基于單片機(jī)STM32F103CET6的半導(dǎo)體制冷智能風(fēng)扇設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u前言 1第一章緒論 21.1半導(dǎo)體制冷智能風(fēng)扇系統(tǒng)的研究背景 21.2半導(dǎo)體制冷智能風(fēng)扇系統(tǒng)的研究意義 21.3設(shè)計任務(wù) 2第二章系統(tǒng)原理分析 32.1系統(tǒng)整體設(shè)計思路 32.2單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 42.3電機(jī)驅(qū)動模塊： 72.4傳感器模塊 82.4.1DHT11數(shù)字溫濕度傳感器簡介 82.4.2傳感器電路 82.5按鍵控制模塊 92.6紅外控制模塊 102.7藍(lán)牙控制模塊 122.8半導(dǎo)體制冷模塊 12第三章系統(tǒng)程序語言設(shè)計 133.1開發(fā)環(huán)境簡介 133.2主程序流程圖 13 13圖3.1主程序工作流程 133.3藍(lán)牙模塊程序流程圖 143.4DHT11傳感器子程序流程圖 153.5調(diào)試過程 16第四章總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 18摘要隨著我國現(xiàn)代電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的不斷壯大和發(fā)展,現(xiàn)代化社會對工作效率的要求也愈加嚴(yán)格,各個工程行業(yè)均因此而需要制作精良、可靠性好、工作效率高的技術(shù)和設(shè)備。作為落伍的家用電器,電風(fēng)扇曾經(jīng)有一段時間在市場上被認(rèn)為已經(jīng)成了與空調(diào)競爭下的一種淘汰物;然而電風(fēng)扇卻擁有成本較低、價格相當(dāng)便宜、體積相當(dāng)輕巧的優(yōu)點(diǎn)。電風(fēng)扇曾經(jīng)被認(rèn)為是受到空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的一種淘汰者;但是電風(fēng)扇卻具備價格低廉、體積小、擺放容易等特性REF_Ref18725\r\h[1]。由于大多數(shù)家庭收到生活成本的局限,電風(fēng)扇仍然是成熟的家用電器的重要組成部分,在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的消費(fèi)市場將來的很長一段時間當(dāng)中電風(fēng)扇依舊在市場當(dāng)中占據(jù)關(guān)鍵地位，然而傳統(tǒng)電風(fēng)扇由于功能相對來說比較簡單，已經(jīng)不能滿足我們針對當(dāng)前生活的需要。為了提升電風(fēng)扇在市場上的競爭力，讓電風(fēng)扇變得更加智能化，并且被大范圍的推廣。本文智能風(fēng)扇的設(shè)計主要采用單片機(jī)STM32F103CET6，經(jīng)由數(shù)字溫度傳感設(shè)備對外部溫度進(jìn)行測量工作并記錄，讓它生成一個能夠控制的自動化系統(tǒng)，讓風(fēng)扇能夠依照溫度變化達(dá)到自動控制的目的，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)溫度高低和風(fēng)力大小的功能。除此之外，經(jīng)由紅外傳感器、藍(lán)牙設(shè)備與調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)所有功能的開關(guān)，同時所有功能都能夠通過遙控來控制，用戶能夠在規(guī)定的范圍當(dāng)中使用智能風(fēng)扇的所有功能REF_Ref19388\r\h[2]。同時采用半導(dǎo)體制冷芯片可以使得風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)制冷功能。