德州学院机电工程学院  石硕 王志坤 张瑞奇

1 引言

目前，传统小风扇被广泛使用，其使用群体以家庭及在校住宿学生居多。传统小电风扇的缺点主要是：外界温度的变化不能使风扇的风力随之改变，对于那些白天很热晚上凉爽的城市，这种温度感应式风扇很是实用，人们在熟睡中感应不到外界气温的变化，没法调档位，这样既浪费电又容易感冒。

2 温度感应式风扇的优点

温度感应式风扇操作简单，只需插上电源，风速档位全由风扇内的系统智能调节。传统小风扇拥有3个调速档，人工开关。本次设计应用温度传感器及80C51式单片机，实现以外界温度的变化来控制其档位的变化。当然使用者也可以仅仅运用手控档位的方式控制风扇，两者兼可。本次设计主要针对学生、晚上不能长时间吹风的体弱人群，通过温度感应传感器，实时监测室内温度变化。这次设计是在方便大众、服务大众的基础上，以智能、节约为理念，对传统风扇进行的改良。

3 设计要求

3.1温度感应式风扇的基本原理

它以传统的小风扇为基础，扇叶、扇头、底座和控制部分，调速方法多以电容调速法通过改变电机转速达到调速的目的。现加入温度感应装置、专用控制集成电路和单片机使控制风扇更加人性化，当外界温度达到人为设定的值时，风扇自动开启；反之，外界温度过低，单片机接受信号智能控制风扇转速大小。温度感应式风扇选用C51单片机作为其内部核心系统，其价格便宜易购买，专业层面比其他单片机较为成熟，可以精确接收外部的信息来操控单片机档位的变化。

3.2温度感应式小风扇的功能

温度感应式小风扇比传统的风扇功能多样，操作简单，更加智能，可在原有基础上实现以下三个功能：

（1）温度感应控制：在选材方面，基于温度感应式小风扇主要在室内使用，现选择常用的室内温度传感器LM35D，结合C51单片机功能实现信号的传递、输出等。温度感应控制是其核心技术，没有这一步骤的话智能控制将无法实现。

（2）温度、档位显示功能：为方便使用者观察风扇档位和室内温度，风扇上采用数码管动态显示技术，利用单片机和温度感应器使信号显示到扇体上。为了节约用电可把LED数码管亮度调到适宜程度。

现采用功率为8~12W，工作环境-10℃~75℃，寿命大于80000小时的共阴极数码管。将80C51单片机P0口引脚接到共阴极数码管上，通过单片机控制字形码的显示实现动态驱动。虽然名为动态显示，实际上和静态显示是相同的，并不会让人产生闪烁的眩晕感。此外，动态显示的耗电量较低，从而达到了小幅度节约电能的目标。

数码管接到单片机引脚上之后，使之可以循环显示十个基本数字：0到9。然后设定时间间隔循环。最后使用软件Proteus编写程序并画出原理图。其原理大致如下所示：将字模按循序排好储存入数组中，使用时将显示值作为该储存数组的坐标变量，按顺序提取0到9十个中任一字模传到P0口输出，这样用LED数码管的动态显示来完成本次设计中的温度和档位显示就完成了。经用Proteus软件绘制原理图来进行测试，现得出下图2的连接为最佳方式。