计 单片机简介 定时器 测量时临界内部接点比例缩放和选择 由外部电阻产生无谐波的正弦波 封装形式， 图结构图 主要管脚的功能如下 是连接电极的管脚，用屏蔽的同轴电缆连接的电极是有方向的，每 次选择个电极，测量它的电容，其它电极由内部开关自动接地。 是参考值接入管脚，通常将已知电容值的电容接在这 摘要 本设计主要介绍了种智能电风扇的设计方案。该系统以单片机为核心， 应用的电场传感器和加速度，为风扇提供了多 方位的保护，也为用户提供了更智能化的管理。 本设计采用的温度智能控制，使风扇可以感知环境的温度，以调节风扇的 转速，达到更好的工作效果。用户可以选择这种智能调速的方式，也可以选择 手动设定方式来控制转速。当选择手动设定方式时，该功能不发挥作用。智能 照明功能，在晚间当，用户接近风扇时候，风扇能够探测到人体的接近，从而 启动微光照明，方便用户操作并避免用户和风扇或其他物体发生不必要的碰撞。 而定时工作功能可以让用户自己定制风扇工作时间的长短，以提供更人性化的 服务。液晶显示功能使用液晶屏显示当前室温度，风 ， ， ， ， 的转速，风扇的工作模 式，当前时间，风扇工作时间等参数，美观大方。 关键词智能，电风扇，电场传感器，加速度，接近检测 ， ， ， ， ，操作并避免用户和风扇或其他物体发生不必 要的碰撞。 定时工作功能该定时功能可以让自己制定风扇工作时间的长短，以提 供更人性化的服务。 系统概述 智能电风扇主要由，接近检测，倾倒检测，温度检测 人机接口等主要部分组成 使用的位单片机。 接近检测模块使用的电场传感器，利用电场成像技术实 现对人体的检测。 温度检测模块使用，主要用来监测室温和电机温度 人机接口包括键盘模块和显示模块，实现电风扇与用户的信息交互 其系统框图如图所示 图智能电风扇系统框图 硬件设计 本设计对智能电风扇的控制，主要采用的是的位单片机 和温度传感器，加速度传感器。 单片机简介 单片机 在电风扇开发领域，很多业界采用的都是专用的风扇控制芯片，虽然它实 现简单，但是跟我们所要设计的智能电风扇相比，其计算能力就相差甚远了。 在认真分析了功能需求和成本限制的基础上，我们决定选用司提供可产生及检测低水平电场和功率并支持微控制器 的集成电路电场成像器件。设计工程师在需要非接触探测 和三维电场成像的嵌入式系统中使用，可减少系统所需器件和 成本。这款支持微控制器及个简单的电极。这些电极均可独立使用，提供 在微弱电场中物体的尺寸和位置等信息。 以前为了实现相同功能需要使用许多分立器件，是为了替代这些 分立器件而设计的。这款的应用目标包括电器机器汽车安全系统和使用 人体感应触摸板输入作为用户接口的任何产品或者系统的工作原理如 图所示。正弦波生成器与外接负载电阻配合产生的纯正弦波，当 电极的电场发生变化时，相应的电容值发生改变，测得的电压与成比例，即 电容增加检测的电压减小。图中的检波器和低通滤波器均在片 内，使用时只需接电容。 图的内部结构 的内部结构如图所示，其特点如下 最多可接个电极，个参考电极 用屏蔽同轴电缆可远距离驱动电极 调节器为外部电路供电 物理层接口 灯驱动输出 看门狗和电源复单片机 作为本系统的核心控制部分，它具有以下特点 较高的总线频率。 丰富的片内资源片内，片内。 路位，双通道的时钟接口模块。 串行通信接口模块，用于跟电场传感器进行串行通信。 串行外设接口，外接串转并转换芯片，与液晶屏连接。 通道位的数模转换器。 位键盘唤醒口用于跟小键盘连接，对系统进行设置，控制电扇。 图核心电路 控制模块 控制模块的控制芯片选用的是，在保证了对 很好的控制的同时，有效的控制了成本。 由于可以为外部电路提供的电压，所以整个控制模块只要 个的电压电源即可。 是通过对外发射低频的纯正的正弦波来实现电场成像的连接在 引脚上调整电阻可以对正弦波的频率进行调整，以达到最优。 控制芯片通过串口与主控模块通信，采用双通道 电平转换芯片，通过引脚来实现数据的串口模拟收发。 有关电场感应器件 定时器电路 红外收发电路 电机控制电路 温度探测电路 关于传感器 温度传感器 软件设计 综述 硬件层 硬件驱动层 软件驱动层 应用层 软件总体流程描述 软件子模块 软件模块 模块 电机控制模块 人机接口 红外接收模块 总结与展望 致谢 参考文献 附录 绪言 本章主要阐述了智能电风扇的研究背景，现状，发展方向，明确的指出了 制作智能电风扇所用到的元器件，以及各个元器件的功能描述。 