關(guān)鍵詞：智能風(fēng)扇系統(tǒng)；單片機(jī)；溫度感應(yīng)前言自上世紀(jì)五六十年代集成電路技術(shù)開始發(fā)展以來，單片機(jī)技術(shù)就已漸成雛形，隨著本世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)蔓延到了生活中的各個領(lǐng)域，在各個行業(yè)中扮演著極其重要的角色，集成電路產(chǎn)業(yè)是當(dāng)下信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重中之重。隨著科技的不斷發(fā)展，生產(chǎn)力也正在逐步提升?？萍颊谥饾u向直接生產(chǎn)力轉(zhuǎn)變。后疫情時代，當(dāng)今世界格局越來越不穩(wěn)定，在外部勢力對我國集成電路、芯片日益管控的今天，為了不使集成電路被外部“卡脖子”，發(fā)展本國的集成電路技術(shù)就越來越重要，不僅可以實(shí)現(xiàn)芯片國產(chǎn)化，同時可以成為我國反制西方制裁的手段。第一章緒論1.1半導(dǎo)體制冷智能風(fēng)扇系統(tǒng)的研究背景在我們的日常工作生活中，單片機(jī)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，因其體積較小、質(zhì)量較輕、集成度高、抗干擾能力強(qiáng)且性價比高，非常適合使用于小型電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。同時隨著科技的迅猛發(fā)展，智能家居越來越多的應(yīng)用于家庭生活之中，電風(fēng)扇作為傳統(tǒng)的家用電器設(shè)備，在新時代科技浪潮中也將迎來屬于自己的智能化，也將變?yōu)橹悄芑畹闹匾M成部分。傳統(tǒng)風(fēng)扇一般都是手動模式，四五個不同的風(fēng)力選擇，用的是人工選擇，無法感知室內(nèi)溫度，只能使用人工的方式來完成檔位的選擇控制，無法滿足由于溫度變化影響風(fēng)扇轉(zhuǎn)速大小的需求。自動感溫調(diào)速風(fēng)扇這個設(shè)計是風(fēng)扇向智能化邁步的一個重要方向。智能風(fēng)扇啟停的自我控制，能夠解決人們在入睡時因溫度升高或下降導(dǎo)致的燥熱或者受涼，或者需要從睡夢中醒來去調(diào)劑或關(guān)停風(fēng)扇的問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。將智能控制技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)家用電器的控制中，單片機(jī)的運(yùn)用使其轉(zhuǎn)速控制更加精確。并且智能風(fēng)扇的穩(wěn)定性較強(qiáng)，用戶操作起來也比較容易，并且耗電量較小，可以達(dá)到人們多樣化的需求，在設(shè)計與價格方面都深得用戶的喜愛。1.2半導(dǎo)體制冷智能風(fēng)扇系統(tǒng)的研究意義春夏交替之時，白晝溫度很高，電風(fēng)扇應(yīng)該保持高速旋轉(zhuǎn)加大風(fēng)力，使人能感覺到?jīng)鏊?；夜晚溫度降低，?dāng)人進(jìn)入睡眠后，風(fēng)扇應(yīng)當(dāng)減小功率，避免受涼感冒，傳統(tǒng)風(fēng)扇雖有擁有功率轉(zhuǎn)換的功能，但需要人工完成功率調(diào)整，人們在入眠以后就不能再進(jìn)行調(diào)整。同時人們正常情況下應(yīng)用的定時功能，首先是在定時時間方面存在一定的限制，定時時間過短超出定時時間后仍需手動開啟，定時時間過長溫度降低以后不斷吹風(fēng)會誘發(fā)感冒。為了改善以上問題，本文當(dāng)中介紹的智能風(fēng)扇當(dāng)中加入了智能溫度感應(yīng)系統(tǒng)。其中所采用的準(zhǔn)確度較高的溫度傳感設(shè)備，采取單片機(jī)對其進(jìn)行驅(qū)動，能準(zhǔn)確展示當(dāng)前溫度并做出反應(yīng)。1.3設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計的重點(diǎn)就是該系統(tǒng)是利用溫度傳感設(shè)備去測量當(dāng)前溫度和濕度的，所測量的信息通過單片機(jī)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為可視化的文字，顯示在液晶屏上。