基于單片機溫控智能風扇的設(shè)計

施君 艾信友 李楊 奚芳蘭

摘 要：文章設(shè)計了一種基于單片機溫控智能風扇，利用DS18B20進行溫度檢測，采用STC89C52單片機控制風扇轉(zhuǎn)速和半導體制冷片制冷，具有隨外界溫度變化自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，降低環(huán)境溫度的功能。

關(guān)鍵詞：STC89C52；DS18B20；風扇調(diào)速；制冷片

引言

溫控智能風扇可以感知環(huán)境溫度，自動調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速，半導體制冷片制冷，達到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的功能。該風扇有兩個檔位，高速檔：當環(huán)境溫度高于設(shè)置溫度時，制冷片工作，轉(zhuǎn)速加快；低速檔：當環(huán)境溫度低于設(shè)置溫度時，制冷片不工作，轉(zhuǎn)速降低。該風扇性能優(yōu)良，可應用于實際生活。

1 系統(tǒng)概述

該風扇以STC89C52單片機為核心，通過DS18B20對環(huán)境溫度進行檢測，利用LCD1602顯示當前溫度，半導體制冷片制冷進行溫度調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了風扇隨外界溫度智能調(diào)速以及降低環(huán)境溫度功能。

該系統(tǒng)包括控制模塊、溫度檢測模塊、顯示模塊、制冷模塊、風扇調(diào)速控制模塊、電源模塊等。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

2 硬件設(shè)計

硬件設(shè)計主要包括控制模塊、溫度檢測模塊、顯示模塊、制冷模塊、風扇調(diào)速控制模塊、電源模塊的電路設(shè)計。

2.1 控制模塊

單片機作為該系統(tǒng)的核心部件，采用STC89C52單片機，控制LCD1602顯示，接收DS18B20采集到的溫度來控制風扇調(diào)速和制冷片工作。

2.2 溫度檢測模塊

該系統(tǒng)采用DS18B20溫度傳感器，DS18B20抗干擾能力強，精度高，可以全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出，檢測溫度范圍為-55℃～+125℃，溫度信息經(jīng)過單線接口送入或送出，使用方便。

2.3 顯示模塊

該系統(tǒng)采用LCD1602顯示模塊，單片機的P0口連接LCD1602數(shù)據(jù)端，P3.5、P3.6、P3.7連LCD1602的使能端和控制端。

2.4 制冷模塊

制冷片采用電流換能型半導體制冷片，它的主要功能是當外界溫度高于設(shè)定溫度上限時制冷。電路如圖2所示。

圖2 半導體制冷片電路圖

2.5 風扇調(diào)速控制模塊

風扇調(diào)速是根據(jù)外界溫度與設(shè)定溫度比較進行調(diào)速的。當外界溫度高于設(shè)定溫度時，風扇高速運行，外界溫度低于設(shè)定溫度時，風扇低速運行。電路如圖3所示。

圖3 風扇調(diào)速電路圖

2.6 電源模塊模塊

為了使制冷效果好，選用了TEC4-12705型半導體制冷片，其工作電壓和電流分別為12V5A。市電降壓選用次級電壓30V電流5A的變壓器，降壓后經(jīng)D1～D4整流，C1、C2濾波，然后由LM7805為大功率三極管2N3773基極提供基準參考電壓。LM7805的公共端外加穩(wěn)壓管ZD1作偏置電壓，使穩(wěn)壓器輸出12V5A直流電源。

當電路故障引起輸出電壓超過15V時，因R1上的壓降使晶閘管單向可控硅SCR觸發(fā)導通，此時電路中的熔絲F熔斷，穩(wěn)壓電源無輸出而得到保護。

3 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)采用C語言編程，主程序?qū)崿F(xiàn)溫度檢測和顯示、風扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、制冷片制冷控制等功能。主程序流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)以STC89C52單片機為控制核心，實現(xiàn)了風扇自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，降低環(huán)境溫度功能。利用單片機實現(xiàn)的智能溫控風扇，性能可靠，成本較低，適合大眾消費，有重要的應用價值。

參考文獻

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