基于單片機的雙模式遙控風扇系統設計

湖北民族學院信息工程學院 劉蘭蘭 周祖華 錢金伶

基于單片機的雙模式遙控風扇系統設計

湖北民族學院信息工程學院 劉蘭蘭 周祖華 錢金伶

本文介紹一種基于STC89C52處理器的雙模式遙控風扇設計方案,采用DS18B20作為溫度傳感器、紅外遙控器作無線控制端、HS0038作為紅外接收端,時鐘芯片DS1302作時間基準。本系統采用LCD1602顯示溫度和時間,并且系統具有溫度自動控制和手動遙控控制兩種模式。

STC89C52;自動模式;紅外遙控;電風扇

1 引言

現今市場上存在的電風扇大多數仍是單純硬件電路的搭建,有著功能單一、智能性差、用戶體驗差等缺點。因此對家用電風扇進行有效改進,加入先進的軟件算法,提高舒適性和智能性,使更多的用戶體驗到高新技術發展給生活帶來的便利和舒適,有著非常重要的應用價值和研究意義。本文設計的雙模式遙控風扇很好的解決了這個問題,當溫度升高時,風速增強,當溫度降低時,風速也會適度的降低,維持在最合適的風速水平,而且此風扇不僅可以隨環境溫度而改變風速,還可以切換到遙控風速的模式,并且可以顯示當前溫度,日歷和時間。

2 系統硬件設計

本系統采用STC89C52作為控制核心,PWM調速技術控制電機轉速,實現遠程操作和自動控制兩種模式,操作簡便,隨心所欲。系統主要由微控制器、溫度檢測模塊、紅外遙控器、液晶顯示模塊、時鐘模塊、矩陣鍵盤、電機和扇葉組成。微控制器把DS18B20采集到的溫度數據顯示在LCD1602上,并根據相應溫度調整PWM,使風速隨著外界溫度而改變。系統以DS1302作為時基芯片,通過LCD1602顯示當前的日期和時間,日期和時間可通過矩陣鍵盤設置。當處于遙控模式時,可通過遙控器切換風速,當處于溫控模式時,環境溫度升高,風速變快,溫度降低,風速變慢,從而使風速維持在適宜的水平。總體設計方案如圖1所示。

圖1 總體設計方案圖

2.1 微控制器

STC89C52是由STC公司生產,具有MCS-51內核,8K字節可編程flash存儲器的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,其標準功能有8K字節可編程flash、512字節RAM、32個通用輸入輸出口、3個定時器(16位)、四個外部中斷和支持兩種軟件可選擇節電模式,最高運作頻率35MHZ。總體而言,STC89C52是一款性能優秀,使用方便的微處理器,可為本系統提供穩定的PWM控制,故選擇此芯片。

2.2 溫度檢測系統

溫度傳感器采用DS18B20,其特點有:1)獨特的單線接口方式;2)溫度范圍-55℃ ～ +125℃,固有測溫誤差1℃;3)支持多點組網。電路圖如圖2所示。

圖2 溫度檢測電路圖

2.3 液晶顯示模塊

采用LCD1602作為顯示模塊,優點是體積小,低功耗,內置有復位電路。其電路圖如圖3所示。

圖3 液晶顯示電路圖

圖4 時鐘芯片電路圖

2.4 矩陣鍵盤模塊

系統功能可對環境的溫度和日期、時間進行顯示,本系統可以對當前時間進行調整,便于用戶校準時間。考慮到采用按鍵輸入時節約I/O口,采用矩陣鍵盤,大大節省了單片機IO資源。

2.5 紅外遙控器

本系統可實現遙控器控制風扇轉速和模式的轉換。為實現該功能,系統考慮采用紅外傳感器模塊。

2.6 實時時鐘模塊

DS1302是由美國DALLAS推出的低功耗實時時鐘芯片,常使用在實時時間顯示的應用中,可以對年月日周時分秒進行記時,且具有閏年補償功能。其電路圖如圖4所示。

圖5 軟件系統流程圖

3 系統軟件設計

系統的軟件設計部分包括系統初始化、溫度檢測、紅外遙控、日期時間調整、LCD1602顯示、電機控制等部分。PWM調速技術在控制電機時,其實并非提供的穩定的直流電,而是一連串方波的形式提供驅動電能,不同占空比的方波提供的電能不同。占空比大的方波提供的電能多,占空比小的方波提供的電能少,所以不同的占空比的方波能對電機起到調速的作用。軟件系統圖如圖5所示。

4 總結

本文重點介紹了雙模式遙控風扇的主要功能,結合主要對每部分功能模塊作了簡要講解并介紹了每個模塊的器件選型,在器件選型過程中,通過備選器件之間的比較結合系統要求的指標,最終確定了各個功能模塊的主要器件型號,完成總體方案設計,驗證了系統方案的可行性。

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Design of dual mode remote control fan system based on single chip microcomputer

Liu Lanlan,Zhou Zuhua,Qian Jinling
(School of information engineering,Hubei Institute for Nationalities Enshi 445000,China)

This paper introduces a design scheme of dual-mode remote control fan based on STC89C52 Microcontroller。We use DS18B20 as the temperature sensor,infrared controller for the wireless terminal,HS0038 as the infrared receiver and DS1302 as the Clock Reference。 This system adopt LCD1602 to display the temperature and time,and the system has two kinds of temperature mode including automatic mode and manual mode。

STC89C52;Automatic mode;Infrared control;Electric fan