除此之外再添加鍵盤和紅外、藍(lán)牙控制功能以及半導(dǎo)體制冷功能。該系統(tǒng)具備手動模式和自動模式，硬件設(shè)計部分有一個按鍵為手動/自動轉(zhuǎn)換鍵，在手動模式里我們可以根據(jù)自己的實(shí)際需要來設(shè)定最佳檔位REF_Ref19512\r\h[3]；軟件設(shè)計部分對最佳溫度值進(jìn)行了設(shè)置，進(jìn)入自動調(diào)節(jié)模式之后，就自動轉(zhuǎn)換到了默認(rèn)設(shè)置上，再次利用溫度傳感設(shè)備去測量當(dāng)前溫度和濕度的，所測量的信息通過單片機(jī)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為可視化的文字，顯示在液晶屏上，如果低于最佳溫度就減小風(fēng)速，高于最佳溫度增大風(fēng)速。制冷功能通過半導(dǎo)體制冷片來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。第二章系統(tǒng)原理分析2.1系統(tǒng)整體設(shè)計思路本次設(shè)計根據(jù)要求確定了智能風(fēng)扇系統(tǒng)的整體方案，該設(shè)計方案由單片機(jī)、溫度傳感器、紅外和藍(lán)牙及TF彩屏以及按鍵輸入、半導(dǎo)體制冷等部分組成。因為單片機(jī)作為整個設(shè)計的控制中心，所以單片機(jī)的特點(diǎn)影響到整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計和程序語言的編寫。智能風(fēng)扇系統(tǒng)所采用的是STM32F103單片機(jī)，主要是由溫度感應(yīng)模塊、TFT屏幕顯示模塊、紅外模塊、按鍵開關(guān)模塊、藍(lán)牙模塊、制冷芯片以及直流電機(jī)驅(qū)動七個部分所組成。溫度感應(yīng)采集模塊的作用在于把感應(yīng)到的溫度值和默認(rèn)溫度值加以對比。假設(shè)感應(yīng)到的溫度值超出了默認(rèn)溫度值，那么智能風(fēng)扇就會將檔位對應(yīng)的提高，反之則反，直到與默認(rèn)溫度值保持一致為止。TFT屏幕的功能在于將溫度感應(yīng)系統(tǒng)所傳遞的相關(guān)數(shù)據(jù)都顯示在屏幕上。藍(lán)牙模塊的主要功能是與遙控設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙信號的收發(fā)，利用各種終端設(shè)備與智能風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。按鍵模塊的主要功能是經(jīng)由設(shè)定不同檔位去控制智能風(fēng)扇的風(fēng)力。半導(dǎo)體制冷采用TEC1-12706芯片?？傮w設(shè)計的智能風(fēng)扇功能原理圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)整體框圖2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)：其主要是指使單片機(jī)可以正常工作，但是要使用最少的模塊去組成單片機(jī)。在最小系統(tǒng)確保無誤的情況下，再不斷的加入我們所需的功能模塊，讓單片機(jī)實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能REF_Ref19717\r\h[4]。根據(jù)圖2.2能夠看出，復(fù)位電路的主要功能是使電路從初始狀態(tài)開始工作，對該單片機(jī)NRST引腳寫入低電平就可以完成復(fù)位的工作。圖2.2

