完成LCD 的初始化和DS18B20 传感器的初始化，
然后在一个死循环里扫描键盘，如果由按键按下就执行设定温度的相关程序，如果没有按
键就读取当前的温度值，然后让 LCD 显示当前温度，最后再根据温度控制电机的转速。
整个程序我才用分块化设计，在主程序中很简介的调用了几个函数，然后每个函数单独申
明之后在需要用到时就调用它们，这样使整个程序简介明了，且在调试时可以很快的查出