课题背景 电风扇在我国，是年代开始兴起的种小型的家用电器，刚开始它的功 能单，而且耗电量大。随着技术的不断更新，它的功能更加强大，更加趋于 人性化。 作为种老式的家电，电风扇具有价格便宜，摆放方便，体积轻巧等特点。 由于大部分家庭消费水平的限制，电风作为扇作为个成熟的家电行业的员， 尤其在中小城市，以及乡村将来段时间内仍然会占有市场大部分份额。 面临庞大的市场需的同时，也要提高电风扇的市场竞争力。使之在技术 含量上有所提高，应使风扇不仅功能多样，操作简便，而且更加安全可靠。本 设计采用了单片机作为该智能电风扇系统的核心部分。 在国际市场上，单片机产品的类型很多。其中公司的产品比较领先和 占有较大销售份额。在我国公司系列，系列，系 列的各种机型用得最多，占主流地位。 随着大规模集成电路技术的演进，单片机的性能仍在快速提高。其生产工 艺经历了，等各个阶段，正朝高速型 工艺的方向发展并继续提高集成度增大，容量增多功能模 块提高速度降低功耗。 单片机的特点 单片机芯片的集成度很高，它将微型计算机的主要不见都集成在块芯片 上，具有下列特点 体积小，重量轻，价格便宜，耗电少。 根据工控环境要求设计，且许温度控制功能电风扇可以感知环境温度，以调节风扇的转速，达到更 好的工作效果。用户可以选择这种智能的调速方式，也可以选择手动设定方式 来控制转速。当选择手动设定方式时，该功能不发挥作用。 智能照明功能在晚间，当用户接近风扇时，风扇能够探测到人体的接 近，从而启动微光照明，方便用， ， ， 目录 摘要 绪言 课题背景 课题研究的目的和意义 系统设计方案的研究 系统的控制特点与性能要求 系统概述 硬件设计 单片机简介 控制模块 倾倒检测电路 串口模拟通信电路 定时器 测量时临界内部接点比例缩放和选择 由外部电阻产生无谐波的正弦波 封装形式， 图结构图 主要管脚的功能如下 是连接电极的管脚，用屏蔽的同轴电缆连接的电极是有方向的，每 次选择个电极，测量它的电容，其它电极由内部开关自动接地。 是参考值接入管脚，通常将已知电容值的电容接在这 摘要 本设计主要介绍了种智能电风扇的设计方案。该系统以单片机为核心， 应用的电场传感器和加速度，为风扇提供了多 方位的保护，也为用户提供了更智能化的管理。 本设计采用的温度智能控制，使风扇可以感知环境的温度，以调节风扇的 转速，达到更好的工作效果。用户可以选择这种智能调速的方式，也可以选择 手动设定方式来控制转速。当选择手动设定方式时，该功能不发挥作用。智能 照明功能，在晚间当，用户接近风扇时候，风扇能够探测到人体的接近，从而 启动微光照明，方便用户操作并避免用户和风扇或其他物体发生不必要的碰撞。 而定时工作功能可以让用户自己定制风扇工作时间的长短，以提供更人性化的 服务。液晶显示功能使用液晶屏显示当前室温度，风定时器电路 红外收发电路 电机控制电路 温度探测电路 关于传感器 温度传感器 软件设计 综述 硬件层 硬件驱动层 软件驱动层 应用层 软件总体流程描述 软件子模块 软件模块 模块 电机控制模块 人机接口 红外接收模块 总结与展望 致谢 参考文献 附录 绪言 本章主要阐述了智能电风扇的研究背景，现状，发展方向，明确的指出了 制作智能电风扇所用到的元器件，以及各个元器件的功能描述。 课题背景 电风扇在我国，是年代开始兴起的种小型的家用电器，刚开始它的功 能单，而且耗电量大。随着技术的不断更新，它的功能更加强大，更加趋于 人性化。 作为种老式的家电，电风扇具有价格便宜，摆放方便，体积轻巧等特点。 由于大部分家庭消费水平的限制，电风作为扇作为个成熟的家电行业的员， 尤其在中小城市，以及乡村将来段时间内仍然会占有市场大部分份额。 面临庞大的市场需的转速，风扇的工作模 式，当前时间，风扇工作时间等参数，美观大方。 关键词智能，电风扇，电场传感器，加速度，接近检测 ， ， ， ， ， ， ， ， 目录 摘要 绪言 课题背景 课题研究的目的和意义 系统设计方案的研究 系统的控制特点与性能要求 系统概述 硬件设计 单片机简介 司提供可产生及检测低水平电场和功率并支持微