STM32F103單片機(jī)最小系統(tǒng)電源引腳：vdd代表的是單片機(jī)的電源電壓，即正極，有5個引腳，vss代表的是公共連接，即負(fù)極，有5個引腳。vdda代表的是模擬電源的正極，其主要功能是為所有的模擬電路部分供電，vssa代表的是模擬電源的負(fù)極。有1個引腳，即vbat，其主要功能是用來連接電源正極REF_Ref23150\r\h[10]。根據(jù)圖2.2所示，其中預(yù)留了一個CR1220紐扣鋰電池，當(dāng)主電源正常為設(shè)備供電的時候，是通過系統(tǒng)當(dāng)中的VCC3.3為其供電REF_Ref20514\r\h[5]；然而當(dāng)主電源沒有正常供電的時候，就需要通過預(yù)留的紐扣電池為其實(shí)時鬧鐘模塊供電，以此來確保實(shí)時時鐘模塊在主電源不正常工作的狀態(tài)下仍然可以正常運(yùn)行一段時間。然而假設(shè)僅僅是這樣設(shè)計，其中還有一個問題值得注意。假設(shè)VBAT引腳直接和VCC3.3和CR1220連接，那么將出現(xiàn)下述情況：首先是當(dāng)電池電壓超過3.3V的時候，電池便將電流傳遞至AMS1117上，導(dǎo)致芯片出現(xiàn)發(fā)熱發(fā)燙的情況，并且也會加速電量的損耗。其次是假設(shè)電池電壓不超過3.3V的時候，AMS1117所提供電壓為3.3V，那么將為電池供電，但是本文當(dāng)中所設(shè)計的紐扣鋰電池是無法進(jìn)行充電的。為了改善上述情況，筆者把VBAT的供電電路重新進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，如圖2.3所示：圖2.3電源引腳圖D1是為了預(yù)防CR1220鋰電池的電流向AMS1117當(dāng)中，D2是為了預(yù)防AMS1117所產(chǎn)生的3.3V流向CR1220鋰電池當(dāng)中。該設(shè)計的原因主要是，所利用的是“二極管的單向?qū)ㄐ浴?。在對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計時，所有電源引腳的周圍，應(yīng)當(dāng)安放一個0.1uF的電容濾波，從而達(dá)到降噪的功能。復(fù)位引腳NRST：復(fù)位就相當(dāng)于是重啟。stm32復(fù)位引腳在運(yùn)行的過程中，數(shù)字電路當(dāng)中遇到一種情況就會發(fā)生復(fù)位。STM32F103單片機(jī)的放大設(shè)備發(fā)生復(fù)位，重點(diǎn)在于將該電路的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€固定的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生復(fù)位的時候，其內(nèi)部單片機(jī)就是把部分存放裝置與部分寄存設(shè)備安裝到生產(chǎn)者所預(yù)設(shè)的值中。一般而言，單片機(jī)的復(fù)位電路主要的作用之一就是把某個狀態(tài)機(jī)的初始變換轉(zhuǎn)移到某個空中。BOOT引腳：該單片機(jī)有2個BOOT引腳，分別是BOOT0與BOOT1，其數(shù)字電路中的高低電位0或者1，能夠決定單片機(jī)是否發(fā)生復(fù)位。圖2.5BOOT引腳圖當(dāng)啟動模式選擇引腳為BOOT1=X，BOOT0=0的時候，啟動模式為主閃存存儲器，當(dāng)啟動模式選擇引腳為BOOT1=0，BOOT0=1的時候，啟動模式為系統(tǒng)存儲器REF_Ref20707\r\h[6]。單片機(jī)當(dāng)中本身就有的BootLoader（即為我們一般情況下所說的ISP程序）在此啟動模式下，假設(shè)產(chǎn)生程序硬件發(fā)生問題的情況下能夠轉(zhuǎn)換到BOOT0=1，在此模式當(dāng)中重新燒寫Flash也就能夠回歸正常。BootLoader的內(nèi)容在單片機(jī)正式生產(chǎn)出來以后都沒有對其進(jìn)行修正甚至擦除，也就是它是一個只讀內(nèi)存區(qū)域。當(dāng)啟動模式選擇引腳為BOOT1=1，BOOT0=1的時候，啟動模式是單片機(jī)當(dāng)中內(nèi)嵌的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器啟動。這種模式可以使用調(diào)試工作。以上就是對單片機(jī)的最小系統(tǒng)的介紹，然而其組成成分還不足夠，其還應(yīng)當(dāng)包括以下部分：電源電路：由于本設(shè)計所采用的單片機(jī)是采用3.3V供電，但是我們平時普遍見到的大多數(shù)都是5V電源，因此正常采取的AMS1117-3.3V穩(wěn)壓電源單片機(jī)5V降壓成3.3V，這款芯片的封裝一般是SOT-223三極管封裝。下載電路：下載電路也是本設(shè)計當(dāng)中的單片機(jī)的組成部分之一，其的下載模式有下述幾類：首先是串口下載，運(yùn)用串口下載單片機(jī)當(dāng)中必須有程序的支持，而系統(tǒng)存儲器里面就加入了該程序，通過ST在生產(chǎn)線當(dāng)中寫進(jìn)去，主要功能是利用可用的串口對FlashMemory實(shí)施重新編程。其中必須要考慮的是：采取該模式必須要滿足BOOT0=1，也就是說，必須有外部電路支持才能夠達(dá)到串口下載的目的。其次是采用JLINK下載正常情況下采取在SWD方式下載程序。該模式具有一定的優(yōu)勢，重點(diǎn)在于僅需要三個引腳就能夠滿足程序的下載需求。2.3電機(jī)驅(qū)動模塊：實(shí)驗使用到開發(fā)板中電機(jī)驅(qū)動模塊，驅(qū)動芯片為ULN2003，輸入與輸出電平相反，即輸入高，輸出為低REF_Ref21177\r\h[8]。圖2.6電機(jī)驅(qū)動模塊實(shí)驗接線說明：直流電機(jī)接入到STM32I/O口。直流電機(jī)兩個腳接電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出5V和O1。STM32的PB5接電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入I1。2.4傳感器模塊2.4.1DHT11數(shù)字溫濕度傳感器簡介DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一種涵蓋已經(jīng)校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的能夠測試出當(dāng)前空氣溫度的傳感設(shè)備。它所采用的是數(shù)字信息采集模式和溫濕度感應(yīng)模式，導(dǎo)致智能風(fēng)扇的性能更加穩(wěn)定。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器當(dāng)中還包括電阻模式的感應(yīng)設(shè)備以及負(fù)溫度系數(shù)溫度測試設(shè)備，同時與一個高性能8位單片機(jī)加以關(guān)聯(lián)REF_Ref21576\r\h[9]。由于只智能風(fēng)扇具有品質(zhì)較好、響應(yīng)速度較快、降音降噪等諸多優(yōu)勢。所有傳感器都是特別準(zhǔn)確的濕度體驗室里面實(shí)施調(diào)節(jié)。校對參數(shù)運(yùn)用程序的模式放置于一次性密碼存儲器里面，傳感器里面在測試信號期間應(yīng)當(dāng)有效運(yùn)用該校對參數(shù)。單線制串行接口，讓該系統(tǒng)集成變得非常簡單。信號傳輸?shù)木嚯x能夠超過20米，讓它變成每種應(yīng)用都能夠達(dá)到的最佳的狀態(tài)REF_Ref23293\r\h[14]。所以，筆者選取了這款傳感器當(dāng)成環(huán)境測試的傳感器。2.4.2傳感器電路測量范圍：20-90%RH0-50℃測濕精度：±5%RH測溫精度：±2℃分辨力：1（1）本設(shè)計所使用的傳感器供電范圍為3V~5.5V，針對單片機(jī)來說，VDD引腳接3.3V就能夠滿足；（2）本設(shè)計所使用的傳感器的工作手冊當(dāng)中，SDA數(shù)據(jù)引腳接線的距離不超過20米的時候，采取5K上拉電阻。超過20米的時候依照真實(shí)狀況選擇恰當(dāng)?shù)纳侠娮?；?）本設(shè)計所使用的傳感器在上電之后，必須等待1秒鐘以來將狀態(tài)穩(wěn)定下來，在這個過程中不用發(fā)出任意信號；讀取溫度之后，復(fù)位后的值都是0，1秒鐘之后溫濕度值都能夠恢復(fù)正常；（4）電源引腳之間能夠放置一個100nF的電容，其主要功能是去耦濾波。圖2.6DHT11電路引腳圖2.5按鍵控制模塊圖2.7按鍵控制模塊根據(jù)圖2.7能夠看出，按鍵K_UP與單片機(jī)的PA0引腳相互連接，按鍵K1、K2、K3分別連接在該芯片的PE2、PE3、PE4引腳上REF_Ref23395\r\h[15]。這里應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點(diǎn)：K_UP按鍵的另外一面連接在了3.3V的電源上，在開啟這一功能的時候就是高電平；K_LEFT、K_DOWN、K_RIGHT按鍵的另外一面基本上都接在了電線接地端上，在開啟這一功能的時候就是低電平。2.6紅外控制模塊本設(shè)計所使用的紅外控制模塊是一體化紅外接收頭VS1838B，接下來將對其進(jìn)行介紹：其工作電壓為2.7V~5.5V；圖2.8紅外接收應(yīng)用電路編碼標(biāo)準(zhǔn)紅外接收頭的型號較多，但其功能基本上沒有太大的差異，僅僅是引腳封裝有所區(qū)別而已。紅外接收的編碼形式相對來說比較一致，所運(yùn)用的編碼形式主要在于遙控器應(yīng)用的芯片，其發(fā)揮的作用是一致的。智能風(fēng)扇的遙控器所采用的是專門集成發(fā)射芯片去達(dá)到遙控的功能，一般情況下都適用的是智能風(fēng)扇遙控信號的相互對接，就是把其中一個按鍵所對應(yīng)的控制信號與系統(tǒng)碼，將其控制在38KHz的一個特定頻率的無線電波上，接著通過放大、驅(qū)動紅外發(fā)射管把信號傳遞出去。由于遙控芯片的不同，正常情況下分為兩類，其一是國家電氣規(guī)范，其二是飛利浦規(guī)范。本設(shè)計當(dāng)中所選擇的遙控器模塊運(yùn)用的是國家電氣規(guī)范。該紅外一體化接收頭，在收到有一個特定頻率的無線電波的信號之時，將輸出一個低電平，未工作時將輸出高電平。NEC標(biāo)準(zhǔn)：其中一個控制開關(guān)被觸動的時候，系統(tǒng)將傳遞出一個完整的全碼，假設(shè)按鍵保持108ms之后還處于按下的狀態(tài)，然后將要傳遞的代碼可能是通過起始碼(9ms)與結(jié)束碼(2.5ms)相構(gòu)成REF_Ref21465\r\h[11]。一個完整的全碼=引導(dǎo)碼+用戶碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼在上述公式當(dāng)中，引導(dǎo)碼高電平9ms，低電平4.5ms；用戶碼與數(shù)據(jù)碼共32位；這里面前16位是用戶識別碼，可以區(qū)分出不一樣的紅外遙控裝置，用來預(yù)防各不相同種類的遙控碼之間相互影響。在后面的16位數(shù)據(jù)碼是8位操作碼以及8位操作反碼，這將有利于校對數(shù)據(jù)能不能真正達(dá)到接收信號的效果。接收端依照數(shù)據(jù)碼去做出所應(yīng)當(dāng)發(fā)出的反應(yīng)。連續(xù)按鍵能夠提醒接收端，其中一個按鍵正在被不斷的觸動。鍵碼值輸出：根據(jù)紅外遙控的每一個按鍵，串口打印輸出相應(yīng)的按鍵值，我們將所有的按鍵重新計算，所有編碼就能夠得到網(wǎng)上的按鍵編碼圖了圖2.9紅外遙控按鍵編碼然而筆者經(jīng)由以上國家電氣規(guī)范編碼的介紹能夠發(fā)現(xiàn)，國家電氣規(guī)范當(dāng)中指出低位帥選傳遞信號。因此圖2.9當(dāng)中打印輸出的字節(jié)必須要將高低位反過來，假設(shè)第一個按鍵打印輸162（10100010），那么高低位就必須要反過來，也就是第一個按鍵的二進(jìn)制實(shí)際編碼是：01000101，也就是十六進(jìn)制的0x45。事實(shí)上用戶這個時候僅僅需要所有按鍵都可以精確的獲取一個不一樣鍵碼值，接著再程序里面依照不同的值，去實(shí)施不一樣的流程就可以。2.7藍(lán)牙控制模塊首先硬件方面，藍(lán)牙模塊HC06有四個引腳，分別為VCC，GND，TXD，RXD。VCC連接3.3v電壓，TXD，RXD分別為串口數(shù)據(jù)線，通過CH340芯片實(shí)現(xiàn)USB串口連接PC機(jī)。模塊上電后，即可通過手機(jī)檢測到HC06模塊；檢測后配對，密碼一般為0000或1234，配對成功。軟件方面，將TXD，RXD與串口的RXD，TXD連接，GND與主機(jī)GND連接后，加裝雙向同時通信的功能，其波特率是9600，數(shù)據(jù)位8，采用無奇偶校驗位去檢測計算機(jī)硬件的錯誤，停止位1。此時打開串口調(diào)試設(shè)備，查看收發(fā)數(shù)據(jù)情況。配對成功并開啟串口后，LED指示燈一般都會由閃爍變?yōu)楹懔?。藍(lán)牙模塊有效通信距離為10米左右，超出范圍無法保證連接質(zhì)量。其實(shí)我們主要設(shè)置的參數(shù)就是藍(lán)牙模塊的主從模式、通信的波特率、藍(lán)牙的名稱和密碼。如果系統(tǒng)中用到一對HC06模塊，那么需要一個作為主機(jī)模式(Master)，一個作為從機(jī)模式(Slave)；如果是和電腦、手機(jī)或者平板配合使用，那么HC06模塊可以設(shè)置為從機(jī)模式(Slave)。2.8半導(dǎo)體制冷模塊半導(dǎo)體制冷片也被稱作熱電制冷片，主要是采取其的皮爾貼效應(yīng)，在直流電經(jīng)由串聯(lián)電偶的時候，在電偶的兩端就能夠自如調(diào)節(jié)溫度高低，能夠最終滿足用戶的需求。為了在最大程度上改善制冷片的質(zhì)量，一般情況下在熱電制冷片當(dāng)中存在大量的通過n、p型半導(dǎo)體等部件所構(gòu)成的制冷微控單元。它們被構(gòu)造成陣列式地排序，彼此之間在電氣上都是直接串聯(lián)著。它們的冷端與熱點(diǎn)端是并聯(lián)到一起，夾兩片陶瓷片之間的零件進(jìn)行固定。圖2.10左：一個制冷單元；右：串聯(lián)在一起的制冷單元陣列本次設(shè)計采用的為最常見的TEC1-12706制冷片，正常工作電壓12v。給制冷片的兩根線通12V直流電，他就可以正常工作了，制冷片的一面是制冷面，另一面是發(fā)熱面REF_Ref21001\r\h[7]。當(dāng)本設(shè)計所采用的制冷片運(yùn)行時，一面制冷，并且另一面將持續(xù)保持發(fā)熱甚至發(fā)燙的狀態(tài)，如果不對其加設(shè)散熱功能，那么該器件將會被燒壞。故而，在我們進(jìn)行設(shè)計的時候，自然也少不了散熱裝置。我所用到的散熱裝置就是一個“散熱片”加一個“散熱風(fēng)扇”；同時在裝制冷片的時候，為了讓制冷和散熱的效果更好，我們需要在制冷片的兩個面均勻的涂上一下散熱硅脂。第三章系統(tǒng)程序語言設(shè)計3.1開發(fā)環(huán)境簡介Keil編程軟件：單片機(jī)在開發(fā)的過程當(dāng)中必定要有軟件的參與，匯編語言源程序轉(zhuǎn)變成CPU能夠正確讀取的機(jī)器碼可以采取手工或者機(jī)器匯編兩種措施，現(xiàn)階段幾乎已經(jīng)不會再采取手工匯編的形式了。機(jī)器匯編是主要是使用相關(guān)軟件把源程序轉(zhuǎn)化成機(jī)器單片機(jī)的匯編軟件A51，單片機(jī)的軟件正處于不斷升級的狀態(tài)REF_Ref21876\r\h[12]。3.2主程序流程圖圖3.1主程序工作流程圖3.1展示了系統(tǒng)的基本工作流程，首先要初始化系統(tǒng)各模塊，等待用戶操作，然后隨著用戶的操作，會不斷地有數(shù)據(jù)寫入到芯片之中。當(dāng)我們通過各控制方式去修改檔位的情況下，就會通過此程序去對PWM進(jìn)行修改來改變檔位。3.3藍(lán)牙模塊程序流程圖圖3.2藍(lán)牙程序工作流程本模塊程序所實(shí)現(xiàn)的功能如下所示：開機(jī)測試藍(lán)牙模塊到底可不可以正常使用，假設(shè)測試無法使用，那么就要進(jìn)行報錯處理。假設(shè)檢測成功，那么顯示屏上面將提示是否需要連接，其指示燈也會顯示工作狀態(tài)。開啟KEY1的時候，就能夠發(fā)送信號；開始KEY_UP的時候就能夠改變當(dāng)前狀態(tài)。結(jié)合手機(jī)端藍(lán)牙軟件可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)無線控制開發(fā)板。手機(jī)端藍(lán)牙軟件：E4A也被稱為易安卓，在2013年的時候出現(xiàn)在大眾面前，其主要是為公司、站長、開發(fā)者等提供安卓版的語言編程，其主要是借助谷歌Simple語言編譯器，其目的是達(dá)到經(jīng)由與易語言的Basic語法差不多的語言自如編程，比較容易操作。E4A和易語言的開發(fā)環(huán)境比較相似，并且二者都有一定的智能語法提示功能。用中文語言代替了英文，使其更加能夠適應(yīng)我們的思維邏輯，性價比較高。此次設(shè)計采用易安卓平臺編寫了一個簡易的藍(lán)牙控制APP來對風(fēng)扇進(jìn)行控制。可以達(dá)到溫度顯示、檔位調(diào)節(jié)、自動/手動模式切換等功能。3.4DHT11傳感器子程序流程圖圖3.3濕溫度傳感器程序流程圖按照圖3.3能夠看出DHT11傳感器的通訊原理，單片機(jī)系統(tǒng)通過輸入/輸出口不斷的向外發(fā)出數(shù)據(jù)提示，以此來讓DHT11傳感器控制好數(shù)據(jù)線，接著再采用while循環(huán)語句對其開始測試，由此便能夠獲取最為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息REF_Ref23548\r\h[16]。選擇DHT11傳感器收取用戶所在環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)：系統(tǒng)工作以后，拉低引腳的電平，歷經(jīng)20ms以后將引腳的電平再提升到40ms，直到完全結(jié)束以后，系統(tǒng)檢測管腳的電平是不是0，假設(shè)檢測結(jié)果顯示不是0，那么就要循環(huán)測試這一數(shù)據(jù)；假設(shè)檢測信號是0，那么就直接實(shí)施辨別重復(fù)80us低電平有沒有完成REF_Ref22026\r\h[13]；假設(shè)80us低電平的辨別完成，那么需要再次開啟辨識保證80us高電平有沒有完成，假設(shè)結(jié)果顯示尚未結(jié)完成，那么循環(huán)執(zhí)行這個信號；假設(shè)指令實(shí)施結(jié)束，那么智能風(fēng)扇就會接收信號，同時把收到的信號根據(jù)十進(jìn)制的方法存放至規(guī)定數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，數(shù)據(jù)收集結(jié)束之后，系統(tǒng)將所收集到的信號實(shí)施保存工作。3.5調(diào)試過程該程序操作流程如下，打開KEILC51的主程序，新建一個工程文件，新建以后，再新建一個文本框，該文本框的主要功能是將程序?qū)戇M(jìn)去，程序?qū)懲曛蟊仨氁M(jìn)行保存，然后將自動檢測這個程序有沒有出現(xiàn)錯誤的情況，這個程序確認(rèn)無誤之后將自動進(jìn)入編譯的步驟，最后能夠得到一個可以燒入單片機(jī)的HEX文件。第四章總結(jié)2020年12月底，我我們學(xué)校開始了校內(nèi)論文選題工作，從去年年底完成選題至今，畢業(yè)設(shè)計及其論文已大概完成。從剛開始的一頭霧水，再到慢慢的積累所需知識并且進(jìn)入狀態(tài)，再到對設(shè)計和論文思路的逐漸成型清晰，整個設(shè)計不說嘔心瀝血也可以說充滿艱辛。經(jīng)過與導(dǎo)師的有效溝通，最終確定了我的論文題目，是：基于半導(dǎo)體制冷片的智能風(fēng)扇設(shè)計與制作。自從老師開完開題會議以后，我便開始進(jìn)行畢設(shè)有關(guān)知識的積累與查找，當(dāng)時面對這個畢設(shè)，到網(wǎng)上觀看了挺多相關(guān)的設(shè)計視頻，一開始以為是挺簡單的，并沒有太過在意，但自從自己購買了畢設(shè)所需的硬件模塊后，才發(fā)現(xiàn)沒有事情是容易的，面對一對最小系統(tǒng)和各種設(shè)計模塊我不知從哪里開始工作，于是我把這個困惑與導(dǎo)師進(jìn)行了溝通，在導(dǎo)師細(xì)心指導(dǎo)之下，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計制作。今年3月初，也就是本學(xué)期剛剛開學(xué)之時，對我來說是一個非常關(guān)鍵又煎熬的時刻，彼時考研成績剛剛公布，自己的成績無緣自己的心儀專業(yè)，所以就和同學(xué)和室友一起找工作，并且這個時候也正在籌備我的畢業(yè)論